خوردگی فلزات نوعی واکنش الکتروشیمیایی است که بین فلز و اکسیژن موجود در هوای اطراف آن اتفاق رخ می‌دهد. و فلز را به اکسید، هیدروکسید یا سولفید تبدیل می‌کند. خوردگی فلزات موجب از بین رفتن تدریجی ساختار فلز و تغییر خواص آن خواهد شد و منجر به خسارات زیادی می‌شود. در این مقاله در آراد آهن با اشکال مختلف این واکنش و راه‌های جلوگیری از آن آشنا خواهیم شد.
انواع خوردگی فلزات کدامند؟
خوردگی فلزات خود را به شکل‌های مختلفی نمایش می‌دهد و بر این اساس در انواع گوناگون زیر دسته بندی می‌شود:
خوردگی یکنواخت:
عادی‌ترین و رایج‌ترین نوع خوردگی، خوردگی یکنواخت است که با حرکت مدام آند و کاتد به وجود می‌آید و به صورت یکدست و یکنواخت تمام سطح فلز را درگیر می‌کند. این نوع خوردگی به دلیل تشخیص راحت و قدرت کمی که دارد، نسبت به دیگر انواع خوردگی کم اهمیت‌تر است.
خوردگی حفره‌ای:
این نوع از خوردگی، برخلاف نوع قبلی تنها برخی از نقاط فلز را درگیر کرده، اما عمق و شدت آن بسیار بیشتر است. این خوردگی باعث می‌شود که ساختار نقاطی از فلز تا از بین رفتن کامل تحلیل رفته و به صورت سوراخ خود را نشان دهد. این سوراخ‌ها در ابتدای کار بسیار ریز هستند و به همین دلیل تشخیص آن‌ها بسیار سخت است و معمولا زمانی این خوردگی تشخیص داده می‌شود که ساختار فلز در نقاط بسیاری دچار خوردگی شده و صدمات زیادی دیده است.
بیشتر مطالعه کنید:
خوردگی شیاری:
نوع دیگری از خوردگی فلزات، شیاری یا شکافی است که درزها و نقاطی را درگیر می‌کند که در معرض هوای آزاد نیستند و مکان مناسبی برای فعالیت الکترولیت‌ها و عوامل خورنده به وجود می‌آورند.
خوردگی بین دانه‌ای:
این خوردگی به صورت مشخص مرز بین دانه‌ها را هدف قرار می‌دهد و موجب تخریب آن‌ها خواهد شد. چرا که غلظت ناخالصی‌ها در مرز دانه‌ها بیشتر است و این تفاوت غلظت منجر به افزایش میل خوردگی مرز دانه‌ها خواهد شد. جالب اینجاست که در این نوع خوردگی برای دانه‌ها هیچ مشکلی پیش نمی‌آید؛ اما، همین که مرز بین آن‌ها خورده می‌شود باعث خواهد شد که ساختار فلز پوک شده و در مواقع جدی‌تر حتی پودر شود.
خوردگی گالوانیکی:
اگر دو فلز از دو جنس متفاوت و با اختلاف پتانسیل‌های نابرابر در تماس با یکدیگر قرار بگیرند و شرایط محیطی آن‌ها دارای عوامل خورنده باشد، خوردگی گالوانیکی اتفاق می‌افتد.در این نوع خوردگی فلزی که واکنش پذیری کمتری دارد در نقش کاتد و فلزی که واکنش پذیری بالاتری دارد، در نقش آند قرار می‌گیرد و میان آن‌ها واکنش‌های الکتروشیمیایی رخ می‌دهد که در آخر موجب خوردگی شدید فلز آند خواهد شد.
بازرگانی آراد آهن، مرجع فروش مقاطع فولادی در ایران، مناسب‌ترین قیمت قوطی آهنی به شما مشتریان عزیز ارائه می‌نماید
خوردگی تنشی یا مکانیکی:
در صورتی که فلز در شرایط محیطی دارای عوامل خورنده قرار گرفته باشد و تنش کششی یا مکانیکی هم بر آن وارد آید، دچار خوردگی تنشی خواهد شد. تنش‌های کششی وارده بر فلز می‌توانند در انواع تنش‌های خارجی یا داخلی باشند.
خوردگی فرسایشی:
از انواع خوردگی می‌توان به خوردگی فرسایشی نیز اشاره کرد که در اثر تماس فلز با حرکت مدام یک سیال خورنده به وجود می‌آید و به صورت ناگهانی و یکباره خود را نشان می‌دهد. این نوع از خوردگی در پروانه پمپ‌های صنعتی که وظیفه پمپاژ و انتقال سیالات اسیدی، بازی و … را دارند، بسیار دیده می‌شود.
خوردگی میکروبی: جالب است که حتی وجود میکروب‌ها و موجودات ریز زنده نیز باعث خوردگی فلزات خواهد شد. میکروب‌ها، قارچ‌ها، جلبک‌ها و باکتری‌ها برای زنده ماندن خود از اکسیژن محیط مصرف کرده و برخی از آن‌ها اسید تولید می‌کنند. این عوامل باعث خواهد شد که شرایط مناسب محیطی برای خورندگی فلز به وجود آید.
مطالعه مقاله زیر به شما کمک می‌کند اطلاعاتی بیشتری درزمینه خوردگی فلزات بدست آورید. لطفا به لینک زیر مراجعه نمایید
خوردگی حبابی:
این نوع خوردگی که شباهت بسیاری به خوردگی سایشی دارد، در اثر ترکیدگی حباب‌ها به علت تماس با فلز به وجود می‌آید. در سیستم‌هایی که برای جابه‌جایی و انتقال سیالات مختلف ساخته می‌شوند، معمولا سیال با سرعت بالا در حال انتقال است. در نقاط ناهموار مسیر انتقال سیال، افت فشار به وجود می‌آید که منجر به ایجاد حباب خواهد شد. این حباب‌ها از سطح سیال جدا شده و پس از برخورد با سطح فلز می‌ترکند و ایجاد فشار می‌کنند. این ایجاد فشار به مرور زمان باعث خوردگی سطح فلز به شکل سوراخ‌های ناهموار و نامنظم خواهد شد.
عوامل موثر در خوردگی فلزات کدامند؟
اگر فلز در محیطی قرار داشته باشد که عوامل خورنده در آن وجود نداشته باشند، دچار خوردگی نخواهد شد. عوامل موثر بر خوردگی مشخص هستند و نمی‌توان آن‌ها را به طور کلی از محیط حذف کرد. با این وجود می‌توان پس از شناخت این عوامل شدت آن‌ها را کاهش داد یا فلز را در محیطی با این شرایط نگهداری نکرد.
- حرارت: یکی از مهم‌ترین عوامل محیطی که سرعت بیشتر واکنش‌های شیمیایی را افزایش می‌دهد، درجه حرارت محیط است و این قانون شامل حال واکنش الکتروشیمیایی خوردگی نیز می‌شود. پس هرچه دمای محیط بالاتر باشد، فلز با سرعت بیشتری وارد واکنش شده و خورده می‌شود.
- اختلاف پتانسیل: وجود اختلاف پتانسیل بین دو عنصر در صورتی که منجر به الکترود شدن آن‌ها شود، افزایش سرعت خوردگی را به همراه خواهد داشت.
- تشعشع: وجود اشعه‌های رادیواکتیو در محیط از دیگر عوامل موثر بر خوردگی به شمار می‌رود که افزایش سرعت این واکنش را به همراه خواهد داشت.
- مشخصات فلز: ساختار مولکولی فلز، نوع آلیاژ، روش‌های پرداخت، میزان مقاومت و واکنش پذیری فلز از دیگر عوامل موثر به شمار می‌روند.
- ناخالصی‌های محیطی: وجود عواملی مثل رطوبت یا نمک و سایر ناخالصی‌ها مثل وجود اسید در محیط باعث بالا رفتن سرعت خوردگی فلز خواهند شد. این ناخالصی‌ها محلول‌های الکترولیتی را به وجود می‌آورند و به این ترتیب خوردگی فلز را راحت‌تر می‌کنند.
میزان فشار و تنش‌های خارجی و داخلی از دیگر عواملی هستند که می‌توانند سرعت و شدت خوردگی فلزات را افزایش دهند.
روش هایی برای جلوگیری از خوردگی فلزات
برای مقابله با خوردگی می‌توان راهکارهای زیر را امتحان کرد:
- پوشش دهی فلز: پوشاندن سطح فلز با یک لایه رنگ به منظور جلوگیری از تماس سطح فلز با عوامل خورنده موجود در محیط یکی از ارزان‌ترین و آسان‌ترین راهکارها است. همچنین می‌توان از پوشش‌دهی پودری کمک گرفت. در این روش ابتدا سطح فلز با پودرهای چون آکریلیک، پلی استر، اپوکسی، نایلون و… پوشانده شده و سپس تحت حرارت قرار می‌گیرد و این امر باعث خواهد شد که پودرها ذوب شوند و به صورت یک لایه سطح آن را بپوشانند.
- کنترل شرایط محیط: شرایط محیطی تأثیر بسیاری در خوردگی فلز دارند. گرچه نمی‌توان آن‌ها را به صورت صددرصدی کنترل کرد؛ اما، می‌توان با راهکارهای چون: قرار دادن فولاد در محیط‌های خشک و دور از آب باران و برف یا حتی کاهش میزان کلر یا اکسیژن موجود در محیط با خوردگی مقابله کرد.
- استفاده از پوشش آندی: اگر سطح فولاد با یک فلزی که واکنش پذیری کمتری دارد، پوشانده شود، احتمال خوردگی آن کاهش می‌یابد. چرا که این پوشش مانند یک آند عمل کرده و فلز را محافظت می‌کند.
- استفاده از بازدارنده‌ها: در این روش از آغشته سازی سطح فولاد با مواد شیمیایی کمک گرفته می‌شود که واکنش آن‌ها با فلز یا عوامل خورنده موجود در محیط، از وقوع واکنش‌های الکتروشیمیایی که موجب خوردگی فلز می‌شوند، جلوگیری می‌کند. این روش مقابله با خوردگی به نام انفعال نیز شناخته می‌شود و در آن لایه پوششی ایجاد شده توسط ماده محافظی مثل اکسید از خوردگی فلز جلوگیری می‌کند.
آراد آهن بهترین و به‌روزترین قیمت پروفیل زد را به شما مشتریان ارائه می‌نماید.
مضرات خوردگی فلزات برای اقتصاد و صنعت
مضرات خوردگی می‌تواند خسارات مستقیم یا حتی غیرمستقیم زیادی را به صنایع مختلف و در نتیجه اقتصاد کشورها وارد کند. آمارها نشان می‌دهند که این پدیده در سراسر جهان هر ساله بیش از ۲ تریلیون دلار خسارات مالی به صنایع و اقتصاد وارد می‌کند.
خوردگی یک واکنش الکتروشیمیایی است و منجر به تغییر خواص فلز شده و ساختار آن را به مرور تخریب می‌کند. این واکنش می‌تواند خسارات زیر را به همراه داشته باشد:
- تخریب و از بین رفتن تجهیزات و ماشین‌آلات صنعتی مورد استفاده در صنایع گوناگون
- خوردگی بدنه خودروهای سبک و سنگین
- خراب شدن سکوهای نفتی و وارد آوردن خسارات مالی و جانی سنگین
- فروپاشی ساختمان‌ها و سازه‌های عمرانی
- نشت خطوط نفت و گاز یا شکستگی آن‌ها
- افزایش احتمال آتش سوزی در فلزات خورده شده
- ایجاد آلودگی‌های هوایی
به دلیل فوق العاده سنگین بودن خسارات و مضرات خوردگی بازرسی، ارزیابی و کنترل مرتب فلزات به کاررفته در دستگاه‌ها و ماشین آلات صنایع مختلف اهمیت فراوانی دارد.
جمع بندی:
خوردگی فلزات یکی از پدیده‌های شایعی است که صنایع مختلف را با مشکلات و خسارات فراوانی روبه‌رو می‌کند. این خوردگی بر اثر یک واکنش الکتروشیمیایی میان سطح فلز و عوامل خورنده موجود در محیط اتفاق می‌افتد و خود را در انواع و شکل‌های مختلفی نشان می‌دهد. از جمله نوع‌های مختلف خوردگی می‌توان به مواردی چون: خوردگی یکنواخت، تنشی، شیاری، حفره‌ای، میکروبی، حبابی، فرسایشی و غیره اشاره کرد که شکل و سرعت وقوع هر کدام متفاوت است.
عوامل زیادی چون وجود حرارت و اشعه‌های رادیواکتیوی در محیط، اختلاف پتانسیل و ویژگی فلزات و وجود ناخالصی‌ها در جو باعث افزایش احتمال وقوع و سرعت این پدیده می‌شوند.
خوردگی فلز سالانه خسارات مالی و جانی فراوانی را به صورت مستقیم یا غیرمستقیم به صنایع مختلف در سراسر جهان وارد می‌کند که به منظور جلوگیری از آن باید علاوه بر نظارت و کنترل مستقیم مقاطع فولادی به کار رفته در تجهیزات و دستگاه‌ها از روش‌های چون پوشش دهی سطح فلز یا کنترل شرایط محیطی و… استفاده کرد.
