بررسی ساز و کار خوردگی فلزات
1398/11/29
بررسی خوردگی انواع فلزات
عموماً فولادهای ضدزنگ در برابر خوردگی بسیار مقاوم هستند و در اکثر شرایط محیطی عملکرد رضایت بخشی از خود نشان میدهند میزان مقاومت به خوردگی برای یک فولاد ضدزنگ مشخص به عناصر تشکیل دهنده آن وابسته است و این یعنی که هر گرید فولاد هنگام قرارگیری در شرایط محیطی خورنده، پاسخ نسبتاً متفاوتی از خود بروز میدهد. بنابراین برای انتخاب مناسب ترین گرید فولادهای ضد زنگ باتوجه به یک کاربرد خاص، باید با احتیاط عمل کرد همچون انتخاب محتاطانه گرید ماده، پرداخت خوب و کیفیت ساخت نیز میتوانند تاثیر بسزایی در کاهش احتمال زنگ زدگی و خوردگی داشته باشند.
خوردگی حفرهای
خوردگی حفرهای نوعی از خوردگی موضعی است که میتواند در نتیجه قرارگیری در شرایط محیطی ویژه و مهمتر از همه قرارگرفتن در معرض کلریدها روی دهد در مصارف سازهای، میزان خوردگی حفرهای احتمالا بصورت سطحی است و از دست رفتن یک جزء قابل صرف نظرکردن است با این حال، محصولات خوردگی میتوانند خصوصیات سازه را لکه دار کنند در خصوص خوردگی های حفرهای در ارائه خدماتی نظیر لوله های کوچک، لوله های بزرگ و سازه های نگه داری نباید خیلی تعلل به خرج داد اگر خطر خوردگی حفرهای وجود داشته باشد آنگاه بهره گیری از فولادضدزنگ حاوی مولیبدن مورد نیاز است.
خوردگی شیاری
خوردگی شیاری فرمی از حمله موضعی است که در ابتدا به دلیل فقر شدید اکسیژن در یک شیار آغاز میشود. احتمالاً خوردگی شیاری فقط در محلول های راکد ایجاد مسئله میکند جائیکه تجمع کلریدها میتواند اتفاق افتد شدت خوردگی شیاری تا حدود زیادی به هندسه شیار وابسته است.هرچه شیار نازک تر (حدود 25 میکرومتر) و هرچه شیار عمیق تر باشد، شدت خوردگی بیشتر خواهد بود شیارها عموماً میان پیچ و مهرهها یا در اطراف رزوه های یک پیچ و یا دندانه های پیچ روی میدهد. همچنین ممکن است شیارها در جوش هایی که موفق نمی شوند نفوذ کنند و زیر رسوباتی از سطح فولاد نیز دیده شوند.
خوردگی دوفلزی (گالوانیک)
خوردگی دوفلزی (گالوانیک) احتمالا زمانی روی میدهد که فلزاتی غیرهمجنس در یک الکترولیت مشترک (برای مثال باران، میعان و ...) درتماس با یکدیگر قرار داشته باشند اگر جریان الکتریکی بین دو فلز برقرار شود، فلزی که کمتر نجیب است (آند) با نرخی سریعتر از آنچه اگر فلزات در تماس نبودند، خورده میشود.همچنین نرخ خوردگی به مساحت نسبی فلزات در تماس، دما و ترکیب الکترولیت وابسته است بطور خاص، هرچه مساحت سطح کاتد نسبت به آند بیشتر باشد، نرخ حمله خوردگی بیشتر خواهد بود به احتمال زیاد، نسبت مساحت بزرگتر آند به کاتد در اتصالات و چفت ها روی میدهد.
پیچ های فولاد کربنی در تماس با واشرهای فولاد ضدزنگ باید از این نوع خوردگی دور نگه داشته شوند چون نسبت مساحت فولاد ضد زنگ به فولاد کربنی بزرگتر است و پیچها در معرض حمله شدیدی قرار میگیرند به طور معکوس، سرعت حمله واشر فولاد کربنی به یک پیچ فولادضد زنگ بسیار آهسته تر است معمولاً مفید است که به تجربه های پیشین در محل های جدید اعتماد کرد چون فلزات غیرهمجنس اغلب میتوانند تحت شرایط میعان یا رطوبت با حفظ ایمنی متصل شوند بدون اینکه هیچ اثر معکوسی ظاهر شود بخصوص اگر رسانایی الکترولیت ضعیف باشد.
پیش بینی این تاثیرات دشوار است چون سرعت خوردگی توسط چند عامل پیچیده تعیین میشود استفاده از جدول های پیشنهادی سبب میشود تاحضور فیلم های اکسیدی روی سطح، تاثیرات نسبت مساحت و شیمی محلولهای (الکترولیت) گوناگون نادیده گرفته شود بنابراین استفاده ناآگاهانه از این جداول منجر به نتایج خطاباری خواهد شد از این جداول باید با احتیاط و فقط پس از ارزیابی اولیه استفاده نمود.
فولادهای ضدزنگ استنیتی معمولاً در یک زوج دوفلزی تشکیل کاتد میدهند و بنابراین دچار خوردگی نمیشوند. تماس بین فولادهای ضدزنگ استنیتی و آلومینیوم و روی ممکن است سبب خوردگی مضاعفی بر دو فلز اشاره شده شود احتمال اینکه این خوردگی از نظر ساختاری قابل توجه باشد کم است اما پودر سفید/خاکستری ایجاد میکند که میتواند وجهه آنها را تغییر دهد.از خوردگی دوفلزی میتوان با حذف آب (به عنوان مثال با نقاشی کردن و یا چسب زدن روی سطوح اتصال) ایزوله کردن فلزات از یکدیگر (از طریق نقاشی کردن سطوح تماس فلزات غیرهمجنس) جلوگیری کرد.ایزوله کردن در اطراف اتصالات پیچی میتواند از طریق بکارگیری پوششهای لاستیکی و با پلاستیکهای غیررسانا و نایلون یا واشرها و سرپوش های تفلونی صورت پذیرد اجرای این شیوه در محل وقت گیر است و نمیتوان هیچگاه اطمینان داشت که آیا تمام واشرها و سطوح موردنظر به خوبی پوشانده شده اند یا خیر؟
رفتار کلی فلزات در تماسهای دوفلزی در محیط های روستایی، شهری، صعتی و ساحلی به طور کامل در توصیه نامه PD 6484 ثبت شده است که در خصوص تماس های دوفلزی و راههای مقابله با آن است.
ترک ناشی از خوردگی تنشی
گسترش ترک ناشی از خوردگی تنشی نیازمند حضور همزمان تنشهای کششی و عوامل محیطی ویژه است این نوع خوردگی در اتمسفرهای نرمال ساختمانی معمول نیست نیازی نیست تا تنش های بحث شده در قیاس با تنش معیار ماده زیاد باشند و این تنش ها ممکن است در نتیجه بارگذاری و/یا تاثیرات باقیمانده از فرآیندهای تولیدی نظیر جوشکاری و خمش در ماده باقی مانده باشند. هنگامی که از قطعات فولاد ضدزنگ که حاوی تنشهای باقیمانده بالایی (به دلیل انجام کار سرد) هستند در محیطهای کلریدی (نظیر حوضچههای آرامسازی در استخر، دریا، ساحل) استفاده میشود باید دقت کافی به خرج داده شود.
خوردگی عمومی (یکنواخت)
خوردگی عمومی در فولاد ضدزنگ نسبت به دیگر انواع فولاد بسیار کمتر دیده میشود تنها وقتی که فولاد ضد زنگ در محیطی با pH< 0/1 قرار میگیرد این نوع خوردگی روی میدهد.اگر فولاد ضدزنگ در تماس با مواد شیمیایی باشد، باید به جداول دردسترس برای تولیدکنندگان یا مشاوره با یک مهندس خوردگی رجوع کرد.
حمله بین دانه ای و حفره جوش
اگر فولادضدزنگ آستنیتی تحت گرمایش طولانی مدت در دمایی بین 450 تا 850 درجه سانتیگراد باشد، کربن موجود در فولاد به مرزهای دانه نفوذ میکند و کاربید کرم در آنجا رسوب میکند این پدیده سبب میشود کرم از محلول جامد حذف شده. بنابراین مناطق مجاور مرزدانه از نظر کرم فقیر هستند.فولاد در چنین وضعیتی "حساس شده" نامیده میشود مرزهای دانه مستعد حمله مرجح به منطقه در معرض بعدی و محیط خورنده هستند اگر این وضعیت ناشی از منطقه تحت گرمایش جوشکاری باشد به آن حفره جوش گفته میشود.
گریدهای مختلف فولاد ضدزنگ که دارای کربن کمی باشند (~0.03%) حساس نخواهد شد حتی برای ورقهایی تا ضخامت mm 20 که توسط فرآیندهای جوشکاری قوسی جوش داده شده باشند (استفاده از گرمایش سریع و سردسازی) بعلاوه، فرآیندهای مدرن فولادسازی باعث شده تا معمولاً میزان کربن فولاد 05/0 % یا کمتر باشد که در فولادهای گرید 304 و 316 دیده می شود، بنابراین این فولادها اگر تحت فرآیندهای جوشکاری قوسی قرار گیرند، مستعد خوردگی نخواهند بود.
تهیه شده در تیم تولید محتوای فولاد ایرانیان
