بررسی ساز و کار خوردگی فلزات


1397/7/10



مقدمه

 

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 ضدزنگ 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 نگهداری نباید خیلی تعلل به خرج داد اگر خطر خوردگی حفره­ای وجود

 

داشته باشد آنگاه بهره­ گیری از فولادضدزنگ حاوی مولیبدن موردنیاز 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

 

محلول­های راکد ایجاد مسئله می­کند جائیکه تجمع کلریدها می­تواند اتفاق افتد شدت خوردگی شیاری تا حدود زیادی به هندسه شیار وابسته است .

 

هرچه شیار نازک­تر (حدود 25 میکرومتر) و هرچه شیار عمیق­تر باشد، شدت خوردگی بیشتر خواهد بود شیارها عموماً میان پیچ و مهره­ها یا در

 

اطراف رزوه­ های یک پیچ و یا دندانه­های پیچ روی می­دهد. همچنین ممکن است شیارها در جوش­هایی که موفق نمی­شوند 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 ...) در

 

تماس 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 الکترونیت 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 ضدزنگ 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 محل­های جدید اعتماد کرد چون فلزات غیرهمجنس اغلب می­

 

توانند 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 تا

 

حضور 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 آلومینیم 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 محیط­های روستایی، شهری، صعتی و ساحلی به طور کامل در توصیه­نامه PD 6484 ثبت شده

 

است که در خصوص تماس­های 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 بحث­شده 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 ضدزنگ در محیطی با       

 

pH< 0/1 قرار می­گیرد این نوع خوردگی روی می­دهد  اگر فولادضدزنگ 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 و 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 گروه فولاد ایرانیان

Top