-1 هزینه های خوردگی
کل
هزینه سالانه سیلها،گردبادها،آتش
سوزیها،رعد و برقها و
زمین لرزه ها کمتر از هزینه
خوردگی میباشند.
طبق
بررسی های انجام شده هزینه
سالانه خوردگی فلزات
در ایالات متحده در سال
1975 ،70 بیلیون دلار برآورد
شده است که حدود 10 بیلیون
دلار از هزینه فوق الذکر
را میتوان با اعمال بهترین
روشهای موجود مبارزه
با خوردگی صرفه جویی نمود.
اگر
چه خوردگی اجتناب ناپذیر
است ولی هزینه آنرا بمقدار
زیادی میتوان کاهش داد.مثلا
یک آند ارزان قیمت منیزیم
میتواند عمر تانک آب گرم
خانگی را دو برابر کند.انتخاب
صحیح مواد و طراحی خوب
هزینه های خوردگی را کاهش
میدهد.یک برنامه صحیح
تعمیرات و نگهداری رنگ
چندین برابر مخارجش را
صرفه جویی میکند.
2-1 مهندسی خوردگی
مهندسی
خوردگی کاربرد دانش و
فن جلوگیری یا کنترل خسارات
ناشی از خوردگی به روش
اقتصادی و مطمئن میباشد.
یک
مهندس خوردگی بایستی
با اصول خوردگی و روشهای
جلوگیری آن،خواص شیمیایی
،متالورژیکی،فیزیکی
و مکانیکی مواد ،آزمایشات
خوردگی،ماهیت محیط های
خورنده، قیمت مواد اولیه،نحوه
ساخت و تولید،کامپیوتر
و طراحی قطعات آشنا باشد.
3-1 تعریف خوردگی
خوردگی
را تخریب یا فاسد شدن یک
ماده در اثر واکنش با محیطی
که در آن قرار دارد تعریف
میکنند .بطور مثال فولاد
زنگ نزن 8-18 در حالت حساس
شده بوسیله اسید پلی تیونیک
ظرف چند ساعت بشدت خورده
میشود.
4-1 محیطهای خورنده
عملا
کلیه محیطها خورنده اند
لکن قدرت خورندگی آنها
متفاوت است.مثال:هوا،رطوبت،بخار
و گازهای دیگر مثل کلر،آمونیاک،سولفید
هیدروژن،دی اکسید گوگرد،اسیدهای
معدنی مثل اسید کلریدریک،سولفوریک
و نیتریک،اسیدهای آلی
مثل اسید استیک و فرمیک
بطور
کلی مواد معدنی خورنده
تر از مواد آلی میباشند.مثلا
خوردگی در صنایع نفت بیشتر
در اثر کلرورسدیم،گوگرد،اسید
سولفوریک و کلریدریک
وآب است تا بخاطر روغن،نفت
و بنزین.
درجه
حرارت ها و فشارهای بالاتر
معمولا باعث ایجاد شرایط
خوردگی شدیدتری میگردند.
5-1 خسارات ناشی از خوردگی
کاربردهای
مفید:1- ماشین کاری بوسیله
مواد شیمیایی (نواحی بدون
روکش فلزی در معرض اسید
قرار داده شده و مقدار
لازم فلز اضافی در اسید
حل میشود.)این روش در مواردی
اقتصادی تر است که قطعات
سخت بوده و بوسیله روشهای
معمول بسختی ماشین کاری
میشوند. 2- آندیزه کردن آلومینیوم
برای بدست آوردن ظاهر
مطلوب و پوسته اکسیدی
مقاوم در برابر خوردگی
اثرات
زیانبار خوردگی:
از
بین بردن ظاهر،مخارج
تعمیرات و نگهداری و بهره
برداری،خواباندن کارخانه،آلوده
شدن محصول،نشت یا از بین
رفتن محصولات با ارزش،اثرات
بر امنیت و قابلیت اعتماد،مسئولیت
عملکرد محصول
6-1 طبقه بندی خوردگی
خوردگی
را به روشهای مختلف طبقه
بندی میکنند:
خوردگی
در درجه حرارتهای بالا،خوردگی
در درجه حرارتهای پایین
خوردگی
مستقیم(اکسیداسیون)،خوردگی
الکتروشیمیایی
خوردگی
تر،خوردگی خشک
خوردگی
تر در حضور یک مایع انجام
میشود.(مایع شامل محلولها
یا الکترولیتها)مثل خوردگی
فولاد بوسیله آب
در
خوردگی خشک فاز مایع وجود
ندارد(یا بالای نقطه شبنم
محیط):بخارات و گازها عملا
خورنده بوده و غالبا این
نوع خوردگی در درجه حرارتهای
بالا صورت میگیرد.مثل
خوردگی فولاد بوسیله
گازهای کوره
کلر
خشک در فولاد باعث خوردگی
نمیشود ولی کلر مرطوب
یا حل شده در آب بشدت خورنده
است.عکس این مطلب در مورد
تیتانیوم صحیح است.
"با
امید آنکه روزی در مملکت
ما تحقیق حرف اول را بزند
و مسئولین اهمیت بیشتری
به اینگونه مسائل بدهند."
|
|
|
|
در جواب به این سوال ابتدا
به معرفی این نوع فولاد
می پردازیم.
فولادهای زنگ نزن ( S.S)
طبق دسته بندی موسسه آهن
و فولاد امریکا ( AISI) به دو
گروه سری 300-200 و سری 400 طبقه
بندی می شوند که هر سری
شامل چندین فولاد با رفتارهای
مختلف می باشد.
فولادهای زنگ نزن سری
300-200 آستنیتی ( Austenitic) می باشند
که بسیار چقرمه ( tough) و نرم
( ductile ) بوده و نیازی به عملیات
حرارتی ندارند در نتیجه
این فولادها برای جوشکاری
مناسب اند و تحت شرایط
عادی اتمسفری نیازی به
آنیله شدن ندارند.
این فولادها در برابر
خوردگی مقاومند و معمولا
غیر مغناطیسی هستند و
فقط از طریق کار سرد ( cold work)
سخت میشوند.
محدوده کربن در این فولادها
0.08 تا 0.25 درصد، میزان کروم
16 تا 26 درصد و میزان نیکل
6 تا 22 درصد است.
آنچه که در نوع 316 باعث
تمایز آن نسبت به انواع
دیگر فولاد S.S همچون 304 شده
وجود میزان حداکثر 3 درصد
مولیبدنیوم در آن می
باشد.مولیبدنیوم مقاومت
خوردگی این آلیاژ کروم-نیکل
را در برابر تخریب اکثر
مواد و حلالهای شیمیایی
صنعتی بالا برده و همچنین
در برابر خوردگی حفره
ای ( pitting) حاصل از کلرایدها
مقاومت میکند.به همین
خاطر نوع 316 مهمترین فولادی
است که در محیطهای دریایی
استفاده میگردد.
Type Analysis of Stainless Type 316:
|
1.00% max. |
Silicon |
0.08% max. |
Carbon |
|
16.00-18.00% |
Chromium |
2.00% max. |
Manganese |
|
10.00-14.00% |
Nickel |
0.045% max. |
Phosphorus |
|
2.00-3.00% |
Molybdenum |
0.030% max. |
Sulfur |
دو عامل مهم در خوردگی
این نوع فولادها یکی حساس
شدن ( sensitization ) و عامل دیگر
که باعث زنگ زدن جوشهای
آن می شود اکسید زدایی
نکردن آن می باشد.حال هر
کدام بطور مختصر توضیح
داده می شود.
حساس سازی یا حساس
شدن (sensitization ):
رسوب (ته نشین شدن) کرباید
در مرز دانه ها ،هنگامی
که فولادهای زنگ نزن آستنیتی
در یک بازه زمانی در محدوده
دمای بین 425 تا 870 درجه
سانتیگراد(800 تا 1600 درجه فارنهایت)
حرارت داده می شوند(بخصوص
در جوشکاری) را حساس شدن
می گویند.
مدت زمانی که فولاد
در این دما قرار میگیرد
مقدار کرباید رسوب شده
را تعیین میکند.وقتی کرومیوم
کرباید در مرز دانه ای
رسوب میکند نواحی کناری
فورا از کروم تهی میشود.در
صورتیکه این ته نشینی
و تهی سازی نسبتا پیوسته
باشد ،فولاد را نسبت به
خوردگی بین دانه ای ( intergranular corrosion) مستعد می سازد.همچنین
حساس شدن مقاومت فولاد
را در برابر انواع دیگر
خوردگی همچون خوردگی
حفره ای ( pitting ) ،خوردگی
شکافی (crevice corrosion ) و ترک
خوردگی تنشی(SCC )
کاهش میدهد.
روش جلوگیری از sensitization
با استفاده از منحنی
های حساس سازی دما-زمان
میتوان از حساس شدن جلوگیری
نمود و تاثیر میزان کربن
را روی این پدیده مشاهده
نمود.در شکل پايين نمونه
ای از اين منحنی ها را برای
فولاد ۳۰۴ را مشاهده می تماييد.
روش دیگر جلوگیری
از حساس شدن استفاده از
فولادهای پایدار( stabilized steels ) همچون 321 و
347 میباشد.اینگونه فولادهای
زنگ نزن محتوی تیتانیوم
(titanium ) و یا نیوبیوم(niobium ) بوده که میل به
ترکیب با کربن دارند و
به آسانی کرباید تشکیل
میدهند،این موضوع باعث
میشود حتی وقتی در طولانی
مدت در معرض دمای sensitization قرار بگیرد کروم در
حلال باقی بماند .
تنها راه حل اصلاح
فولادهای زنگ نزن حساس
شده، آنیله کردن آن می
باشد.
در جلسات بعد اسید
شویی( pickling ) و غیر فعال
سازی (passivation ) فولادها
شرح داده خواهد شد.
|
خوردگی
یکنواخت ( Uniform Attack)
معمولترین نوع خوردگی
میباشد که معمولا بوسیله
یک واکنش شیمیایی یا الکتروشیمیایی
بطور یکنواخت در سرتاسر
سطحی که در تماس با محلول
خورنده قرار دارد ،ایجاد
میگردد.
خوردگی یکنواخت یا
سرتاسری،از نقطه نظر
فنی اهمیت چندانی ندارد
زیرا عمر تجهیزاتی که
تحت این نوع خوردگی قرار
میگیرند را میتوان به
راحتی تخمین زد.
راههای جلوگیری و کنترل
خوردگی یکنواخت:1- انتخاب مواد و پوشش
صحیح
2- بوسیله ممانعت کننده
ها
3- حفاظت کاتدی
با ارزوی موفقیت
برای مهندسین متالورژی
مجید وقاری
