4521212 - عوامل موثر بر خوردگی

عوامل موثر بر خوردگی

عوامل موثر بر خوردگی

تعریفی کوتاه از خوردگی

خوردگی را تخریب یا فاسد شدن یک ماده در اثر واکنش با محیطی که در آن قرار دارد تعریف می کنند. این فرایند می تواند سریع یا کند صورت گیرد. خوردگی یکی از مشکلات عمده در صنایع نفت و گاز به شمار می آید که سالانه مبالغ هنگفتی، به خود اختصاص می دهد. وقفه در تولید، زیان هنگفتی چه از نظر تولید هیدروکربن و چه از نظر هزینه تعمیرات در پی خواهد داشت. بنابراین سلامت تجهیزات در طول عمر مفید آن ها یک مسأله اساسی به نظر می رسد. کاربرد مواد مقاوم در برابر خوردگی باعث صرفه جويی های عمده ای در بعضی کار خانه جات و تأسیسات می شود.

نظارت دائمی بر فرایند خوردگی و محیط های خورنده، قبل از ساخت تأسیسات، باعث حذف یا کاهش عمده ی مخارج تعمیرات و نگهداری می شود و در جلو گیری از انهدام های غیر منتظره و خواباندن تأسیات نقش به سزايی دارد.

Corroding_machinery_at_old_White_Island_sulphur_mine

 محیط های خورنده و عوامل مؤثر بر خورندگی

عملاً کلیه ی محیط هاخورنده هستند، لکن قدرت خورندگی آنها متفاوت است. به طور مثال خوردگی در صنایع نفت بیشتر در اثر کلر و سدیم ،گوگرد ،اسید سولفوریک، کلریدیک و آب است تا به دليل روغن، نفت و بنزین. درجه حرارت ها و فشارهای بالاتر معمولاً باعث ایجاد شرایط خوردگی شدید تری می گردند. گاهی اوقات تغییرات جزيی در پروسه یا افزودن یک ماده ی جدید می تواند مسئله ی خوردگی را کاملاً دگرگون سازد. غالباً در صنایع فرایندی، مواقعی پیش می آید که لازم است بعضی متغیر ها و فاکتورهای سیستم را تغییر داد؛ بنابراین، در اینجا علم بر عوامل موثر بر خوردگی ضروری می نماید.

الف) اثر اکسیژن و اکسید کننده ها

درک اثر اکسیژن و اکسید کننده ها نیازمند آشنایی با پدیده ی “غیر فعال شدن” میباشد که در ذیل شرح داده می شود. می توان گفت غیر فعال شدن، از بین رفتن میل ترکیب شیمیائی است که در مورد بعضی فلزات و آلیاژ ها تحت شرایط معینی به وجود می آید. بدین معنی که بعضی فلزات و آلیاژها تقریبا˝ نجیب و خنثی شده و طوری رفتار می کنند که گویی فلزات نجیبی مثل پلاتین و طلا هستند. خوشبختانه مستعد ترین فلزات از این نظر فلزات معمولی ساختمانی معمولی و مهندسی، مثل آهن، نیکل، سیلیسیم، کرم، و تیتانیم و آلیاژ های شامل این فلزات می باشد. در این فلزات ابتدا، با افزایش قدرت اکسید کننده گی محلول، صورت مداوم افزایش یافته تا اینکه با رسیدن به ناحیه ی غیر فعال فلز، سرعت خوردگی به صورت ناگهانی کم می شود. افزایش بیشتر عامل اکسید کننده (در صورتی که اثر داشته باشد) تأثیر بسیار کمی بر سرعت خوردگی فلز مورد نظر خواهد داشت. بالأ خره در غلظت های خیلی بالا ماده ی اکسید کننده یا در حضور اکسید کننده های خیلی قوی، سرعت خوردگی دوباره افزایش یافته و این ناحیه را ناحیه ی ترانس پسیو می نامند.معمولا˝ سرعت خوردگی در انتقال از حالت فعال به حالت غیر فعال ،۱۰۳ تا ۱۰۸ برابر کم می شود.شایان ذکر است که علت دقیق این پدیده کاملا˝ مشخص نیست.

ب) اثرات سرعت حرکت

اثرات سرعت حرکت بر خوردگی، مانند افزایش قدرت اکسید کنندگی، پیجیده است و به خصوصیات فلز و محیط آن بستگی دارد. در واکنش های خوردگی که به وسیله ی پولاریزاسیون اکتیواسیون کنترل می شوند، سرعت یا تلاطم بر سرعت خوردگی بی اثر است و اگر فرایند خوردگی تحت پولاریزاسیون غلظتی کاتدی قرار داشته باشد، در اینصورت بهم خوردن یا تلاطم محلول سرعت خوردگی را افزایش می دهد.این اثر معمولا هنگامی روی میدهد که یک عامل اکسید کننده در مقادیر خیلی کم وجود دارد. آلیاژها یا فلزاتی که به سهولت غیر فعال می شوند مثل فولاد زنگ نزن(Stainless Steel)و تیتانیم، در مواقعی که سرعت محیط خورنده بالاست مقاومت بیشتری در مقابل خورده شدن دارند.

بعضی فلزات مقاومت در مقابل خوردگی در بعضی محیط ها را مدیون پوسته های محافظ و ضخیمی هستند که روی سطح آنها تشکیل می شود.این پوسته ها از لایه های نازک غیر فعال کننده متمایز هستند زیرا به سهولت قابل رویت بوده و دارای چسبندگی کمتری به سطح فلز نسبت به پوسته های غیر فعالمی باشند. عقیده بر آن است که سرب و فولاد بوسیله ی پوسته های نامحول سولفات از خورندگی اسید سولفوریک در امان می مانند.اینگونه فلزات چنانچه در معرض محیط خورنده با سرعت حرکت بسیار بالاتر قرار بگیرند، خسارات مکانیک یا کنده شدن این پوسته ها می تواند اتفاق بیافتد و منجر به خوردگی سریع و ناگهانی بشود.این نوع خوردگی را خوردگی را خوردگی سایشی می نامند که در بخش ها ی بعد در باره ی آن بحث خواهد شد.

 ج) اثر درجه ی حرارت

درجه ی حرارت باعث افزایش سرعت اکثر واکنشها ی شیمیائی می شود.یعنی با بالا رفتن درجه حرارت سرعت خوردگی خیلی سریع و یا نمایی افزایش می یابد. رفتار دیگری نیز متداول است به این صورت که افزایش درجه حرارت ابتدا اثر بسیار کمی بر سرعت خوردگی داشته و در درجه حرارت های بالاتر به طور ناگهانی افزایش می یابد.

pipe-corrosion

هزینه های خوردگی

تخمین هزینه های سالانة خوردگی در ایالات متحده بین ۸ بیلیون دلار تا ۱۲۶ بیلیون دلار می باشد. بهر ترتیب، خوردگی زیان اقتصا دی عظیمی است و برای كاهش دادن به كارهای زیادی می توان انجام داد. اگر این نكات را در نظر بگیریم كه هر جا فلز و مواد دیگر مورد استفاده قرار می گیرند خوردگی با درجه وشدتهای متفاوتی واقع می گردد، این رقمهای بزرگ دلاری چندان غیر منتظره نخواهد بود.

در حقیقت اگر خوردگی وجود نداشت اقتصاد جامعة ما بشدت تغییر می كرد. مثلاً اتومبیلها، كشتیها، خطوط لوله زیر زمینی و وسایل خانگی احتیاج به پوشش نداشتند، صنایع فولاد زنگ نزن از بین می رفتند و مس فقط برای مقاصد الكتریكی بكار می رفت. اكثر كارخانجات و محصولاتی كه از فلز ساخته می شدند از فولاد یا چدن ساخته میشدند.

اگر چه خوردگی اجتناب ناپذیر است، ولی هزینة آنرا به مقدار زیادی میتوان كاهش داد. مثلاً یك آند ارزان قیمت منیزیم می تواند عمر تانك آب گرم خانگی را دو برابر كند. شستشوی اتومبیل برای زدودن نمكهای كه برای یخ بندان روی جاده می پاشند مفید است. انتخاب صحیح مواد و طراحی خوب، هزینه های خوردگی را كاهش میدهد. یك برنامه صحیح تعمیرات و نگهداری رنگ چندین برابر مخارجش را صرفه جویی میكند. اینجاست كه مهندسی خوردگی وارد صحنه می شود و می تواند موثر باشد – ماموریت اصلی او مبارزه با خوردگی است. جدا از مخارج مستقیم دلاری، خوردگی یك مشكل جدی است زیرا به طور روشنی باعث تمام شدن منابع طبیعی ما می گردد. مثلاً فولاد از سنگ آهن بدست می آید، میزان تولید داخلی سنگ آهن پر عیاركه مستقیماً قابل استفاده باشند بشدت كاهش یافته است. توسعة صنعتی سریع بسیاری از كشورها نشان می دهد كه رقابت و قیمت منابع فلزی افزایش خواهد یافت. ایالات متحده دیگر مصرف كنندة اصلی منابع معدنی نیست.

k0627

مهندسی خوردگی

مهندسی خوردگی كاربر دانش وفن یا هنر جلوگیری یاكنترل خسارت ناشی از خوردگی به روش اقتصادی و مطمئن میباشد. برای اینكه مهندس خوردگی به خوبی از عهده وظایف خود برآید، بایستی با اصول خوردگی و عملیات مبارزه با آن، خواص شیمیایی، متالورژیكی، فیزیكی و مكانیكی مواد، آزمایشات خوردگی، ماهیت محیط های خورنده، قیمت مواد اولیه، نحوه ساخت و تولید كامپیوتر و طراحی قطعات آشنا باشد. او همچنین بایستی خصوصیات معمول یك مهندس كه عبارت است از : توانائی ارتباط برقرار كردن با دیگران، صداقتتوانایی تفكر و تجزیه تحلیل كردن، آگاهی عمیق از اهمیت خطرات در عمل، عقل سلیم یا شعور، منظم و مرتب بودن، و مهمتر از همه احساس عمیق و صحیح مسائل اقتصادی را دارا باشد. در حل مسائل خوردگی بایستی روشی را انتخاب نماید كه بیشترین بهره را داشته باشد.

مقالات زیر كاربردهای تكنولوژی كامپیوتر در مهندسی خوردگی را نشان می دهد:

ماشینهای متفكر(هوش مصنوعی) در ژورنال مهندسی شیمی، سپتامبر ۱۹۸۱، صفحات ۴۵-۵۱ به بررسی مثالهای متعدد در مورد پیش بینی خوردگی توام با تنش پرداخته است. همچنین از دیگر كاربرهای تكنولوژی كامپیوتر در خوردگی می توان به مقالات زیر اشاره كرد.

S.N. Smith and F.E. Rizzo, Computer Assisted Corrosion

Engineering, Materials Performans, 19:21 – ۲۳(oct 1980)

Edeleanu, the Efect of the Microprissors on Corrosion

Technology, Materials Performance, 22:82 – ۸۳ (Oct 1983)

در گذشته تعداد نسبتاًكمی از مهندسین با آموزش رسمی در خوردگی وجود داشتند. اكثراً افرادی دركه این رشته كار می كردند دارای زمینه های شیمی، برق یا متالوژی بودند. خوشبختانه این وضعیت امروزه تغییر كرده است.

از فقط ۳ دانشگاه در ۱۹۴۶، امروزه ۶۵ دانشگاه در ایالات متحده دروس رسمی در زمینه خوردگی ارائه می كنند. مفهوم اینها آن است كه امروزه صدها مهندس در صحنه وجود دارند كه درس رسمی در این زمینة خوردگی گذرانده اند. در گذشته، و حتی امروزه، خوردگی را به عنوان “معضلی” كه بایستی آنرا تحمل كرد در نظر می گیرند. غفلت علت بسیاری از انهدام های زودرس، غیر منتظره و گران می باشد- غفلت بوسیلة افرادی كه بایستی اطلاعات بهتری داشته باشند. بطور مثال، دو فروشندة آنده های قربانی شونده، سیستم های خود راحفاظت آندی می نامند! در حقیقت این سیستم حفاظت كاتدی است كه كاملاً متفاوت است.

 

حتما بخوانید:   چهار راه برای تزیین کردن پله

دیدگاه‌ خود را بیان کنید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

اسکرول به بالا