انواع روش های جلوگیری از خوردگی فلزات

خوردگی پدیده ای است که اثرات مخربی برای صنعت و زندگی شهری دارد. عمر سازه ها و کاربرد آنها می تواند بر اثر خوردگی تحت تاثیر قرار گیرد. استفاده از روش های جلوگیری باعث کاهش اثرات مخرب و افزایش طول عمر سازه می‌شود. از مهم­ترین انواع خوردگی می­ توان به خوردگی یکنواخت، گالوانیکی، شیاری، حفره­ای، بین دانه ای، سایشی و فرسایشی و تنشی اشاره کرد. در این مقاله به صورت مختصر با انواع خوردگی و روش های جلوگیری یا کند کردن فرآیند خوردگی آشنا می شوید.

خوردگی فلزات اتفاقی است که همواره و در همه جا در حال وقوع است. به علت اینکه این نوع تخریب هزینه های زیادی را برای کشور ها و صنایع مختلف ایجاد می­کند، جلوگیری از آن اهمیت زیادی دارد. استفاده از روش های جلوگیری باعث کاهش اثرات مخرب و افزایش طول عمر سازه می‌شود. در این مقاله ابتدا شرح مختصری در خصوص خوردگی و انواع آن داده می ­شود و سپس به هدف اصلی مقاله که مهم‌ترین راه های جلوگیری از خوردگی است، پرداخته می ­شود. هدف این مقاله این است که در زمان بسیار کوتاه، خواننده دید کلی نسبت به روش های مقابله با خوردگی پیدا کند.

خوردگی و انواع آن

به تخریب تدریجی مواد در اثر واکنش با محیط اطراف، خوردگی گفته می ­شود. خوردگی شامل انواع مختلفی است. علت تنوع خوردگی شرایط محیطی و نوع موادی که تحت خوردگی قرار می­گیرند، می باشد. از مهم­ترین انواع خوردگی می­ توان به خوردگی یکنواخت، گالوانیکی، شیاری، حفره­ای، بین دانه ای، سایشی و فرسایشی و تنشی اشاره کرد.

آزمون شناسایی خواص خوردگی مواد

راه‌های پیشگیری از خوردگی

جلوگیری از خوردگی یکی از مفاهیم مهم و اساسی در زمینه خوردگی به شمار می رود. نمی توان خوردگی را کامل متوقف کرد، اما با روش های مختلف می توان سرعت آن را کند نمود. راه های جلوگیری از خوردگی با توجه به نوع خوردگی متفاوت است. هر نوع خوردگی روش های مختص به خود را برای جلوگیری از تخریب دارا است. در ادامه به روش های جلوگیری از انواع خوردگی­ اشاره می­شود.

روش‌های جلوگیری از خوردگی یکنواخت

در خوردگی های یکنواخت، سطح فلز یا ماده به صورت یکنواخت دچار خوردگی می شود. این نوع خوردگی متداول ترین نوع خوردگی است. اگر چه خطرات آن کمتر از دیگر خوردگی ها است. به ویژه آنکه خوردگی به راحتی نمایان است. در این نوع خوردگی به دلیل پلاریزاسیون، سطح فلز از طریق جابجایی پیوسته آند و کاتد خورده می شود.

چند روش برای جلوگیری از خوردگی یکنواخت عبارت اند از:

• انتخاب نوع ماده مناسب: انتخاب نوع ماده مناسب برای قطعه مورد نظر بسیار مهم است. دانستن کارکرد قطعه و میزان مقاومت آن در برابر خوردگی، نیز اهمیت دارد.

• پوشش صحیح :پوشش صحیح از جمله نکات مهم است. پوشش باید کاملا ماده را از محیط خورنده اطراف عایق کند.

• استفاده از ممانعت‌کننده‌ها :ممانعت کننده ها  موادی هستند که از خوردگی جلوگیری می­کنند. استفاده از ممانعت‌کننده‌ها از راه هایی است که می توان سرعت خوردگی را کاهش داد.

• حفاظت کاتدی :یکی از مهم ترین و پرکاربرد ترین راه ها برای جلوگیری از خوردگی قراردادن قطعه مورد نظر در جایگاه کاتد توسط اتصال الکتریکی قطعه به یک فلز خورنده تر است. در این حالت فلز  خورده شده و از قطعه محافظت می­شود.

• طراحی هندسه مناسب برای قطعات :برای مثال مخازن به گونه ای طراحی شوند که مواد خورنده از آن ها کامل خارج شود.

روش جلوگیری از خوردگی گالوانیکی

خوردگی گالوانیکی به دلیل اتصال دو فلز غیر همجنس رخ می دهد. این دو فلز یک پیل را در حقیقت ایجاد می کنند. دلیل اصلی خوردگی نیز اختلاف پتانسیل الکتروشیمیایی است.

این روش ها شامل روش های زیر هستند.

• استفاده از دو فلز نزدیک به هم در جدول سری گالوانیک: در جدول سری گالوانیک هر چه دو فلز به هم نزدیک تر باشند تمایل به خوردگی فلزی که آند می­شود کمتر می­شود.

• عایق بندی دو فلز غیرهمجنس :برای جداکردن دو فلز و قطع اتصال الکتریکی از مواد عایق استفاده می­کنند.

• طراحی مناسب جهت وصول به سطح آند به کاتد بزرگ: هر چه سطح آند بزرگتر از کاتد باشد ضخامت کمتری از آن خورده می­شود و خوردگی کمتر مخرب خواهد بود.

• استفاده از پوشش‌ها مخصوصاً روی آند و گاهی روی کاتد جهت کاهش سطح کاتد: پوشش ها باعث جلوگیری از تماس اکسید کننده ها با سطح اسید شونده می­شود و سرعت خوردگی کاهش می­یابد.

• استفاده از پیچ و مهره نجیب تر نسبت به دو فلز کناری :در این صورت سطح آند به کاتد بزرگتر خواهد بود.

• استفاده از ممانعت‌کننده‌ها
• قابل تعویض بودن قسمت‌های آندی :باید بخش آندی قابل تعویض باشد تا در اثر خورده شدن بیش از حد بتوان آن را تعویض نمود.
• استفاده از آند فداشونده :همان حفاظت کاتدی که از فلز سومی که نسبت به دو فلز در اتصال به هم ، ضعیف تر است، استفاده کنیم.

روش‌های جلوگیری از خوردگی شیاری

خودرگی شیاری در شایرها و بخش هایی از فلز که الکترولیت در آن به نوعی گیر کرده است، رخ می دهد. به چند روش از روش­های جلوگیری از این خوردگی اشاره می­شود.

• استفاده از جوش پیوسته به جای پیچ و پرچ :در این حالت از ایجاد شیار جلوگیری می­شود.

• جوش کاری کامل به منظور جلوگیری از ایجاد شیار :در این حالت نیز از ایجاد شیار جلوگیری می­شود.

• حذف جامدات معلق سوسپانسیون با فیلتر کردن :جامدات معلق مکان هایی برای گیر کردن الکترولیت مرده هستند.

• حذف مواد جاذب رطوبت :رطوبت یکی از عوامل خوردگی است.

• ایجاد محیط یکنواخت
• جلوگیری از ته‌نشین شدن مواد و تجمع آن‌ها در کف
• پرهیز از ایجاد گوشه‌های تیز و نواحی مرده و ساکن :به منظور اینکه از گیر افتادن محلول مرده جلوگیری شود.

• بازرسی و تمیز نمودن مرتب تجهیزات :به منظور جلوگیری از رسوب کردن مواد مختلف و کاهش محیط های مستعد برای خوردگی شیاری انجام می­شود.

روش‌های جلوگیری از خوردگی حفره‌ای

خوردگی حفره ای جزء خطرناکترین خوردگی ها است. نتیجه این نوع خودرگی ایجاد حفراتی ریز بر روی سطح می شود که به سختی هم تشخیص داده می شوند.به جز روش­هایی که در خوردگی شیاری ذکر شد روش دیگر استفاده از آلیاژهایی که در برابر حفره‌دار شدن بسیار مقاوم می‌باشند، است. از این نوع آلیاژها می­توان به فولاد زنگ نزن نوع ۳۰۴، فولاد زنگ نزن نوع ۳۱۶، هستولیF، نیونل یا دوریمت ۲۰، هستولیC، کلریمت ۳و تیتانیم اشاره نمود.

روش‌های جلوگیری از خوردگی بین‌دانه‌ای

این نوع خودگی در مرزدانه ها ایجاد می شود. دلیل آن انرژی بالاتر مرزدانه ها و حضور ناخالصی ها است. این خوردگی بیشتر در فولادهای زنگ نزن اتفاق می‌افتد. با توجه به این  نکته روش های زیر مد نظر است:

• عملیات حرارتی محلولی فلز در درجه حرارت بالا وسپس سریع سرد کردن در آب :این کار به علت جلوگیری از قراری فولاد در محدوده دمایی حسلس شدن انجام می­گیرد.

• اضافه کردن پایدارکننده‌ها :عناصری هستند که تمایل شدیدی به واکنش و یکنواخت کردن آلیاژ دارند. با این کار از ایجاد شدن میکروپیل گالوانی جلوگیری می­شود.

• کاهش کربن فولاد به کمتر از سه صدم درصد :در این صورت  از تشکیل کابید برای به وجود آمدن خوردگی بین دانه‌ای ممانعت می­شود.

روش‌های جلوگیری از خوردگی سایشی و فرسایشی

استفاده از پوشش‌های سخت یا روکش‌های قابل تعویض، که از مقاومت بالایی از نظر خوردگی دارند مناسب است.

 روش‌های جلوگیری از خوردگی همراه با تنش

موارد زیر از جمله روش های جلوگیری از خوردگی همراه با تنش است.

• کم کردن تنش وارده بر قطعه
• حذف اجزا و ناخالصی‌های مضر محیط
• استفاده از آلیاژ مناسب

برای مثال استفاده از اینکونل که دارای مقدار نیکل بیشتر می‌باشد به جای فولاد زنگ نزن چون نیکل انعطاف پذیری بهتری دارد.

نتیجه گیری

در این مقاله ابتدا شرح مختصری راجع به خوردگی و انواع آن داده شد. سپس با توجه به نوع خوردگی مورد نظر  به روش های مناسب برای جلوگیری از آنها اشاره شد. از آنجا که خوردگی از مباحث مهم به شمار می­رود، دانش کافی از روش های جلوگیری از آن ضروری است.