فرهنگ و تاريخ | سرگرمي | نيازمنديها | مذهبي | اقتصادي | خانواده و اجتماع | هنر | اخبار | ورزش | کامپيوتر | گردشگري | صنعت و دانشگاه | صفحه اصلي

صفحه اول بخش متالورژي
دانشگاه ها و اساتيد متالورژي

آموزش علوم رشته متالورژي

آموزش نرم افزارهاي متالورژي
پروژه هاي تحقيقاتي متالورژي
مراکز تحقيقاتي متالورژي
رده بندي سايتهاي متالورژي
بانک مقالات رشته متالورژي
معرفي متخصصين متالورژي
پايان نامه هاي دانشجويي
مجلات و نشريات متالورژي
گالري عکسهاي متالورژي
 
 

عنوان: سنجش و کنترل خوردگي

نويسنده: سياوش اميراصانلو                      ايميل:

منبع اطلاعاتي: dianat124.blogsky.com  post_871                تاريخ نگارش: 26/04/1391

عکس
 

 

گالري تصاوير

 

- - - -

   
 
 

خوردگي را عموما به صورت تخريب مواد بر اثر واکنش با محيط پيرامون تعريف مي کنند. کلمه خوردگي “Corroding” از يک واژه لاتين به نام “Rodere” آمده است که از آن واژه انگليسي “Rodent” به معناي جونده اقتباس شده است.تخريب يک پوشش يا لاستيک بر اثر تابش نور خورشيد و يا تاثير مواد شيميايي و يا تخريب يک پوشش حفاظتي معدني در يک کوره فولادي و يا خوردگي تدريجي يک فلز جامد در اثر حضور يک فلز مذاب، همگي از جمله اشکال مختلف خوردگي محسوب مي گردند. در اشکال مختلف اين پديده ، دو وجه تخريب ماده و وجود عامل تخريب کننده ، مشترک مي باشد. فرايند خوردگي را مي توان با استفاده از ابزار کنترل مناسب، پيشگيري کرده و يا به حداقل رساند.خوردگي سبب افزايش هزينه ها و کاهش سود در فعاليت هاي صنعتي و تجاري مي گردد. جدا از هزينه هاي مستقيم براي جايگزيني يا تعمير دستگاه ها و بخش هاي آسيب ديده بر اثر خوردگي، شرکتها از ناحيه هزينه توقف در فرايند هاي توليد نيز دچار ضرر و زيان اقتصادي مي شوند. به طور کلي مي توان اثرات زيانبار خوردگي را در موارد ذيل خلاصه کرد:
 

      ●   اثرات ظاهري به ويژه در مورد کالاهايي که بايد داراي ويژگي تزئيني نيز باشد.
      ●   هزينه هاي نگهداري
      ●   هزينه ناشي از توقف توليد
      ●   آلودگي محصول، بويژه در مواردي نظير پلاستيکهاي شفاف، پيگمنتها، داروها، مواد غذايي و نيمه هادي ها
      ●   هدر رفتن ترکيبات و مواد با ارزش
      ●   تاثير بر ايمني کارکنان و محيط زيست که در بر گيرنده کار با گازها و مايعات سمي، انفجاري، راديواکتيو، بيولوژيک و يا مواد داراي حرارت و فشار بالا است.
در يک نوع جامع تقسيم بندي ، خوردگي از نظر ظاهر سطح خورده و تخريب شده طبقه بندي مي شود. اين حالات از طريق مشاهده با چشم غير مسلح نيز قابل مشاهده است :
 

      ●   خوردگي يکنواخت
      ●   خوردگي گالوانيکي يا دو فلزي
      ●   خوردگي شياري
      ●   خوردگي حفره اي
      ●   خوردگي بين ذره اي يا بين کريستالي
      ●   تخريب يا خروج انتخابي يک فلز از يک آلياژ
      ●   خوردگي سايشي
      ●   خوردگي تنشي
      ●   Hydrogen Damage


خوردگي در شرايط محيطي مختلف با سرعتهاي متفاوتي انجام مي شود و اقدامات حفاظتي و کنترل خوردگي، در جهت کاهش اين سرعت است.سرعت خوردگي، خود تابع پارامترهاي بسياري از قبيل نوع مواد، نوع محيط و عوامل تخريب کننده، دما، فشار، جريان سيال، حضور اکسيد کننده ها، تنش، سايش و اصطکاک مکانيکي، ويژگيهاي سطحي مواد، حضور بازدارنده ها و... مي باشد. براي اندازه گيري سرعت خوردگي،روشهايي که مبتني بر آزمونهاي تماس نمونه با شرايط محيطي باشند اجرا مي شود. اين آزمون ها را مي توان در آزمايشگاه و يا در شرايط واقعي و فرايند هاي صنعتي حقيقي، انجام داد. آزمون هاي خوردگي براي نيل به اهداف زير صورت مي پذيرد:

 

      ●   تعيين مواد و آلياژهاي مناسب و در دسترس، به منظور برگزيدن بهترين ماده براي کاربردهاي خاص و معين
      ●   تعيين زمان عمر مفيد و سرويس دهي تجهيزات و دستگاهها يا يک محصول خاص
      ●   ارزيابي آلياژ و فرايندهاي مختلف صنعتي
      ●   کمک به يافتن و ارزيابي آلياژهاي جديد و مقاوم در برابر خوردگي
      ●   تعيين مشخصات کنترل کيفي يک آلياژ خاص که جديدا تهيه شده
      ●   ارزيابي متغيرها و پارامترهاي کنترل شرايط محيطي (نظير حضور بازدارنده ها)
      ●   تيين بهترين، کاراترين و اقتصادي ترين روشها براي کنترل يا کاهش خوردگي
      ●   مطالعه و بررسي مکانيسمهاي خوردگي


به منظور اجراي آزمون هاي مذکور، برشهاي فلزي نمونه، از ورقهاي فلزي تهيه مي شوند. هر قطعه يا برش فلزي بايد داراي يک شماره يا کد مشخص باشد که در تمام طول مدت انجام آزمون قابل شناسايي بوده و محو نشود. در مرحله پرداخت کاري و آماده سازي، سنباده کاري نمونه ها با کاغذ سنباده با درجه زبري 120 متداول بوده و در صورت وجود تجهيزات لازم، زبره پاشي سطح ميز امکان پذير است.نورد کردن سطح، البته بدون ايجاد ذرات سخت اکسيد و پوليش کاري الکتروليتي هم از ديگر روشهاي آماده سازي سطوح نمونه هاست که از هزينه نسبتا بالايي برخوردار است. تا حد امکان از آلودگي سطح با هر گونه ماده خارجي نيز بايد ممانعت شود. در مرحله بعد، نمونه هاي فلزي، جهت آزمون در معرض شرايط خوردگي قرار مي گيرند.در شرايط آزمايشگاه، يک مخزن و قلابهايي براي نگهداري نمونه در نظر گرفته مي شود.

يک مخزن در ابعاد لابراتواري، شبيه سازي لوله ها و مخازن بزرگ در شرايط واقعي را بر عهده دارد. قلابهاي نگهدارنده به گونه اي طراحي مي شوندکه نمونه ها در سه حالت غوطه وري کامل، غوطه وري نسبي(شناوري در سطح محلول) و تماس با فاز بخار و بيرون فاز مايع (محلول) قرار گيرند.شدت خوردگي معمولا در محل تماس فاز مايع با بخار و يا در فاز بخار به حد اکثر مي رسد.چنانچه به دما يا فشاري بالاتر از نقطه جوش در فشار اتمسفريک نياز باشد، بايد مخازن به شکل اتوکلاو (Auto Clave) ساخته شوند تا امکان شبيه سازي شرايط وجود داشته باشد. يک نمونه از دستگاههاي انجام آزمون، ابزار غوطه وري متناوب است که در آن نمونه هاي آلومينيومي به مدت 10 دقيقه در آب نمک غوطه ور مي شوند و سپس به مدت 50 دقيقه از محلول خارج مي گردند. در نمونه هاي ديگر تجهيزات آزمايشگاهي، نمونه هاي داراي پوشش، در کابيني قرار مي گيرند که در معرض بخار آب نمک خنثي يا اسيدي (Salt Spray) قرار دارد. اين آزمونها براي مقايسه عملکرد مواد و پوشش هاي مختلف و نوع آماده سازي سطوح تحت شرايط تسريع شده، مفيد مي باشد.

پس از ساخت و آماده سازي نمونه ها، آنها را با دقت 1/0 ميلي گرم توزين نموده و در معرض شرايط آزمون خوردگي قرار مي دهند. سپس سطح نمونه ها از وجود محصولات ناشي از خوردگي زدوده و پاک شده و مجددا وزن مي شوند تا ميزان کاهش وزن مشخص شود. عمليات تميزکاري و اکسيد زدايي سطح نمونه هاي فلزي ممکن است با استفاده از روش هاي مکانيکي، شيميايي و يا تلفيق هر دو روش انجام شود. براي تعيين سرعت خوردگي، از پروبهاي مقاومت الکتريکي استفاده مي شود. اين پروبها کوچک بوده و به راحتي قابل نصب هستند. با پيشرفت خوردگي، سطح مقطع رسانا کاهش يافته و افزايش مقاومت در آنها را بدنبال دارد که از آن مي توان براي کنترل سرعت خوردگي استفاده نمود.

اين پروبها را مي توان به يک کامپيوتر برنامه ريزي شده متصل نمود تا محاسبه سرعت خوردگي به صورت مستقيم و در هر لحظه امکان پذير باشد. يکي از مفاهيم مهم در شناخت خوردگي و بررسي آن به لحاظ کلينيکي، مسئله پلاريزاسيون است. به طور کلي سرعت واکنش الکتروشيميايي توسط برخي از عوامل فيزيکي و شيميايي محدود مي شود. بنابراين مي توان گفت، يک واکنش شيميايي مي تواند توسط برخي از عوامل و شرايط محيطي پلاريزه شده و کند شود. غير از ميزان مقاومت در برابر خوردگي، انتخاب مواد تشکيل دهنده و ويژگيهاي ظاهري مواد، از اهميت بالايي برخوردار است. شناخت مواد به لحاظ شيمي فيزيکي براي مطالعه مکانيسم هاي خوردگي و ويژگي هاي سطحي مواد بسيار حائز اهميت است.
 

◄   خوردگي فلزات:

خوردگي(corrosion)،اثرتخريبي محيط بر فلزات و آلياژها مي باشد.خوردگي پديده اي خودبه خودي است.در اثر اين پديده فلز از درجه اکسيداسيون صفر تبديل به گونه اي با درجه اکسيداسيون بالا مي شود.در واقع واکنش اصلي در انهدام فلزات،عبارت از اکسيداسيون فلز است.

   تخريب فلزات با عوامل غير خوردگي:
فلز در اثر اصطکاک،سايش و نيروهاي وارده دچار تخريب مي شوند که تحت عنوان خوردگي مورد نظر ما نيست.

◄   فرايند خود به خودي و فرايند غير خود به خودي خوردگي:
يک فرايند خودبه خوديست،يعني به زبان ترموديناميکي در جهتي پيش مي رود که به حالت پايدار برسد.اگر آهن را در اتمسفر هوا قرار دهيم،زنگ مي زند که يک نوع خوردگي و پديده خود به خودي است انواع مواد هيدروکسيدي و اکسيدي نيز مي توانند محصولات جامد خوردگي باشند که همگي گونه فلزي هستند.پس در اثر خوردگي فلزات در يک محيط که پديده هاي خود به خودي است،اشکال مختلف آن ظاهر مي شود. بندرت مي توان فلز را بصورت فلزي و عنصري در محيط پيدا کرد و اغلب به صورت ترکيب در کاني ها و بصورت کلريدها و سولفيد ها و غيره يافت مي شوند و ما آنها را بازيابي مي کنيم.به عبارت ديگر با استفاده از روش هاي مختلف،فلزات را از آن ترکيبات خارج مي کنند.يکي از اين روش ها،روش احياي فلزات است.براي تمام اين روش ها،نياز به صرف انرژي است که يک فرايند غير خود به خودي است.لذا به هزينه و مواد ويژه اي نياز دارد.از طرف ديگر هر فرايند غير خود به خودي در صدد است به حالت اوليه خود باز گردد،چرا که بازگشت به حالت اوليه يک فرايند خود به خودي است، پس فلزات استخراج شده ميل دارند به ذات اصلي خود باز گردند.
 

◄   جنبه هاي اقتصادي فرايند خوردگي :
برآوردي که در مورد ضررهاي خوردگي انجام گرفته،نشان مي دهد سالانه هزينه تحميل شده از سوي خوردگي،بالغ بر 5 ميليارد دلار است. بيشترين ضررهاي خوردگي،هزينه هايي است که براي جلوگيري از خوردگي تحميل مي شود.

◄   پوشش هاي رنگ ها و جلا ها :
ساده ترين راه مبارزه با خوردگي،اعمال يک لايه رنگ است.با استفاده از رنگ ها بصورت آستر و رويه،مي توان ارتباط فلزات را با محيط تا اندازه اي قطع کرد و در نتيجه موجب محافظت تاسيسات فلزي شد.آخرين پديده در صنايع رنگ سازي ساخت رنگ هاي الکترو استاتيک است که به ميدان الکتريکي پاسخ مي دهند و به اين ترتيب مي توان از پراکندگي و تلف شدن رنگ جلوگيري کرد.
   

      +   پوشش هاي فسفاتي و کروماتي :
اين پوشش ها که پوشش هاي تبديلي ناميده مي شوند،پوشش هايي هستند که از خود فلز ايجاد مي شوند.فسفاتها و کروماتها نا محلولند.با استفاده از محلول ها ي معيني مثل اسيد سولفوريک با مقدار معيني از نمک هاي فسفات،قسمت سطحي قطعات فلز را تبديل به فسفات يا کرومات آن فلز مي کنند و در نتيجه،به سطح قطعه فلز چسبيده و به عنوان پوشش هاي محافظ در محيط هاي خنثي مي توانند کارايي داشته باشند.اين پوشش ها بيشتر به اين دليل فراهم مي شوند که از روي آنها بتوان پوشش هاي رنگ را بر روي قطعات فلزي بکاربرد.پس پوشش هاي فسفاتي،کروماتي،بعنوان آستر نيز در قطعات صنعتي مي توانند عمل کنند،چراکه وجود اين پوشش،ارتباط رنگ با قطعه را محکمتر مي سازد.رنگ کم و بيش داراي تخلخل است و اگر خوب فراهم نشود،نمي تواند از خوردگي جلوگيري کند.
 

      +   پوشش هاي اکسيد فلزات :
اکسيد برخي فلزات بر روي خود فلزات،از خوردگي جلوگيري مي کند.بعنوان مثال مي توان تحت عوامل کنترل شده،لايه اي از اکسيد آلومينيوم بر روي آلومينيوم نشاند.اکسيد آلومينيوم رنگ خوبي دارد و اکسيد آن به سطح فلز مي چسبد و باعث مي شود که اتمسفر به آن اثر نکرده و مقاومت خوبي در مقابل خوردگي داشته باشد.همچنين اکسيد آلومينيوم رنگ پذير است و مي توان با الکتروليز و غوطه وري آن را رنگ کرد.اکسيد آلومينيوم داراي تخلخل و حفره هاي شش وجهي است که با الکتروليز،رنگ در اين حفره ها قرار مي گيرد.همچنين با پديده الکتروليز،آهن را به اکسيد آهن سياه رنگ تبديل مي کنند که مقاوم در برابر خوردگي است و به آن سياه کاري آهن يا فولاد مي گويند و در قطعات يدکي ماشين ديده مي شود.
 

      +   پوشش هاي گالوانيزه :
گالوانيزه کردن،پوشش دادن آهن و فولاد با روي است.گالوانيزه بطرق مختلف انجام مي گيرد که يکي از اين طرق،آبکاري با برق است.در آبکاري با برق قطعه اي که مي خواهيم گالوانيزه کنيم،کاتد الکتروليز را تشکيل مي دهد و فلز روي در آند قرار مي گيرد.يکي ديگر از روش هاي گالوانيزه،استفاده از فلز مذاب يا روي مذاب است.روي داراي نقطه ذوب پاييني است.در گالوانيزه با روي مذاب،آن را بصورت مذاب در حمام مورد استفاده قرار مي دهند و با استفاده از غوطه ور سازي فلز در روي مذاب ،لايه اي از روي در سطح فلز تشکيل مي شود که به اين پديده غوطه وري داغ(hot deep galvanizing) مي گويند.لوله هاي گالوانيزه در ساخت قطعات مختلف،در لوله کشي منازل و آبرساني و ...مورد استفاده قرار مي گيرند.
 

      +   پوشش هاي قلع :
قلع از فلزاتي است که ذاتاً به راحتي اکسيد مي شود و از طريق ايجاد اکسيد در مقابل اتمسفر مقاوم مي گردد و در محيط هاي بسيار خورنده مثل اسيد ها و نمک ها و...بخوبي پايداري مي کند.به همين دليل در موارد حساس که خوردگي قابل کنترل نيست،از قطعات قلع يا پوشش هاي قلع استفاده مي شود.مصرف زياد اين نوع پوشش ها در صنعت کنسرو سازي مي باشد که بر روي ظروف آهني اين پوشش را قرار مي دهند.
 

      +   پوشش هاي کادميم :
اين پوشش ها بر روي فولاد از طريق آبگيري انجام مي گيرد.معمولاً پيچ و مهره هاي با اين روش روکش داده مي شوند.
 

      +   فولاد زنگ نزن :
اين نوع فولاد،جزء فلزات بسيار مقاوم در برابر خوردگي است و در صنايع شيرآلات مورد استفاده قرار مي گيرد.اين نوع فولاد،آلياژ فولاد با کروم مي باشد و گاهي نيکل نيز به اين آلياژ ها اضافه مي شود.

 

 

 

 

 

گروه علمي فدک

کليه مطالب ارسالي با نام اشخاص و ذکر منبع در اين سايت درج مي شود

راهنما  |  آمار سايت  |  درباره ما  |  تماس با ما  |  نظر خواهي  | آرشيو  |  عضويت در سايت