خوردگی

تعریف خوردگی : خوردگی را به چند بیان می توان تعریف نمود
(۱) از بین رفتن یا پوسیدن یک ماده در اثر انجام واکنش با محیطش .
(۲) از بین رفتن مواد در اثر عواملی که صد در صد مکانیکی نیستند .
(۳) عکس متالوژی استخراجی .

بعضی ها ترجیح می دهند که “خوردگی “را فقط در مورد فلزات بکار برند و بعضی دیگر طیف وسیع تر فوق را بکار میبرند .

اکثر سنگ معدن های آهن شامل اکسید اهن می باشند و رنگ زدن فولاد به وسیله آب و اکسیژن منجر به تولید اکسید اهن هیدراته می شود

.
زنگ زدن منحصرا در مورد خوردگی اهن و فولاد به کار می رود، هر چند که فلزات دیگر نیز هنگام خوردگی تبدیل به اکسیدهای خود می شوند ،بنابراین می گوئیم فلزات غیر اهنی خورده می شوند و نمی گوئیم زنگ می زنند .

انواع خوردگی

خوردگی را می توان به روش های مختلف طبقه بندی نمود . برای تشخیص نوع خوردگی در اکثر موارد چشم غیر مسلح کافی است، لکن گاهی اوقات بزرگ نمایی (مثلا ذره بین یا میکروسکوپ هایی با بزرگ نمایی های کم) مفید خواهد بود یا ضروری است .

اطلاعات با ارزش برای حل یک مسئله خوردگی غالبا ” با مطالعه دقیق نمونه های ازمایشی خورده شده یا تجهیزات یا اجزائی که منهدم شده اند ، بدست می اید. بررسی و مطالعه نمونه های خورده شده مخصوصا قبل از تمیز کردن انها ضروری است .

در بین انواع خوردگی می توان ۸ نوع منحصر به فرد پیدا نمود ،لکن تمام انها کم وبیش وجه تشابهی دارند .
این ۸ نوع عبارتند از 🙁۱)خوردگی یکنواخت یا سرتاسری (uniform attack )،(۲) یا دو فلزی (galvanic or two metal corrosion) ،(۳) خوردگی شیاری (crevice corrosion) ،(۴) حفره دار شدن (pitting) ،(۵) خوردگی بین دانه ای (intergranular corrosion ) ،(۶) جدایش انتخابی (selective leaching ) ،(۷)خوردگی سایشی (erosion corrosion)،(۸) خوردگی توام با تنش (stress corrosion) . این طبقه بندی اختیاری است و ممکن است صد در صد کامل نباشد، لکن تقریبا “تمام انواع مشکلات و انهدام های ناشی از خوردگی را شامل می شود . ضمنا”ترتیب فوق نشاندهنده اهمیت انواع ذکر شده نیست .

در زیر ۸ نوع خوردگی فوق الذکر از نقطه نظر خصوصیات ،مکانیزم ها و طرق جلوگیری از انها مورد بحث خواهند گرفت . خسارت هیدروژنی ، اگر چه از انواع خوردگی محسوب نمی شود ، لکن چون به طور غیر مستقیم در اثر خوردگی واقع می شود.

خوردگی یکنواخت (uniform attack)

خوردگی یکنواخت معمول ترین و متداول ترین نوع خوردگی است . معمولا “به وسیله یک واکنش شیمیایی که به طور یکنواخت در سرتاسر سطحی که در تماس با محلول خورنده قرار دارد،مشخص می شود .

 فلزنازک و نازکتر شده و نهایتا “از بین می رود یا تجهیزات مورد نظر منهدم می شوند . مثلا “یک قطعه فولاد یا روی در داخل یک محلول رقیق اسید سولفوریک معمولا” با سرعت یکسانی در تمام نقاط قطعه خورده خواهد شد.

خوردگی یکنواخت یا سرتاسری ،از نظر تناژ مقدار فلز خورده شده بالاترین رقم را دارد . لکن این نوع خوردگی از نقطه نظر فنی اهمیت چندانی ندارد ،زیرا عمر تجهیزاتی که تحت این نوع خوردگی قرار می گیرند را دقیقا “می توان با ازمایشات ساده ای تخمین زد . برای این منظور ،تنها قرار دادن نمونه های ازمایش در داخل محلول مورد نظر غالبا “کافی است . خوردگی یکنواخت را به طریق زیر می توان متوقف نمود یا کم کرد 🙁۱)انتخاب مواد و پوشش صحیح ، (۲) به وسیله ممانعت کننده ویا(۳) با استفاده از حفاظت کاتدی . این روش های مبارزه با این نوع خوردگی را که می توان به تنهائی یا با یکدیگر به کار برد.

اکثر انواع دیگر خوردگی طبیعت پیچیده تری دارند و به سختی می توان انها را پیش بینی نمود . همچنین موضعی بوده و محدود به نواحی خاصی یا قطعات یا قسمت های معینی از ساختمان فلزی هستند، در نتیجه باعث انهدام های غیر منتظره یا زود رس کارخانجات ،ماشین الات یا ابزار الات می شوند .

خوردگی گالوانیکی یا دو فلزی (galvanic or two metal corrosion )

موقعی که دو فلز غیر همجنس که در تماس الکتریکی با یکدیگر هستند ،در معرض یک محلول هادی یا خورنده قراربگیرند ،اختلاف پتانسیل بین این دو فلز در تماس الکتریکی با یکدیگر نباشند ،خوردگی فلز مقاومت خوردگی کمتری دارد ،افزایش یافته وبر عکس ،خوردگی فلز مقاوم تر ،تقلییل می یابد . فلزی که مقاومت خوردگی کمتری دارد اندی شده و فلز مقاوم تر (از نظر خوردگی ) کاتدی می شود معمولا “کاتد یا فلز کاتدی در این نوع خوردگی با اصلا” خورده نمی شود و یا اگر خورده شود ، مقدار خوردگی ان خیلی کم خواهد بود . ویژگی برقراری جریان الکتریکی بین فلزات غیر همجنس باعث شده است که این نوع خوردگی ،خوردگی گالوانیکی یا دو فلزی نامیده شود .این نوع خوردگی، خوردگی الکترو شیمیایی بوده ، لکن برای سهولت تشخیص ، اصطلاح گالوانیکی یا دو فلزی را در این مورد به کار می بریم .

در خوردگی گالوانیکی ، معمولا پولاریزاسیون واکنش کاتدی (پولاریزاسیون کاتدی)کنترل کننده است ، چون درجه پولاریزاسیون و موثر بودن ان بستگی به فلز و الیاژ دارد ، لذا قبل از انکه بتوان میزان خوردگی گالوانیکی را برای یک کوپل پیش بینی نمود ، لازم است اطلاعاتی درباره ویژگی پولاریزاسیون انها به دست اورد . مثلا تیتانیم در اب دریا خیلی نجیب می باشد (مقاومت عالی نشان می دهد )، چون که خوردگی گالوانیکی یک فلز فعال تر که در تماس با تیتانیم در اب دریا قرار می گیرد ،معمولا شدید نخواهد بود یا کمتر از مقداریست که پیش بینی می شود .دلیل ان این است که تیتانیم به سهولت در آب دریا به صورت کاتدی پولاریزه می شود .

به طور خلاصه ، جداول گالوانیکی ویژگی خوردگی گالوانیکی را دقیق تر از جدول emf نشان می دهد . بایستی توجه داشت که در مورد سری گالوانیکی نیز استثنائاتی وجود دارد ، لذا هر جا که ممکن باشد بایستی ازمایشات خوردگی در شرایط مورد نظر انجام شود.

اثرات محیط

ماهیت و خورندگی محیط به میزان زیادی بر شدت خوردگی گالوانیکی تاثیر می گذارد . معمولا فلزی که مقاومت کمتری نسبت به محیط مورد نظر دارد ،اند می شود . بعضی وقت ها پتانسیل یک زوج گالوانیکی در یک محیط دیگر عکس می شود . معمولا هم فولاد و هم zn به هم متصل روی خورده می شود وفولاد حفاظت می شود . در موارد خاصی مثل دیگ های اب گرم در درجه حرارت های بالاتر ازf ◦۱۸۰حالت فوق بر عکس شده و فولادی اندی می شود . ظاهرا در این حالت محصولات خوردگی zn باعث نجیب تر شدن این فلز نسبت به فولاد می شود .
تانتال از نظر مقاومت در برابر خوردگی یک فلز خیلی مقاوم است و نسبت به پلاتین و کربن اند است ، لکن پیل حاصل تنها در درجه حرارتهای بالا فعال است . مثلا در زوج تانتال – پلاتین جریان تا c◦۱۱۰بر قرار نمی شود ودرc ◦ ۲۶۵ حدودma/ft2 100 جریان وجود دارد . تانتال نسبت به چدن پر سیلیسیم در اسید سولفوریک غلیظ کاتد است، لکن جریان بین ان دو به سرعت به صفر می رسد . در بالاتر ازc◦ ۱۴۵ قطبین پیل عکس می شود . تانتال را نبایستی در تماس با فلزات آندی قرار داد زیرا هیدروژن کاتدی را جذب نموده و ترد می شود .

خوردگی گالوانیکی در اتمسفر نیز واقع می شود . شدت آن بستگی به نوع و مقدار رطوبت موجود در اتمسفر دارد . مثلا خوردگی نزدیکی سواحل دریا بیشتر از اتمسفر خشک می باشد . کندانس بخار در نزدیک ساحل دریا حاوی نمک است و لذا هادی تر است (و خورنده) ودر رطوبت ودرجه حرارت یکسان نسبت به کندانس در یک ناحیه دور از دربا الکترولیت بهتری است .

ازمایشات اتمسفری در نقاط مختلف نشان داده اند که روی (zn) در تمام موارد نسبت به فولاد آند است ، الومنیوم وضعیت مختلفی و متغیری داشته و قلع و نیکل همواره کاتد بودند . موقعی که فلزات کاملا خشک باشند خوردگی گالوانیکی اتفاق نخواهد افتاد ، زیرا الکترولیتی برای حمل جریان بین سطوح الکترودها وجود ندارد .