انواع خوردگي
خوردگي را به روش‌هاي مختلف طبقه‌بندي نموده‌اند ولي عمومي‌ترين آن‌ها طبقه‌بندي بر اساس ظاهر و شكل فلز خورده شده مي‌باشد.به اين روش با مشاهده فلز خورده شده با چشم غير مسلح به راحتي مي‌توان نوع خوردگي آن را مشخص نمود.در بين انواع خوردگي مي‌توان نه نوع منحصربه فرد را پيدا نمود ولي تمام آن‌ها كم و بيش وجه متشابهي دارند که به شرح ذیل می باشند :
خوردگي يكنواخت Uniform Attack
خوردگي گالوانيك يا دو فلزي Galvanic or two Metal. Corr
خوردگي شياري Grevice Corrosion
حفره‌دار شدن Pitting
خوردگي بين دانه‌اي Inter Granular. Corrosion
جدايش انتخابي Selective Leaching
خوردگي سايشي Erosion Corrosion
خوردگي توأم با تنش Stress Corrosion
خسارت هيدروژني Hydrogen damage
خوردگي يكنواخت
خوردگي يكنواخت معمول‌ترين و متداول‌ترين نوع خوردگي است معمولاً به وسيله يك واكنش شيمياي يا الكتروشيميايي به طور يكنواخت در سرتاسر سطحي كه در تماس با محلول خورنده قرار دارد، مشخص مي‌شود فلز نازك و نازك‌تر شده و نهايتاً از بين مي‌رود يا تجهيزات مورد نظر منهدم مي‌شوند مانند خورده شدن يك قطعه فولادي يا روي در داخل يك محلول رقيق با سرعت يكساني در تمام نقاط قطعه خورده مي‌شود. اين نوع خوردگي بالاترين آمار را دارد و عمر تجهيزات خورده شده را با قرار ددن نمونه‌هايي در داخل محلول خورنده مي‌توان تخمين زد.
روش جلوگيري از خوردگي يكنواخت
خوردگي يكنواخت را به سه طريق مي‌توان كنترل و يا كم كرد كه ممكن است يك نوع و يا دو نوع را با همديگر انجام داد.
انتخاب مواد و پوشش صحيح
به وسيله ممانعت‌كننده‌ها
استفاده از حفاظت كاتدي
خوردگي گالوانيكي يا دو فلزي
هنگامي كه دو فلز غير همجنس كه در تماس الكتريكي با يكديگر هستند در معرض يك محلول هادي يا خورنده قرار بگيرند. اختلاف پتانسيل بين آن دو باعث برقراي جريان الكترون بين آن‌ها مي‌شود. فلزي كه مقاومت خوردگي كمتري دارد آندي شده و خورده مي‌شود. فلز مقاومت‌تر از نظر خوردگي كاتدي مي‌شود كه معمولاً خيلي كم و يا خورده نمي‌شود. به دليل وجود جريان‌هاي الكتريكي بين فلزات غير هم جنس اين نوع خوردگي، خوردگي گالوانيكي يا دو فلزي اطلاق مي‌شود.
برای مثال خوردگي در يك فلز (آلومينيوم) به شدت اتفاق مي‌افتد و در فلز ديگر (فولاد) كاهش يافته يا متوقف مي‌گردد. بنابراين اولين چيزي كه در اين مورد سطوح مي‌باشد اين است كه از دو فلزي كه به روي هم اثر مي‌كنند كدام فلز در حالت اول و كدام فلز در حالت دوم قرار مي‌گيرد. پاسخ اين سؤال به وسيله جهت جريان الكتريكي ناشي از اثر گالوانيكي از يك فلز (آند) به فلز ديگر (كاتد) قرار گرفته در يك محلول خورنده داده خواهد شد. با اندازه‌گيري اختلاف پتانسيل دو فلز در محلول مورد نظر اين جهت را در هر مورد مي‌توان تعيين نمود. در مورد جفت گالوانيكي آلومينيوم و فولاد مشخص شده است كه آلومينيوم به صورت يك آند عمل مي‌كند.
شکل 1-3 جفت گالوانیکی آلومینیوم و فولاد
پتانسيل خوردگي و جهت اثرات گالوانيك
پتانسيل فلز در محلول وقتي كه خورده مي‌شود به انرژي كه آزاد مي‌شود، بستگي دارد. اين پتانسيل تنها در يك مقدار نسبي قابل اندازه‌گيري مي‌باشد. براي مثال با قرار دادن يك فلز خيلي فعال مانند روي و يك فلز با فعاليت كمتر مانند مس در يك محلول كلريد سديم مي‌توان جهت جرياني كه توسط اثر گالوانيك آن‌ها توليد مي‌گردد، اندازه‌گيري نمود. چنين آزمايشي را مي‌توان با تمام فلزات ممكن در هر محلول خورنده تكرار نمود.با توجه به نتايج آزمايشات به دست آمده، امكان مرتب كردن فلزات در يك گروه كه سري گالوانيك ناميده مي‌شود فراهم مي‌شود. اگر آزمايشات در محلول‌هاي مختلف با غلظت‌هاي مختلف كلريد سديم، ميزان هوادهي متفاوت، سرعت حركت و يا دماهاي مختلف انجام گيرد مقادير گزارش شده مي‌تواند با يكديگر اختلاف داشته باشند و در اين حالت محل بعضي فلزات نسبت به هر يك از فلزات ديگر به صورت يك سري گالوانيك جديد تغيير نمايد.
سري گالوانيك
بطور كلي پتانسيل الكتريكي فلزات داراي هيچ مقداري بطور مطلق و مستقل از فاكتورهاي مؤثر بر خواص خوردگي محلولي كه در آن اندازه‌گيري انجام مي‌شود، نمي‌باشد. مقدار پتانسيل مي‌تواند از يك محلول به محلول ديگر يا هنگامي كه يك محلول به وسيله فاكتورهائي از قبيل دما، هوادهي و سرعت حركت تأثير مي‌پذيرد، تغيير كند. بنابراين براي پيش‌بيني پتانسيل فلزات و در نتيجه جهت اثر گالوانيكي آن‌ها در يك محيط، بجز با اندازه‌گيري پتانسيل و در نظر داشتن شرايط دقيق آن محيط هيچ راهي وجود ندارد، به عنوان مثال روي بطور طبيعي نسبت به آهن در دماي محيطي منفي‌تر يا آنديك‌تر مي‌باشد. همان‌طور كه در جدول گالوانيك نشان داده شده است. با وجود اين اختلاف پتانسيل با افزايش دما تغيير كرده و افزايش مي‌يابد تا زماني كه اختلاف پتانسيل در دماي ٦٠ درجه سانتيگراد ممكن است صفر يا دقيقاً برعكس شود.در هر صورت وضعيت شرايط فلزات نسبت به هم آنطور كه گفته شد در بسياري مواقع خيلي هم تغيير نمي‌كند و تمايل نسبي فلزات به خوردگي در خيلي از محيط‌هائي كه از آن‌ها استفاده مي‌شود تقريباً يكسان باقي مي‌ماند. در نتيجه موقعيت‌هاي نسبي آن‌ها در سري گالوانيك ممكن است در خيلي محيط‌ها تقريباً يكسان باشد. از آنجائي كه بيشتر اندازه‌گيري‌هاي پتانسيل و رفتار گالوانيكي فلزات در مقايسه با ساير محيط‌ها بيشتر و در آب دريا انجام شده است، در نتيجه بيسشتر سري‌هاي گالوانيك بر اساس اين آزمايشات فلزات را تنظيم كرده‌اند و لذا از اين جداول مي‌توان به منظور احتمالات اوليه در مورد اثرات گالوانيكي در ساير محيط‌ها زماني كه مستقيماً نتايج قابل اجراتري از آن محيط در دسترس نباشد، استفاده نمود.در يك جفت گالوانيك شامل دو فلز قرار گرفته شده در اين جدول، خوردگي طبيعي فلزي كه موقعيت بالاتري در جدول دارد، احتمالاً شديدتر مي‌شود. در حالي كه خوردگي فلز پائين‌تر جدول احتمالاً كاهش مي‌يابد يا كاملاً متوقف مي‌شود. فلزات با پتانسيل خوردگي مثبت‌تر بي‌اثر يا كاتديك ناميده مي‌شوند و فلزات با پتانسيل خوردگي مثبت‌تر بي‌اثر يا كاتديك ناميده مي‌شوند و فلزات با پتانسيل خوردگي منفي‌تر به عنوان فلزات يا آلياژهاي آنديك يا فعال شناخته مي‌شوند.توجه كنيد كه در اين جدول چندين فلز در يك گروه قرار گرفته‌اند كه احتمالاً اختلاف پتانسيل آن‌ها نسبت به هم زياد نمي‌باشد بنابراين مي‌توان آن‌ها را بدون اثرات گالوانيكي قابل ملاحظه در بسياري از محيط‌ها در كنار يكديگر قرار داد.
مقدار اثر گالوانيك
تا اينجا ما فقط جهت اثر گالوانيك را با تعيين پتانسيل نسبي فلزات در يك جفت گالوانيكي مورد بررسي قرار داده‌ايم. در حالي كه در عمل ما بيشتر با شدت اثرات گالوانيكي كه رخ مي‌دهد مواجه هستيم. اين شدت با مقدار جريان يا اصطلاحاً شدت جريان (جريان واحد سطح) تعيين مي‌شود.بر طبق قانون اهم، مقدار جريان توليد شده توسط جفت‌هاي گالوانيكي كه اختلاف پتانسيل آن‌ها زياد است، در يك مقاومت معين مستقيماً با ولتاژ متناسب مي‌باشد. به عنوان مثال، اختلاف پتانسيل دو فلز روي و مس در آب دريا ٧٠٠ ميلي ولت مي‌باشد و اين و جفت گالوانيكي مي‌توانند جريان بيشتري (و در نتيجه خوردگي بيشتر) از ساير جفت‌هاي گالوانيكي كه اختلاف پتانسيل كمتر دارند، مثل NAVAL BRASS و مس (با ٤٠ ميلي ولت پتانسيل در آب دريا) توليد نمايند.پتانسيل‌هائي كه گفته مي‌شود پتانسيل‌هائي هستند كه قبل از برقراري هر گونه جريان بين دو فلز اندازه‌گيري شده‌اند و بعضي وقت‌ها آن را پتانسيل جريان باز مي‌گويند.
عوامل مؤثر در خوردگي گالوانيكي
Ø نيروي الكتروموتوري : که کاملا" در بالا اشاره شد .
Ø اثرات محيط
هر پديده محيطي كه به برقراري جريان الكتريكي بين دو الكترود مؤثر باشد در خوردگي گالوانيكي نيز مؤثر است مانند رطوبت هوا و بالا بودن دما و...
Ø فاصله دو الكترود
خوردگي گالوانيكي با فاصله دو فلز در محل اتصال نسبت دارد يعني هرچه از فصل مشترك دو فلز دورتر شويم خوردگي و اثرات آن كاهش مي‌يابد و در نزديكي تماس، خوردگي شديدتر مي‌باشد.
Ø اثر سطح
يك فاكتور مهم ديگر در خوردگي گالوانيكي اثر سطح، يا نسبت سطح كاتد به سطح آند مي‌باشد.
نسبت سطحي نامناسب مشتمل بر كاتد بزرگ و آند كوچك است.
سطح كاتدي
سطح آندي
١ >>
براي يك مقدار معين جريان در پيل، دانسيته جريان براي الكترود كوچك به مراتب بزرگ‌تر است تا دانسيته جريان براي الكترود بزرگ‌تر. هرچه دانسته جريان در يك منطقه آندي بزرگ‌تر باشد سرعت خوردگي بيشتر است.خوردگي نواحي آندي ممكن است صد تا هزار برابر بيشتر از حالتي باشد كه سطح آند يا كاتد برابرند.
تشخيص خوردگي گالوانيكي
قبل از بحث در مورد راه‌هاي جلوگيري از خوردگي گالوانيكي، لازم است اول اطمينان حاصل شود كه خوردگي گالوانيكي اتفاق افتاده است. براي رخ دادن خوردگي از اين نوع، وجود شرايط سه گانه زير معمولاً ضروري است.دو فلز غير هم جنس از نظر الكتروشيمي بايد وجود داشته باشند.اين فلزات بايد بطور الكتريكي با يكديگر تماس داشته باشند.اين فلزات بايد در معرض يك الكتروليت قرار گرفته باشند.تمام اين شرايط براي اينكه خوردگي از نوع گالوانيكي رخ بدهد، بايد وجود داشته باشند.به عنوان مثال، ملاحظه مي‌شود كه فولاد زنگ نزن ٨-١٨ (نوع 304:S 30400) در تماس الكتريكي با فولاد ضد زنگ 18-8MO (نوع 316: S31600) به سرعت خورده مي‌شود. با مراجعه به جدول سري گالوانيكي مي‌توان متوجه شد كه خوردگي پيش آمده از نوع خوردگي گالوانيكي نمي‌باشد. بنابراين با جداسازي اين دو فلز مقاومت خوردگي 18-8SS بهبود نمي‌يابد.همچنين در مثالي ديگر ديده مي‌شود كه يك قطعه آلومينيوم متصل به چدن كه در روغن موتور قرار دارد به شدت مورد حمله قرار مي‌گيرد. به دليل آنكه روغن موتور وبشتر مايعات ارگانيك الكتروليت نيستند بنابراين مشخص مي‌شود كه اين خوردگي از نوع خوردگي گالوانيكي نمي‌باشد. در اين مورد هم با جدا كردن دو فلز، مقاومت خوردگي آلومينيوم بهبود پيدا نمي‌كند.علاوه بر سه شرط گفته شده بالا در مورد شناخت خوردگي گالوانيك، جستجوي خوردگي موضعي نزديك اتصالات بين دو فلز غير هم جنس راه ديگري براي تشخيص بروز خوردگي از اين نوع مي‌باشد. خوردگي گالونيكي معمولاً در نزديك فلز كاتد شده شدت بيشتري دارد. در شكل مربوط به اتصال ورقه آهن با پرچ مسي ديده مي‌شود كه خوردگي ورقه آهن نزديك پرچ‌هاي مسي شديدتر مي‌باشد.
روش جلوگيري از خوردگي گالوانيكي
براي جلوگيري از اين خوردگي روش‌هاي مختلفي وجود دارد كه گاهي يكي به تنهائي پاسخگو نمي‌باشد و بايد دو يا سه نوع را با هم به كار برد.
حتي‌الامكان سعي شود از دو فلز كه در جدول سري الكتروشيميائي فاصله كمتري نسبت به هم دارند استفاده شود.
از نسبت سطحي نامطلوب، آند كوچك و كاتد بزرگ پرهيز شود. مخصوصاً در اتصالات
از خاصيت عايق‌ها دو فلز غيرهمجنس استفاده شود.
استفاده از پوشش‌ها مخصوصاً روي آند
استفاده از ممانعت‌كننده‌ها
در مورد موادي كه در جدول گالوانيكي دور از يكديگر مي‌باشند از اتصالات پيچ و مهره بپرهيزيد. به دليل كم شدن ضخامت مؤثر در مرحله پيچ‌سازي سعي شود از اتصال زرد جوش BRAZING استفاده شود.
قسمت‌هاي آندي را طوري طراحي كنيد كه به سهولت قابل تعويض باشند يا آن‌ها را ضخيم‌تر انتخاب كنيد تا عمر بيشتري داشته باشند.
به اتصال‌هاي گالوانيكي، فلز سومي كه نسبت به دو فلز قبلي آند باشد متصل نمائيد. (آند فداشونده)
٣- خوردگي شياري
اكثراً در شيارها و نواحي ديگري روي سطح فلز كه حالت مرده SHELDED AREAS دارنده و در معرض محيط خورنده قرار مي‌گيرند خوردگي موضعي شديدي اتفاق مي‌افتد.اين نوع خوردگي معمولاً همراه با حجم‌هاي كوچك محلول‌ها يا مايعات كه در اثر وجود سوراخ سطوح واشرها، محل روي هم قرار گرفتن دو فلز LAPJOINIS، رسوبات سطحي و شيارهاي زيرپيچ، مهره‌ها و ميخ پرچ‌ها ساكن شده‌اند (حالت مرده) مي‌باشد اتفاق مي‌افتد به همين دليل اين نوع خوردگي، خوردگي شياري يا لكه‌اي يا واشري نيز مي‌گويند.
عوامل مؤثر در خوردگي شياري
عوامل مؤثر در اين نوع خوردگي در جدول زير خلاصه شده است:
جدول 1-3 عوامل موثر در خوردگی شیاری
افزايش پارامتر در مقاومت خوردگي
پارامتر
كاهش مي‌يابد
دانسيته جريان بحراني آندي
IC
افزايش مي‌يابد
پهناي شيار
W
افزايش مي‌يابد
پتانسيل غيرفعال شدن
EP
كاهش مي‌يابد
پتانسيل فعال
Ea
روش‌هاي جلوگيري از خوردگي شياري
براي اتصالات به جاي پرچ‌كاري يا پيچ و مهره از جوشكاري با نفوذ كامل مذاب به داخل درزها استفاده شود.
شيارها را در محل روي هم قرار گرفتن دو فلز با جوشكاري مداوم، كالك كردن CAULKING و يا لحيم‌كاري بپوشانيد.
از ته‌نشين شدن مواد و تجمع آن‌ها در كف تانك‌ها و مخازن جلوگيري شود.
از ايجاد گوشه‌هاي تيز و نواحي مرده و ساكن در تجهيزات بپرهيزيد.
بازرسي و تميز تمودن مرتب تجهيزات
حذف جامدات معلق در فرآيند كارخانه‌ها
در مرحله خوابيدن كارخانه، مواد جاذب رطوبت WET PACKING MATERIALS را حذف نمائيد.
در صورت امكان، محيط يكنواخت به وجود بياوريد مثلاً در پشت بند BACKFILL كردن يك خط لوله.
هر جا كه ممكن باشد از واشرهاي جامد كه جاذب رطوبت نيستند NONABSOKBENT مانند تفلون استفاده نمائيد.
4- حفره‌دار شدن
حفره‌دار شدن نوعي خوردگي شديداً موضعي است كه باعث سوراخ شدن فلز مي‌شود. اين سوراخ‌ها ممكن است قطرهاي مختلفي داشته باشند، اما در اكثر موارد قطر آن‌ها كوچك است.حفره‌ها گاهي مجزا بوده و گاهي آنقدر نزديك هم هستند كه سطح زبري به وجود مي‌آورند. معمولاً در صورتي كه قطر دهانه محل خورده شده تقريباً مساوي يا كمتر از عمق آن باشد شكل حاصل را حفره مي‌نامند.
خصوصيات حفره‌ها
حفره‌ها معمولاً در جهت نيروي جاذبه رشد مي‌كنند اكثر حفره‌ها روي سطوح افقي به وجود آمده و به پائين رشد مي‌كنند.
دوره شروع INITIATION حفره‌دار شدن معمولاً طولاني است و بسته به فلز و محيط اين دوره‌ها بين چندين ماه يا سال طول مي‌كشد ولي پس از تشكيل به سرعت رشد مي‌كنند.
حفره‌ها موقع رشد تمايل به خالي كردن زير سطح فلز UNDERCUT دارند و با سرعت دائماً افزاينده‌اي به داخل نفوذ مي‌كنند.
حفره‌دار شدن در اثر يك واكنش آندي منحصربفرد است. اين نوع خوردگي اتوماتيك است. يعني واكنش‌هاي خوردگي در داخل حفره شرايطي را به وجود مي‌آورند كه محرك ادامه خودشان هستند.
اكثر انهدام‌هاي ناشي از حفره‌دار شدن در اثر كلرورها و يون‌هاي حاوي كلر مي‌باشند. بنابراين در محيط‌هاي آبي و نمك‌دار و هيپوكلريت‌ها (مواد سفيدكننده) BLEACHES اين نوع خوردگي زياد مي‌شود.
حفره‌دار شدن معمولاً‌به همراه محيط خورنده در حالت ساكن و مرده مثل مايع درون يك تانك يا مايع جمع شده در يك قسمت غيرفعال سيستم لوله‌كشي اتفاق مي‌افتد.افزايش سرعت حركت محيط خورنده غالباً اين نوع خوردگي را كاهش مي‌دهد، مثلاُ يك پمپ از جنس فولاد زنگ نزن كه براي انتقال آب دريا به كار مي‌رود. اگر دائماً كار كند عمر بيشتري خواهد داشت تا در حال توقف‌هاي طولاني مدت (از نظر خوردگي).
چون حفره‌دار شدن يك نوع خوردگي موضعي و متمركز است آزمايشات معمولي اندازه‌گيري تقليل وزن را نمي‌توان براي ارزيابي يا حتي مقايسه در مورد آن به كار برد چون تقليل وزن فلز خيلي كم بوده و عمق نفوذ را نشان نمي‌دهد.گرفتن عمق ميانگين نيرو روش ضعيفي مي‌باشد زيرا همواره عميق‌ترين حفره است كه باعث انهام مي‌گردد.بنابراين مبناي اندازه‌گيري بايد عميق‌ترين حفره موجود باشد.
مكانيزم خوردگي حفره‌اي
براي توضيح مكنيزم خوردگي حفره‌اي مي‌توان آن را در دو بخش اوليه يعني شروع تشكيل حفره و بخش دوم كه شامل فعاليت‌هاي اتوكاتاليتيك مي‌باشد بررسي نمود.
بخش اوليه: پيدايش حفره INITIATION
يك قطعه فلز M عاري از هر گونه سوراخ يا حفره را در نظر بگيريد كه در داخل محلول كلرورسديم اكسيژن‌دار فرو برده شده است. اگر به هر دليلي سرعت انحلال فلز بطور لحظه‌اي در يك نقطه خاص بالاتر باشد يون‌هاي كلر به اين نقطه مهاجرت مي‌كنند. چون يو‌هاي كلر انحلال فلز را تسريع مي‌كنند شرايط مساعدي براي خوردگي سريع‌تر فلز در آن نقطه فراهم مي‌شود.سرعت انحلال ممكن است در اثر يك خراش سطحي يا يك نابجائي كه به سطح رسيده است يا نواقص ديگر يا غير يكنواختي تركيب شيميائي محلول بطور لحظه‌اي در يك نقطه باشد.واضح است كه در هر مرحله شروع و مراحل اوليه رشد يك حفره، شرايط تا حدودي ناپايدار مي‌باشد.غلظت موضعي و بالاي يون‌هاي كلر و هيدروژن ممكن است در اثر جابجائي ناگهاني محلول از بين بروند، زيرا هنوز عمق حفره آنقدر نشده است كه محلول موجود در آن ساكن شده و از جريان محلول اصلي در امان بماند.
بخش دوم: خاصيت خودتكثير حفره‌ها SELF STMULATING SELF PROPAYATINGS
اين پديده پس از تشكيل حفره با عمق مناسب كه موجب ساكن بودن سيال در آن شود شورع مي‌شود. براي توضيح اين بخش شكل ذيل را در نظر بگيريد.فلز M به وسيله محلول نمك طعام اكسيژ‌دار AERATED در معرض حفره‌دار شدن قرار دارد.انحلال سريع فلز در داخل حفره واقع شده در حالي كه احيا اكسيژن روي سطح مجاور انجام مي‌شود، اين واكنش خوردگي خود محرك و خود تكثير مي‌باشد.انحلال سريع فلز در داخل حفره باعث ايجاد بار مثبت اضافي در اين ناحيه مي‌شود كه در نتيجه براي برقراري تعادل الكتريكي يون‌هاي كلر به داخل حفره مهاجرت مي‌كند. بدين ترتيب در داخل حفره غلظت بالائي از MCL ايجاد مي‌شود و در نتيتجه هيدروليز غلظت بالائي از به وجود مي‌آيد.
اكسيداسيون
احياء
يون‌هاي هيدروژن و كلر باعث تسريع انحلال اكثر فلزات و آلياژها مي‌گردند و شتاب واكنش با گذشت زمان زيادتر مي‌شود. چون قابليت انحلال اكسيژن در محلول‌هاي غليظ تقريباً صفر است. هيچ‌گونه احيا اكسيژن در داخل حفره صورت نمي‌گيرد. واكنش كاتدي احيا اكسيژن در داخل حفره صورت نمي‌گيرد. واكشن كاتدي احيا اكسيژن روي سطح خارجي مجاور حفره باعث محافظت آن سطوح در مقابل خوردگي مي‌شود، به عبارتي حفره‌ها بقيه سطح فلز را حفاظت كاتدي مي‌كننند و به همين دليل خوردگي حفره در جهت جاذبه زمين رشد مي‌كند.
شكل2-3: فرآيندهاي اتومتيك در داخل يك حفره (شكل روي جلد)
روش‌هاي جلوگيري از خوردگي حفره‌اي
Ø كليه روش‌هائي كه براي مبارزه با خوردگي شياري ذكر گرديد در اين نوع خوردگي نيز مؤثر مي‌باشد.
Ø استفاده از آلياژهائي كه در برابر حفره‌دار شدن بسيار مقاوم مي‌باشند.
اين نوع آلياژها عبارتند از:
الف: فولاد زنگ نزن نوع ٣٠٤
ب: فولاد زنگ نزن نوع ٣١٦
ج: هستوليF، نيونل يا دوريمت ٢٠
د: هستولي C، يا كلريمت ٣
ه - تيتانيم
نکته : افزودن ممانعت‌كننده بايد با دقت خاصي صورت گيرد به دليل اينكه اگر خوردگي كاملاً متوقف نگردد، حفره‌دار شدن تشديد مي‌شود.
5 - خوردگي بين دانه‌اي
در مبحث متالورژيكي در رابطه با دانه‌ها (كريستال‌ها) و مرزدانه‌ها توضيحاتي داده شد.اگر يك فلز در يك شرايط خاص ناپايدار شده و در نتيجه خورده شود، چون مرزدانه‌ها معمولاً كمي فعال‌تر از خود دانه‌ها مي‌باشند، بنابراين خوردگي يكنواخت به وجود مي‌آيد اما تحت بعضي شرايط، مرزدانه‌ها نسبت به دانه‌ها خيلي فعال‌تر مي‌شوند و خوردگي بين دانه‌اي به وجود مي‌آيد.خوردگي موضعي و متمركز در مرزدانه‌ها يا نواحي نزديك به آن‌ها در حالي كه خود دانه‌ها يا اصلاً خورده نشده‌اند يا كم خورده شده‌اند خوردگي را بين دانه‌اي مي‌نامند، آلياژ پودر مي‌شدو (دانه‌ها يا كريستال‌ها جدا مي‌شوند) و يا استحكام خود را از دست مي‌دهند.
خصوصيات خوردگي بين‌دانه‌اي
Ø خوردگي بين‌دانه‌اي به وسيله ناخالصي‌هاي موجود در مرزدانه‌ها، غني شدن يا فقير شدن DEPLETION مرزدانه‌ها نسبت به يك عنصر آلياژي در اين نواحي واقع مي‌شود. مثلاً فقير شدن مرزدانه‌ها نسبت به كرم باعث خوردگي بين دانه‌اي فولادهاي زنگ نزن مي‌گردد.
Ø اين پديده در حالت‌هاي حساس شدن SENSITIZATION فلزات به وجود مي‌آيند. مثلاً فولاد زنگ نزن ٨-١٨ در محدوده‌ي 950 تا 450 اگر حرارت داده شوند حساس شده و مستعد خوردگي بين دانه‌اي مي‌باشد.
روش‌هاي جلوگيري از خوردگي بين‌دانه‌اي
به دليل اينكه اين خوردگي بيشتر در فولادهاي زنگ نزن اتفاق مي‌افتد سه روش جلوگيري آن را در اين مورد ذكر مي‌كنيم:
در درجه حرارت بالا فلز تحت عمليات حرارتي محلولي قرار داده شود و سپس در آب سريع سرد شود.
اضافه كردن عناصري كه تمايل شديدي به واكنش و يكنواخت كردن آلياژ دارند اين عناصر را پايداركننده‌ها STABILIZERS مي‌نامند.
تقليل كربن فولاد به كمتر از ٠٣/٠ درصد تا كاربيد كافي براي به وجود آمدن خوردگي بين دانه‌اي به وجود نيايد.عمليات حرارتي محلولي در صنعت، مشتمل بر حرارت دادن در ١٠٥٠ درجه سانتگراد تا ١١٥٠ و سپس سرد كردن سريع در آب مي‌باشد. در اين درجه حرارت‌ها كاربيد كرم حل مي‌شود و در نتيجه آلياژ همگن‌تر و يكنواخت‌تر به دست مي‌آيد.
6- جدايش انتخابي SELECTIVE LEACHING
جدايش انتخابي، جدا شدن يكي از عناصر آلياژي از آلياژ جامد در فرآيند خوردگي مي‌باشد. مانند جدا شدن روي از آلياژهاي برنج كه به زدايش روي DEZINCIFICATION معروف است. برنج زرد معمولي از تقريباً ٣٠% درصد روي و ٧٠% درصد مس تشكيل يافته است. زدايش روي به سهولت با چشم غيرمسلح مي‌توان تشيخص داد، زيرا آلياژ قرمز رنگ مسي حاصل مي‌شود كه از رنگ زرد اصلي آلياژ تميز مي‌باشد.دو نوع زدايش روي وجود دارد كه به سهولت قابل تشخيص هستند.نوع لايه‌اي يا يكنواخت و نوع موضعي PLUG TYPE در نوع لايه‌اي يك سري لايه داخلي كه تيره‌تر از ساير نقاط مي‌باشد مشخص مي‌گردد، اين همان قسمتي است كه روي خود را از دست داده و لايه خارجي برنج زرد خورده نشده است.در نوع موضعي به صورت ناحي تيره سوراخ‌هائي هستند كه در آن محلول‌ها روي از دست رفته است و در سطح فلز پراكنده و مشخص مي‌باشند كه به صورت لكه‌لكه ظاهر مي‌شوند. نوع لايه‌اي بيشتر در برنج‌هائي كه درصد روي آن‌ها بالاتر است و در محيط‌هاي اسديي واقع مي‌شود اتفاق مي‌افتد و نوع موضعي اغلب در برنج‌هائي كه مقدار روي آن‌ها كم است و در شرايط خنثي، قليائي يا كمي اسيدي قرار دارند اتفاق مي‌افتد.در كل مكانيزم زدايش روي را مي‌توان مشتمل بر سه مرحله دانست:
انحلال برنج (بر اساس فعال بودنروي و نجيب بودن مس).
باقيماندن روي در محلول
راسب شدن مس روي سطح برنج
گرافيته شدن
گاهي اوقات چدن خاكستري جدايش انتخابي از خود نشان مي‌دهد مخصوصاً در محيط‌هائي كه از نظر خوردگي نسبتاً متوسط مي‌باشند.به نظر مي‌رسد كه سطح چدن گرافيته شده، زيرا سطح چدن ظاهر گرافيتي به خود گرفته و به سهولت مي‌توان به وسيله قلم تراش آن را تراشيد، به همين دليل اين پديده را گرافيته شدن و گاهي خوردگي گرافيتي گويند كه اين نام‌گذاري غلط مي‌باشد و در واقع جدايش انتخابي كربن از آلياژ چدن مي‌باشد.
روش‌هاي جلوگيري از جدايش انتخابي
كم كردن خوردگي محيط مثلاً حذف اكسيژن
حفاظت كاتدي
اضافه كردن فلزي ديگر به آلياژ. مثلاً اضافه كردن ١% درصد قلع به برنج ٣٠-٧٠
استفاده از ممانعت‌كننده مانند افزودن مقادير كمي آرسنيك و آنتيموان يا فسفر به آلياژ برنج
براي محيط‌هائي بسيار خورنده كه زدايش روي در آن‌ها اتفاق مي‌افتد يا براي قطعاتي كه از اهميت بالائي برخوردارند و نبايد به هيچ وجه خورده شوند از كوپرونيكل‌ها استفاده مي‌كنند.
· كورپرونيكل‌ها آلياژ ٧٠% تا ٩٠% درصد مس و ٣٠% تا ١٠% درصد نيكل مي‌باشد. CUPRANICEL
7- خوردگي سايشي
خوردگي سايشي عبارت است از سرعت يافتن يا افزايش سرعت خوردگي يا از بين رفتن يك فلز در اثر حركت نسبي بين يك مايع خورنده و سطح فلز.معمولاً اين حركت خيلي سريع است و اثرات سايش مكنيكي و يا سائيده شدن وجود دارد. يون‌هاي فلزي حل شده روي سطح فلز در اثر حركت روي سطح باقي نمي‌ماند، يا محصولات جامد حاصل از خوردگي از سطح فلز به طريق مكانيكي كنده مي‌شوند.گاهي اوقات حركت باعث تقليل سرعت خوردگي مي‌گردد. مخصوصاً موقعي كه تحت شرايط ساكن خوردگي موضعي اتفاق بيافتد. اما اين خوردگي سايشي نيست زيرا سرعتد خوردگي افزايش نيافته است.
خصوصيات خوردگي سايشي
خوردگي سايشي داراي ظاهري شيادار GULLIES، موجي شكل، سوراخ‌هاي كروي شكل و ناهموار مي‌باشد كه در جهت خاصي قرار گرفته‌اند.
بيشتر در فلزاتي كه سختي پائيني دارند و به سهولت صدمه مي‌بينند مانند مس و سرب روي مي‌دهد.
كليه تجهيزاتي كه در تماس با مايعات متحرك مي‌باشند در معرض خوردگي سايشي قرار دارند مانند سيستم‌هاي لوله‌كشي مخصوصاً زانوها ELBOW، پيچ‌ها BENS، سه راهي‌ها TESE، شيرها VALVES، پمپ‌هاي دمنده، دستگاه‌هاي گريز از مركز،پروانه‌هاIMPELLERS،به هم‌زن‌ها AGITATORS، تانك‌هاي متحرك AGITATED، لوله‌هاي مبدل حرارتي مانند بويلرها و كندانسورها، پره‌هاي توربين، افشانه‌ها، دودكش‌ها، گيوتين‌ها GUTTERS، زره‌هاي آسياب PLATES WEAR و تجهيزاتي كه در معرض پاشيدن (SPRAY) قرار مي‌گيرند.
عوامل مؤثر بر خوردگي سایشی
پوست‌هاي سطحي:
ماهيت و خواص پوسته‌هاي محافظ سطحي كه روي بعضي فلزات و آلياژها تشكيل مي‌گردد از نظر مقاومت در برابر خوردگي سايشي خيلي اهميت دارد. براي مثال پوسته سطحي كه سخت، متراكم، چسبنده و پيوسته باشد نسبت به موقعي كه پوسته به سهولت سائيده و يا كنده شود حفاظت بهتري به وجود خواهد آورد.
اگر پوسته ترد باشد و تحت تنش ترك بخورد و خرد بشود ديگر محافظ نخواهد بود و محل مناسبي جهت خوردگي حفره‌اي مي‌شود.
سرعت حركت:
سرعت حركت در خوردگي سايشي نقش مهمي به عهده دارد.افزايش سرعت حركت معمولاً باعث افزايش خوردگي مي‌گردد. اثر سرعت ممكن است تا رسيدن به يك سرعت بحراني صفر يا كم باشد و به مجرد رسيدن به سرعت بحراني به شدت افزايش يابد.معمولاً افزايش سرعت از يك تا چهار فوت بر ثانيه تأثير كمي بر سرعت خوردگي دارد اما سرعت 27/FT/SEC خوردگي شديدي به وجود مي‌آيد كه سرعت را سرعت بحراني مي‌نامند. براي مثال: برنز سيليسيم در آب دريا با سرعت سرعت خوردگي آن 1mdd ميلي‌گرم بر دسي مترمربع به روز مي‌باشد و در سرعت به 2mdd و در سرعت به 254mdd مي‌رسد. بنابراين سرعت سرعت بحراني مي‌باشد كه در آن خوردگي كمترين سرعت را دارد و پس از آن به شدت خوردگي زياد مي‌شود. لازم به ذكر است ذرات معلق در سيال نقش افزاينده دارند. Miligram Per Square Decimeter/ Day
تلاطم يا آشفتگي: TURBULANCE
آشفتگي جريان سيال در تماس با سطح فلزات، مخصوصاً در مدخل ورودي لوله‌ها، لبه‌هاي تيز، شيارها، رسوبات، تغيير سريع سطح مقطع به دليل به هم زدن و تلاطم بيشتر مايع نسبت به جريان آرام باعث افزايش خوردگي سايشي مي‌شود.
برخورد: IMPINGMENT
اين پديده اثر خود را در مواقعي بروز مي‌دهد كه تجهيزات بخواهند جهت حركت سيال را تغيير بدهند براي مثال يك زانو كه مي‌خواهد سيال را از حالت عمودي به افقي و يا بالعكس تغيير جهت دهد برخورد شديدي در آن ناحيه ايجاد شده و باعث خوردگي در قسمت مزبور مي‌شود.
مثال‌هاي ديگر پره‌هاي توربين بخار، جداكننده‌هاي تله‌اي اتصالات T در لوله‌كشي‌ها، اجزاي خارجي هواپيماها و غيره...
كاربرد پوشش‌ها:
پوشش‌هاي سخت يا زره‌ها يا روكش‌هاي قابل تعويض، مشروط به اينكه از جنس مقاومي از نظر خوردگي ساخته شده باشند كاربرد مفيدي در خوردگي سايشي دارد.
8- خوردگي توأم با تنش
در نتيجه اعمال همزمان تنش‌هاي كششي و محيط خورنده روي فلز كه ايجاد ترك‌هاي پراكنده مي‌كند و در نهايت باعث خوردگي آن‌ها مي‌گردد توأم با تنش يا SCC ايجاد مي‌شود. بنابراين ترك‌ها و شكل ترك‌ها CRACK MORPHOLOGY نقش اساسي را در اين نوع خوردگي دارند.
انواع ترك در خوردگي توأم با تنش
در SCC دو نوع ترك كلي ديده مي‌شود:
ترك‌هاي بين‌دانه‌اي INTERGRANULAR
كه اين نوع ترك‌ها در طور مرزدانه‌ها حركت مي‌كنند مانند SCC بين دانه‌اي برنج.
ترك‌هاي ميان دانه‌اي TANSGRANULAR
اين نوع ترك‌ها از داخل دانه‌ها عبور مي‌كنند مانند: SCC ميان دانه‌اي در فولاد زنگ نزن. غالباً در يك آلياژ، هر دو نوع ترك ممكن است به وجود بيايند. نوع ترك بستگي به محيط خورنده و ساختمان فلز دارد.ترك خوردن معمولاً در جهت عمود بر تنش اعملا شده اتفاق مي‌افتد و بسته به ساختمان فلز و تركيب شيميائي محيط خورنده شكل ترك‌ها مي‌تواند به صورت چند شاخه‌اي و يا شاخه شاخه باشند.
عوامل مؤثر در SCC
١- اثرات تنش
افزايش تنش، زمان شكست را كاهش مي‌دهد و براي هر آلياژ تنشي وجود دارد كه در كمتر از آن شكست اتفاق نخواهد افتاد.حد تنش مجاز براي مصونيت از نظر SCC بستگي به درجه حرارت، تركيب شيميائي فلز و تركيب شيميائي محيط دارد. بطور كلي حد تنش مجاز بين ١٠% تا ٧٠% درصد تنش تسليم است.
٢- زمان شكست
زمان در SCC پارامتر مهمي است، زيرا خسارت فيزيكي مهمي كه در SCC اتفاق مي‌افتد در مراحل نهائي صورت مي‌گيرد. با نفوذ ترك‌ها به داخل فلز سطح مقطع مؤثر فلز كم مي‌شود و در نتيجه تنش افزايش مي‌يابد و نهايتاً شكست نهائي، مكانيكي خواهد بود.
٣- فاكتورهاي محيطي
در حال حاضر الگوي كلي براي محيط‌هائي كه در آلياژهاي مختلف باعث ايجاد SCC مي‌شوند وجود ندارد.
SCC در بعضي محيط‌هاي آبي، نمك‌هاي مذاب، فلزات مذاب، مايعت معدني فاقد آب اتفاق مي‌افتد. وجود اكسيدكننده‌ها غالباً اثر زيادي بر تمايل به ترك خوردن دارد.
٤- فاكتورهاي متالوژيكي
فاكتورهاي مؤثرد ر SCC عبارتند از:
تركيب شيميائي متوسط، طرز قرار گرفتن كريستال‌ها (دانه‌ها)، تركيب و توزيع رسوبات در داخل فلز، واكنش نابجائي‌ها با يكديگر و ميزان پيشروي حالت‌هاي فازي در آلياژها. اين فاكتورها به علاوه تركيب شيميائي محيط و تنش اعمال شده، زمان شكست را تعيين مي‌كنند.
روش‌هاي جلوگيري از SCC
كم كردن تنش تا زير حد مجاز مثلاً با كم كردن باروي فلز يا ضخيم‌تر كردن قطعه
حذف اجزا و ناخالصي‌هاي مضر محيط مانند دگازه كردن، دهينداله كردن يا تقطير نمودن.
استفاده از آلياژ مناسب مثلاً استفاده از اينكونل كه داراي مقدار نيكل بيشتر مي‌باشد به جاي فولاد زنگ نزن
كاربرد حفاظت كاتدي
اين مورد بايد مواقعي به كار برده شود كه مطمئن باشيم خوردگي در اثر SCC بوده است نه در اثر تردي هيدروژني، زيرا در غير اين صورت حالت عكس دارد.
اضافه كردن ممانعت‌كننده‌ها به سيستم در صورت امكان
در محيط‌هاي خورنده متوسط، فسفات‌ها و ممانعت‌كننده‌هاي آلي و معدني ديگر بطور موفقيت‌آميزي SCC را كاهش مي‌دهند.
ساچمه‌زني (شات بلاست كردن) مثلاً فولاد زنگ نزن ٤١٠ در معرض محلول ٣% نمك طعام در دماي محيط با نوع ٣٠٤ در معرض محلول ٤٢% كلرور منيزيم در ١٥٠ و آلياژ آلومينيوم 7075-T6 در محلول در دماي محيط
· ساچمه‌زني يا شات بلاست كردن عبارت است از ايجاد يك لايه پوسته مناسب در شرايط خاص بر روي فلزات و آلياژهاو اينكونل (يكي از آلياژهاي نيكل) INCONEL است
9- خسارت هيدروژني
خسارت هيدورژني يك اصطلاح كلي است كه دلالت بر خسارت مكانيكي وارد شده به فلز در اثر وجود يا واكنش با هيدروژن دارد.
خسارت هيدروژني را به چهار گروه زير تقسيم‌بندي مي‌كنند:
تاول زدن هيدروژني HYDROGEN BLISTERING
ناشي از نفوذ هيدروژن به داخل فلز كه در نتيجه تغيير شكل موضعي به صورت تاول روي فلز را منجر مي‌شود تاول زدن هيدروژني گويند كه در موارد خاص باعث انهدام كلي فلز مي‌شود.
تردي هيدروژني HYDROGEN EMBRITTLE MENT
تردي هيدروژني نيز در اثر نفوذ هيدروژن به داخل فلز است ولي نتيجه آن از دست دادن انعطاف‌پذيري فلز و استحكام آن مي‌باشد.هيدروژن اتمي تنها عنصري است كه مي‌تواند به درون فولاد يا فلز نفوذ كند.
دكربوره كردن DECARBURIZATION
دكربوره كردن يا از بين رفتن كربن فولاد، غالباً در اثر تماس هيدروژن مرطوب با فلز در درجه حرارت بالا مي‌باشد در اثر دكربوره شدن استحكام كششي فولاد كم مي‌شود.
خوردگي هيدروژني HYDROGEN ATTACK
منظور از واكنش بين هيدروژن و يكي از عناصر آلياژي يا اجزا تشكيل‌دهنده فلز در درجه حرارت‌هاي بالامي‌باشد. مثال كلي درباره خوردگي هيدروژني، تجزيه شدن و پوسيدن مس اكسيژن دار در حضور هيدروژنمي‌باشد و يا خوردگي فولاد در اثر گاز متان ايجاد شده:
مكانيزم تاول زدن هيدروژني
به دليل اينكه تاول زدن هيدروژني بيشتر در صنايع نفت روي مي‌دهد و خسارات زيادي به بار مي‌آورد مكانيزم اين پديده و روش جلوگيري از آن را شرح مي‌دهيم. در ذيل مقطع ديوراه يك تانك كه در داخل آن يك الكتروليت اسيدي و بيرون آن در معرض اتمسفر قرار دارد رسم گرديده است.
به ترتيب مراحل پيدايش تاول هيدروژني را با توجه به شكل شرح مي‌دهيم:
آزاد شدن هيدروژن روي سطح داخلي در اثر واكنش خوردگي يا حفاظت كاتدي.
عبور اتم‌هاي هيدروژن از ديواره تانك به بيرون و تشكيل ملكول هيدروژن در سطح خارجي.
نفوذ DIFFASION اتم هيدروژن به درون ديواره تانك و به تله افتادن در حفره‌ها (نقص متداول در فولادهاي قابي RIMMEDSTEEL)
تشكيل ملكول هيدروژن درون حفره‌ها
افزايش فشار درون حفره‌ها به دليل خارج نشدن ملكول‌هاي هيدروژن و تجمع آن‌ها در حفره.به دليل اينكه فشار تعادلي هيدروژن ملكولي در تماس با هيدورژن اتمي چند صد هزار اتسمفر است باعث انهدام فلزات مهندسي مي‌شود
خوردگي را به روش‌هاي مختلف طبقه‌بندي نموده‌اند ولي عمومي‌ترين آن‌ها طبقه‌بندي بر اساس ظاهر و شكل فلز خورده شده مي‌باشد.به اين روش با مشاهده فلز خورده شده با چشم غير مسلح به راحتي مي‌توان نوع خوردگي آن را مشخص نمود.در بين انواع خوردگي مي‌توان نه نوع منحصربه فرد را پيدا نمود ولي تمام آن‌ها كم و بيش وجه متشابهي دارند که به شرح ذیل می باشند :
خوردگي يكنواخت Uniform Attack
خوردگي گالوانيك يا دو فلزي Galvanic or two Metal. Corr
خوردگي شياري Grevice Corrosion
حفره‌دار شدن Pitting
خوردگي بين دانه‌اي Inter Granular. Corrosion
جدايش انتخابي Selective Leaching
خوردگي سايشي Erosion Corrosion
خوردگي توأم با تنش Stress Corrosion
خسارت هيدروژني Hydrogen damage
خوردگي يكنواخت
خوردگي يكنواخت معمول‌ترين و متداول‌ترين نوع خوردگي است معمولاً به وسيله يك واكنش شيمياي يا الكتروشيميايي به طور يكنواخت در سرتاسر سطحي كه در تماس با محلول خورنده قرار دارد، مشخص مي‌شود فلز نازك و نازك‌تر شده و نهايتاً از بين مي‌رود يا تجهيزات مورد نظر منهدم مي‌شوند مانند خورده شدن يك قطعه فولادي يا روي در داخل يك محلول رقيق با سرعت يكساني در تمام نقاط قطعه خورده مي‌شود. اين نوع خوردگي بالاترين آمار را دارد و عمر تجهيزات خورده شده را با قرار ددن نمونه‌هايي در داخل محلول خورنده مي‌توان تخمين زد.
روش جلوگيري از خوردگي يكنواخت
خوردگي يكنواخت را به سه طريق مي‌توان كنترل و يا كم كرد كه ممكن است يك نوع و يا دو نوع را با همديگر انجام داد.
انتخاب مواد و پوشش صحيح
به وسيله ممانعت‌كننده‌ها
استفاده از حفاظت كاتدي
خوردگي گالوانيكي يا دو فلزي
هنگامي كه دو فلز غير همجنس كه در تماس الكتريكي با يكديگر هستند در معرض يك محلول هادي يا خورنده قرار بگيرند. اختلاف پتانسيل بين آن دو باعث برقراي جريان الكترون بين آن‌ها مي‌شود. فلزي كه مقاومت خوردگي كمتري دارد آندي شده و خورده مي‌شود. فلز مقاومت‌تر از نظر خوردگي كاتدي مي‌شود كه معمولاً خيلي كم و يا خورده نمي‌شود. به دليل وجود جريان‌هاي الكتريكي بين فلزات غير هم جنس اين نوع خوردگي، خوردگي گالوانيكي يا دو فلزي اطلاق مي‌شود.
برای مثال خوردگي در يك فلز (آلومينيوم) به شدت اتفاق مي‌افتد و در فلز ديگر (فولاد) كاهش يافته يا متوقف مي‌گردد. بنابراين اولين چيزي كه در اين مورد سطوح مي‌باشد اين است كه از دو فلزي كه به روي هم اثر مي‌كنند كدام فلز در حالت اول و كدام فلز در حالت دوم قرار مي‌گيرد. پاسخ اين سؤال به وسيله جهت جريان الكتريكي ناشي از اثر گالوانيكي از يك فلز (آند) به فلز ديگر (كاتد) قرار گرفته در يك محلول خورنده داده خواهد شد. با اندازه‌گيري اختلاف پتانسيل دو فلز در محلول مورد نظر اين جهت را در هر مورد مي‌توان تعيين نمود. در مورد جفت گالوانيكي آلومينيوم و فولاد مشخص شده است كه آلومينيوم به صورت يك آند عمل مي‌كند.
شکل 1-3 جفت گالوانیکی آلومینیوم و فولاد
پتانسيل خوردگي و جهت اثرات گالوانيك
پتانسيل فلز در محلول وقتي كه خورده مي‌شود به انرژي كه آزاد مي‌شود، بستگي دارد. اين پتانسيل تنها در يك مقدار نسبي قابل اندازه‌گيري مي‌باشد. براي مثال با قرار دادن يك فلز خيلي فعال مانند روي و يك فلز با فعاليت كمتر مانند مس در يك محلول كلريد سديم مي‌توان جهت جرياني كه توسط اثر گالوانيك آن‌ها توليد مي‌گردد، اندازه‌گيري نمود. چنين آزمايشي را مي‌توان با تمام فلزات ممكن در هر محلول خورنده تكرار نمود.با توجه به نتايج آزمايشات به دست آمده، امكان مرتب كردن فلزات در يك گروه كه سري گالوانيك ناميده مي‌شود فراهم مي‌شود. اگر آزمايشات در محلول‌هاي مختلف با غلظت‌هاي مختلف كلريد سديم، ميزان هوادهي متفاوت، سرعت حركت و يا دماهاي مختلف انجام گيرد مقادير گزارش شده مي‌تواند با يكديگر اختلاف داشته باشند و در اين حالت محل بعضي فلزات نسبت به هر يك از فلزات ديگر به صورت يك سري گالوانيك جديد تغيير نمايد.
سري گالوانيك
بطور كلي پتانسيل الكتريكي فلزات داراي هيچ مقداري بطور مطلق و مستقل از فاكتورهاي مؤثر بر خواص خوردگي محلولي كه در آن اندازه‌گيري انجام مي‌شود، نمي‌باشد. مقدار پتانسيل مي‌تواند از يك محلول به محلول ديگر يا هنگامي كه يك محلول به وسيله فاكتورهائي از قبيل دما، هوادهي و سرعت حركت تأثير مي‌پذيرد، تغيير كند. بنابراين براي پيش‌بيني پتانسيل فلزات و در نتيجه جهت اثر گالوانيكي آن‌ها در يك محيط، بجز با اندازه‌گيري پتانسيل و در نظر داشتن شرايط دقيق آن محيط هيچ راهي وجود ندارد، به عنوان مثال روي بطور طبيعي نسبت به آهن در دماي محيطي منفي‌تر يا آنديك‌تر مي‌باشد. همان‌طور كه در جدول گالوانيك نشان داده شده است. با وجود اين اختلاف پتانسيل با افزايش دما تغيير كرده و افزايش مي‌يابد تا زماني كه اختلاف پتانسيل در دماي ٦٠ درجه سانتيگراد ممكن است صفر يا دقيقاً برعكس شود.در هر صورت وضعيت شرايط فلزات نسبت به هم آنطور كه گفته شد در بسياري مواقع خيلي هم تغيير نمي‌كند و تمايل نسبي فلزات به خوردگي در خيلي از محيط‌هائي كه از آن‌ها استفاده مي‌شود تقريباً يكسان باقي مي‌ماند. در نتيجه موقعيت‌هاي نسبي آن‌ها در سري گالوانيك ممكن است در خيلي محيط‌ها تقريباً يكسان باشد. از آنجائي كه بيشتر اندازه‌گيري‌هاي پتانسيل و رفتار گالوانيكي فلزات در مقايسه با ساير محيط‌ها بيشتر و در آب دريا انجام شده است، در نتيجه بيسشتر سري‌هاي گالوانيك بر اساس اين آزمايشات فلزات را تنظيم كرده‌اند و لذا از اين جداول مي‌توان به منظور احتمالات اوليه در مورد اثرات گالوانيكي در ساير محيط‌ها زماني كه مستقيماً نتايج قابل اجراتري از آن محيط در دسترس نباشد، استفاده نمود.در يك جفت گالوانيك شامل دو فلز قرار گرفته شده در اين جدول، خوردگي طبيعي فلزي كه موقعيت بالاتري در جدول دارد، احتمالاً شديدتر مي‌شود. در حالي كه خوردگي فلز پائين‌تر جدول احتمالاً كاهش مي‌يابد يا كاملاً متوقف مي‌شود. فلزات با پتانسيل خوردگي مثبت‌تر بي‌اثر يا كاتديك ناميده مي‌شوند و فلزات با پتانسيل خوردگي مثبت‌تر بي‌اثر يا كاتديك ناميده مي‌شوند و فلزات با پتانسيل خوردگي منفي‌تر به عنوان فلزات يا آلياژهاي آنديك يا فعال شناخته مي‌شوند.توجه كنيد كه در اين جدول چندين فلز در يك گروه قرار گرفته‌اند كه احتمالاً اختلاف پتانسيل آن‌ها نسبت به هم زياد نمي‌باشد بنابراين مي‌توان آن‌ها را بدون اثرات گالوانيكي قابل ملاحظه در بسياري از محيط‌ها در كنار يكديگر قرار داد.
مقدار اثر گالوانيك
تا اينجا ما فقط جهت اثر گالوانيك را با تعيين پتانسيل نسبي فلزات در يك جفت گالوانيكي مورد بررسي قرار داده‌ايم. در حالي كه در عمل ما بيشتر با شدت اثرات گالوانيكي كه رخ مي‌دهد مواجه هستيم. اين شدت با مقدار جريان يا اصطلاحاً شدت جريان (جريان واحد سطح) تعيين مي‌شود.بر طبق قانون اهم، مقدار جريان توليد شده توسط جفت‌هاي گالوانيكي كه اختلاف پتانسيل آن‌ها زياد است، در يك مقاومت معين مستقيماً با ولتاژ متناسب مي‌باشد. به عنوان مثال، اختلاف پتانسيل دو فلز روي و مس در آب دريا ٧٠٠ ميلي ولت مي‌باشد و اين و جفت گالوانيكي مي‌توانند جريان بيشتري (و در نتيجه خوردگي بيشتر) از ساير جفت‌هاي گالوانيكي كه اختلاف پتانسيل كمتر دارند، مثل NAVAL BRASS و مس (با ٤٠ ميلي ولت پتانسيل در آب دريا) توليد نمايند.پتانسيل‌هائي كه گفته مي‌شود پتانسيل‌هائي هستند كه قبل از برقراري هر گونه جريان بين دو فلز اندازه‌گيري شده‌اند و بعضي وقت‌ها آن را پتانسيل جريان باز مي‌گويند.
عوامل مؤثر در خوردگي گالوانيكي
Ø نيروي الكتروموتوري : که کاملا" در بالا اشاره شد .
Ø اثرات محيط
هر پديده محيطي كه به برقراري جريان الكتريكي بين دو الكترود مؤثر باشد در خوردگي گالوانيكي نيز مؤثر است مانند رطوبت هوا و بالا بودن دما و...
Ø فاصله دو الكترود
خوردگي گالوانيكي با فاصله دو فلز در محل اتصال نسبت دارد يعني هرچه از فصل مشترك دو فلز دورتر شويم خوردگي و اثرات آن كاهش مي‌يابد و در نزديكي تماس، خوردگي شديدتر مي‌باشد.
Ø اثر سطح
يك فاكتور مهم ديگر در خوردگي گالوانيكي اثر سطح، يا نسبت سطح كاتد به سطح آند مي‌باشد.
نسبت سطحي نامناسب مشتمل بر كاتد بزرگ و آند كوچك است.
سطح كاتدي
سطح آندي
١ >>
براي يك مقدار معين جريان در پيل، دانسيته جريان براي الكترود كوچك به مراتب بزرگ‌تر است تا دانسيته جريان براي الكترود بزرگ‌تر. هرچه دانسته جريان در يك منطقه آندي بزرگ‌تر باشد سرعت خوردگي بيشتر است.خوردگي نواحي آندي ممكن است صد تا هزار برابر بيشتر از حالتي باشد كه سطح آند يا كاتد برابرند.
تشخيص خوردگي گالوانيكي
قبل از بحث در مورد راه‌هاي جلوگيري از خوردگي گالوانيكي، لازم است اول اطمينان حاصل شود كه خوردگي گالوانيكي اتفاق افتاده است. براي رخ دادن خوردگي از اين نوع، وجود شرايط سه گانه زير معمولاً ضروري است.دو فلز غير هم جنس از نظر الكتروشيمي بايد وجود داشته باشند.اين فلزات بايد بطور الكتريكي با يكديگر تماس داشته باشند.اين فلزات بايد در معرض يك الكتروليت قرار گرفته باشند.تمام اين شرايط براي اينكه خوردگي از نوع گالوانيكي رخ بدهد، بايد وجود داشته باشند.به عنوان مثال، ملاحظه مي‌شود كه فولاد زنگ نزن ٨-١٨ (نوع 304:S 30400) در تماس الكتريكي با فولاد ضد زنگ 18-8MO (نوع 316: S31600) به سرعت خورده مي‌شود. با مراجعه به جدول سري گالوانيكي مي‌توان متوجه شد كه خوردگي پيش آمده از نوع خوردگي گالوانيكي نمي‌باشد. بنابراين با جداسازي اين دو فلز مقاومت خوردگي 18-8SS بهبود نمي‌يابد.همچنين در مثالي ديگر ديده مي‌شود كه يك قطعه آلومينيوم متصل به چدن كه در روغن موتور قرار دارد به شدت مورد حمله قرار مي‌گيرد. به دليل آنكه روغن موتور وبشتر مايعات ارگانيك الكتروليت نيستند بنابراين مشخص مي‌شود كه اين خوردگي از نوع خوردگي گالوانيكي نمي‌باشد. در اين مورد هم با جدا كردن دو فلز، مقاومت خوردگي آلومينيوم بهبود پيدا نمي‌كند.علاوه بر سه شرط گفته شده بالا در مورد شناخت خوردگي گالوانيك، جستجوي خوردگي موضعي نزديك اتصالات بين دو فلز غير هم جنس راه ديگري براي تشخيص بروز خوردگي از اين نوع مي‌باشد. خوردگي گالونيكي معمولاً در نزديك فلز كاتد شده شدت بيشتري دارد. در شكل مربوط به اتصال ورقه آهن با پرچ مسي ديده مي‌شود كه خوردگي ورقه آهن نزديك پرچ‌هاي مسي شديدتر مي‌باشد.
روش جلوگيري از خوردگي گالوانيكي
براي جلوگيري از اين خوردگي روش‌هاي مختلفي وجود دارد كه گاهي يكي به تنهائي پاسخگو نمي‌باشد و بايد دو يا سه نوع را با هم به كار برد.
حتي‌الامكان سعي شود از دو فلز كه در جدول سري الكتروشيميائي فاصله كمتري نسبت به هم دارند استفاده شود.
از نسبت سطحي نامطلوب، آند كوچك و كاتد بزرگ پرهيز شود. مخصوصاً در اتصالات
از خاصيت عايق‌ها دو فلز غيرهمجنس استفاده شود.
استفاده از پوشش‌ها مخصوصاً روي آند
استفاده از ممانعت‌كننده‌ها
در مورد موادي كه در جدول گالوانيكي دور از يكديگر مي‌باشند از اتصالات پيچ و مهره بپرهيزيد. به دليل كم شدن ضخامت مؤثر در مرحله پيچ‌سازي سعي شود از اتصال زرد جوش BRAZING استفاده شود.
قسمت‌هاي آندي را طوري طراحي كنيد كه به سهولت قابل تعويض باشند يا آن‌ها را ضخيم‌تر انتخاب كنيد تا عمر بيشتري داشته باشند.
به اتصال‌هاي گالوانيكي، فلز سومي كه نسبت به دو فلز قبلي آند باشد متصل نمائيد. (آند فداشونده)
٣- خوردگي شياري
اكثراً در شيارها و نواحي ديگري روي سطح فلز كه حالت مرده SHELDED AREAS دارنده و در معرض محيط خورنده قرار مي‌گيرند خوردگي موضعي شديدي اتفاق مي‌افتد.اين نوع خوردگي معمولاً همراه با حجم‌هاي كوچك محلول‌ها يا مايعات كه در اثر وجود سوراخ سطوح واشرها، محل روي هم قرار گرفتن دو فلز LAPJOINIS، رسوبات سطحي و شيارهاي زيرپيچ، مهره‌ها و ميخ پرچ‌ها ساكن شده‌اند (حالت مرده) مي‌باشد اتفاق مي‌افتد به همين دليل اين نوع خوردگي، خوردگي شياري يا لكه‌اي يا واشري نيز مي‌گويند.
عوامل مؤثر در خوردگي شياري
عوامل مؤثر در اين نوع خوردگي در جدول زير خلاصه شده است:
جدول 1-3 عوامل موثر در خوردگی شیاری
افزايش پارامتر در مقاومت خوردگي
پارامتر
كاهش مي‌يابد
دانسيته جريان بحراني آندي
IC
افزايش مي‌يابد
پهناي شيار
W
افزايش مي‌يابد
پتانسيل غيرفعال شدن
EP
كاهش مي‌يابد
پتانسيل فعال
Ea
روش‌هاي جلوگيري از خوردگي شياري
براي اتصالات به جاي پرچ‌كاري يا پيچ و مهره از جوشكاري با نفوذ كامل مذاب به داخل درزها استفاده شود.
شيارها را در محل روي هم قرار گرفتن دو فلز با جوشكاري مداوم، كالك كردن CAULKING و يا لحيم‌كاري بپوشانيد.
از ته‌نشين شدن مواد و تجمع آن‌ها در كف تانك‌ها و مخازن جلوگيري شود.
از ايجاد گوشه‌هاي تيز و نواحي مرده و ساكن در تجهيزات بپرهيزيد.
بازرسي و تميز تمودن مرتب تجهيزات
حذف جامدات معلق در فرآيند كارخانه‌ها
در مرحله خوابيدن كارخانه، مواد جاذب رطوبت WET PACKING MATERIALS را حذف نمائيد.
در صورت امكان، محيط يكنواخت به وجود بياوريد مثلاً در پشت بند BACKFILL كردن يك خط لوله.
هر جا كه ممكن باشد از واشرهاي جامد كه جاذب رطوبت نيستند NONABSOKBENT مانند تفلون استفاده نمائيد.
4- حفره‌دار شدن
حفره‌دار شدن نوعي خوردگي شديداً موضعي است كه باعث سوراخ شدن فلز مي‌شود. اين سوراخ‌ها ممكن است قطرهاي مختلفي داشته باشند، اما در اكثر موارد قطر آن‌ها كوچك است.حفره‌ها گاهي مجزا بوده و گاهي آنقدر نزديك هم هستند كه سطح زبري به وجود مي‌آورند. معمولاً در صورتي كه قطر دهانه محل خورده شده تقريباً مساوي يا كمتر از عمق آن باشد شكل حاصل را حفره مي‌نامند.
خصوصيات حفره‌ها
حفره‌ها معمولاً در جهت نيروي جاذبه رشد مي‌كنند اكثر حفره‌ها روي سطوح افقي به وجود آمده و به پائين رشد مي‌كنند.
دوره شروع INITIATION حفره‌دار شدن معمولاً طولاني است و بسته به فلز و محيط اين دوره‌ها بين چندين ماه يا سال طول مي‌كشد ولي پس از تشكيل به سرعت رشد مي‌كنند.
حفره‌ها موقع رشد تمايل به خالي كردن زير سطح فلز UNDERCUT دارند و با سرعت دائماً افزاينده‌اي به داخل نفوذ مي‌كنند.
حفره‌دار شدن در اثر يك واكنش آندي منحصربفرد است. اين نوع خوردگي اتوماتيك است. يعني واكنش‌هاي خوردگي در داخل حفره شرايطي را به وجود مي‌آورند كه محرك ادامه خودشان هستند.
اكثر انهدام‌هاي ناشي از حفره‌دار شدن در اثر كلرورها و يون‌هاي حاوي كلر مي‌باشند. بنابراين در محيط‌هاي آبي و نمك‌دار و هيپوكلريت‌ها (مواد سفيدكننده) BLEACHES اين نوع خوردگي زياد مي‌شود.
حفره‌دار شدن معمولاً‌به همراه محيط خورنده در حالت ساكن و مرده مثل مايع درون يك تانك يا مايع جمع شده در يك قسمت غيرفعال سيستم لوله‌كشي اتفاق مي‌افتد.افزايش سرعت حركت محيط خورنده غالباً اين نوع خوردگي را كاهش مي‌دهد، مثلاُ يك پمپ از جنس فولاد زنگ نزن كه براي انتقال آب دريا به كار مي‌رود. اگر دائماً كار كند عمر بيشتري خواهد داشت تا در حال توقف‌هاي طولاني مدت (از نظر خوردگي).
چون حفره‌دار شدن يك نوع خوردگي موضعي و متمركز است آزمايشات معمولي اندازه‌گيري تقليل وزن را نمي‌توان براي ارزيابي يا حتي مقايسه در مورد آن به كار برد چون تقليل وزن فلز خيلي كم بوده و عمق نفوذ را نشان نمي‌دهد.گرفتن عمق ميانگين نيرو روش ضعيفي مي‌باشد زيرا همواره عميق‌ترين حفره است كه باعث انهام مي‌گردد.بنابراين مبناي اندازه‌گيري بايد عميق‌ترين حفره موجود باشد.
مكانيزم خوردگي حفره‌اي
براي توضيح مكنيزم خوردگي حفره‌اي مي‌توان آن را در دو بخش اوليه يعني شروع تشكيل حفره و بخش دوم كه شامل فعاليت‌هاي اتوكاتاليتيك مي‌باشد بررسي نمود.
بخش اوليه: پيدايش حفره INITIATION
يك قطعه فلز M عاري از هر گونه سوراخ يا حفره را در نظر بگيريد كه در داخل محلول كلرورسديم اكسيژن‌دار فرو برده شده است. اگر به هر دليلي سرعت انحلال فلز بطور لحظه‌اي در يك نقطه خاص بالاتر باشد يون‌هاي كلر به اين نقطه مهاجرت مي‌كنند. چون يو‌هاي كلر انحلال فلز را تسريع مي‌كنند شرايط مساعدي براي خوردگي سريع‌تر فلز در آن نقطه فراهم مي‌شود.سرعت انحلال ممكن است در اثر يك خراش سطحي يا يك نابجائي كه به سطح رسيده است يا نواقص ديگر يا غير يكنواختي تركيب شيميائي محلول بطور لحظه‌اي در يك نقطه باشد.واضح است كه در هر مرحله شروع و مراحل اوليه رشد يك حفره، شرايط تا حدودي ناپايدار مي‌باشد.غلظت موضعي و بالاي يون‌هاي كلر و هيدروژن ممكن است در اثر جابجائي ناگهاني محلول از بين بروند، زيرا هنوز عمق حفره آنقدر نشده است كه محلول موجود در آن ساكن شده و از جريان محلول اصلي در امان بماند.
بخش دوم: خاصيت خودتكثير حفره‌ها SELF STMULATING SELF PROPAYATINGS
اين پديده پس از تشكيل حفره با عمق مناسب كه موجب ساكن بودن سيال در آن شود شورع مي‌شود. براي توضيح اين بخش شكل ذيل را در نظر بگيريد.فلز M به وسيله محلول نمك طعام اكسيژ‌دار AERATED در معرض حفره‌دار شدن قرار دارد.انحلال سريع فلز در داخل حفره واقع شده در حالي كه احيا اكسيژن روي سطح مجاور انجام مي‌شود، اين واكنش خوردگي خود محرك و خود تكثير مي‌باشد.انحلال سريع فلز در داخل حفره باعث ايجاد بار مثبت اضافي در اين ناحيه مي‌شود كه در نتيجه براي برقراري تعادل الكتريكي يون‌هاي كلر به داخل حفره مهاجرت مي‌كند. بدين ترتيب در داخل حفره غلظت بالائي از MCL ايجاد مي‌شود و در نتيتجه هيدروليز غلظت بالائي از به وجود مي‌آيد.
اكسيداسيون
احياء
يون‌هاي هيدروژن و كلر باعث تسريع انحلال اكثر فلزات و آلياژها مي‌گردند و شتاب واكنش با گذشت زمان زيادتر مي‌شود. چون قابليت انحلال اكسيژن در محلول‌هاي غليظ تقريباً صفر است. هيچ‌گونه احيا اكسيژن در داخل حفره صورت نمي‌گيرد. واكنش كاتدي احيا اكسيژن در داخل حفره صورت نمي‌گيرد. واكشن كاتدي احيا اكسيژن روي سطح خارجي مجاور حفره باعث محافظت آن سطوح در مقابل خوردگي مي‌شود، به عبارتي حفره‌ها بقيه سطح فلز را حفاظت كاتدي مي‌كننند و به همين دليل خوردگي حفره در جهت جاذبه زمين رشد مي‌كند.
شكل2-3: فرآيندهاي اتومتيك در داخل يك حفره (شكل روي جلد)
روش‌هاي جلوگيري از خوردگي حفره‌اي
Ø كليه روش‌هائي كه براي مبارزه با خوردگي شياري ذكر گرديد در اين نوع خوردگي نيز مؤثر مي‌باشد.
Ø استفاده از آلياژهائي كه در برابر حفره‌دار شدن بسيار مقاوم مي‌باشند.
اين نوع آلياژها عبارتند از:
الف: فولاد زنگ نزن نوع ٣٠٤
ب: فولاد زنگ نزن نوع ٣١٦
ج: هستوليF، نيونل يا دوريمت ٢٠
د: هستولي C، يا كلريمت ٣
ه - تيتانيم
نکته : افزودن ممانعت‌كننده بايد با دقت خاصي صورت گيرد به دليل اينكه اگر خوردگي كاملاً متوقف نگردد، حفره‌دار شدن تشديد مي‌شود.
5 - خوردگي بين دانه‌اي
در مبحث متالورژيكي در رابطه با دانه‌ها (كريستال‌ها) و مرزدانه‌ها توضيحاتي داده شد.اگر يك فلز در يك شرايط خاص ناپايدار شده و در نتيجه خورده شود، چون مرزدانه‌ها معمولاً كمي فعال‌تر از خود دانه‌ها مي‌باشند، بنابراين خوردگي يكنواخت به وجود مي‌آيد اما تحت بعضي شرايط، مرزدانه‌ها نسبت به دانه‌ها خيلي فعال‌تر مي‌شوند و خوردگي بين دانه‌اي به وجود مي‌آيد.خوردگي موضعي و متمركز در مرزدانه‌ها يا نواحي نزديك به آن‌ها در حالي كه خود دانه‌ها يا اصلاً خورده نشده‌اند يا كم خورده شده‌اند خوردگي را بين دانه‌اي مي‌نامند، آلياژ پودر مي‌شدو (دانه‌ها يا كريستال‌ها جدا مي‌شوند) و يا استحكام خود را از دست مي‌دهند.
خصوصيات خوردگي بين‌دانه‌اي
Ø خوردگي بين‌دانه‌اي به وسيله ناخالصي‌هاي موجود در مرزدانه‌ها، غني شدن يا فقير شدن DEPLETION مرزدانه‌ها نسبت به يك عنصر آلياژي در اين نواحي واقع مي‌شود. مثلاً فقير شدن مرزدانه‌ها نسبت به كرم باعث خوردگي بين دانه‌اي فولادهاي زنگ نزن مي‌گردد.
Ø اين پديده در حالت‌هاي حساس شدن SENSITIZATION فلزات به وجود مي‌آيند. مثلاً فولاد زنگ نزن ٨-١٨ در محدوده‌ي 950 تا 450 اگر حرارت داده شوند حساس شده و مستعد خوردگي بين دانه‌اي مي‌باشد.
روش‌هاي جلوگيري از خوردگي بين‌دانه‌اي
به دليل اينكه اين خوردگي بيشتر در فولادهاي زنگ نزن اتفاق مي‌افتد سه روش جلوگيري آن را در اين مورد ذكر مي‌كنيم:
در درجه حرارت بالا فلز تحت عمليات حرارتي محلولي قرار داده شود و سپس در آب سريع سرد شود.
اضافه كردن عناصري كه تمايل شديدي به واكنش و يكنواخت كردن آلياژ دارند اين عناصر را پايداركننده‌ها STABILIZERS مي‌نامند.
تقليل كربن فولاد به كمتر از ٠٣/٠ درصد تا كاربيد كافي براي به وجود آمدن خوردگي بين دانه‌اي به وجود نيايد.عمليات حرارتي محلولي در صنعت، مشتمل بر حرارت دادن در ١٠٥٠ درجه سانتگراد تا ١١٥٠ و سپس سرد كردن سريع در آب مي‌باشد. در اين درجه حرارت‌ها كاربيد كرم حل مي‌شود و در نتيجه آلياژ همگن‌تر و يكنواخت‌تر به دست مي‌آيد.
6- جدايش انتخابي SELECTIVE LEACHING
جدايش انتخابي، جدا شدن يكي از عناصر آلياژي از آلياژ جامد در فرآيند خوردگي مي‌باشد. مانند جدا شدن روي از آلياژهاي برنج كه به زدايش روي DEZINCIFICATION معروف است. برنج زرد معمولي از تقريباً ٣٠% درصد روي و ٧٠% درصد مس تشكيل يافته است. زدايش روي به سهولت با چشم غيرمسلح مي‌توان تشيخص داد، زيرا آلياژ قرمز رنگ مسي حاصل مي‌شود كه از رنگ زرد اصلي آلياژ تميز مي‌باشد.دو نوع زدايش روي وجود دارد كه به سهولت قابل تشخيص هستند.نوع لايه‌اي يا يكنواخت و نوع موضعي PLUG TYPE در نوع لايه‌اي يك سري لايه داخلي كه تيره‌تر از ساير نقاط مي‌باشد مشخص مي‌گردد، اين همان قسمتي است كه روي خود را از دست داده و لايه خارجي برنج زرد خورده نشده است.در نوع موضعي به صورت ناحي تيره سوراخ‌هائي هستند كه در آن محلول‌ها روي از دست رفته است و در سطح فلز پراكنده و مشخص مي‌باشند كه به صورت لكه‌لكه ظاهر مي‌شوند. نوع لايه‌اي بيشتر در برنج‌هائي كه درصد روي آن‌ها بالاتر است و در محيط‌هاي اسديي واقع مي‌شود اتفاق مي‌افتد و نوع موضعي اغلب در برنج‌هائي كه مقدار روي آن‌ها كم است و در شرايط خنثي، قليائي يا كمي اسيدي قرار دارند اتفاق مي‌افتد.در كل مكانيزم زدايش روي را مي‌توان مشتمل بر سه مرحله دانست:
انحلال برنج (بر اساس فعال بودنروي و نجيب بودن مس).
باقيماندن روي در محلول
راسب شدن مس روي سطح برنج
گرافيته شدن
گاهي اوقات چدن خاكستري جدايش انتخابي از خود نشان مي‌دهد مخصوصاً در محيط‌هائي كه از نظر خوردگي نسبتاً متوسط مي‌باشند.به نظر مي‌رسد كه سطح چدن گرافيته شده، زيرا سطح چدن ظاهر گرافيتي به خود گرفته و به سهولت مي‌توان به وسيله قلم تراش آن را تراشيد، به همين دليل اين پديده را گرافيته شدن و گاهي خوردگي گرافيتي گويند كه اين نام‌گذاري غلط مي‌باشد و در واقع جدايش انتخابي كربن از آلياژ چدن مي‌باشد.
روش‌هاي جلوگيري از جدايش انتخابي
كم كردن خوردگي محيط مثلاً حذف اكسيژن
حفاظت كاتدي
اضافه كردن فلزي ديگر به آلياژ. مثلاً اضافه كردن ١% درصد قلع به برنج ٣٠-٧٠
استفاده از ممانعت‌كننده مانند افزودن مقادير كمي آرسنيك و آنتيموان يا فسفر به آلياژ برنج
براي محيط‌هائي بسيار خورنده كه زدايش روي در آن‌ها اتفاق مي‌افتد يا براي قطعاتي كه از اهميت بالائي برخوردارند و نبايد به هيچ وجه خورده شوند از كوپرونيكل‌ها استفاده مي‌كنند.
· كورپرونيكل‌ها آلياژ ٧٠% تا ٩٠% درصد مس و ٣٠% تا ١٠% درصد نيكل مي‌باشد. CUPRANICEL
7- خوردگي سايشي
خوردگي سايشي عبارت است از سرعت يافتن يا افزايش سرعت خوردگي يا از بين رفتن يك فلز در اثر حركت نسبي بين يك مايع خورنده و سطح فلز.معمولاً اين حركت خيلي سريع است و اثرات سايش مكنيكي و يا سائيده شدن وجود دارد. يون‌هاي فلزي حل شده روي سطح فلز در اثر حركت روي سطح باقي نمي‌ماند، يا محصولات جامد حاصل از خوردگي از سطح فلز به طريق مكانيكي كنده مي‌شوند.گاهي اوقات حركت باعث تقليل سرعت خوردگي مي‌گردد. مخصوصاً موقعي كه تحت شرايط ساكن خوردگي موضعي اتفاق بيافتد. اما اين خوردگي سايشي نيست زيرا سرعتد خوردگي افزايش نيافته است.
خصوصيات خوردگي سايشي
خوردگي سايشي داراي ظاهري شيادار GULLIES، موجي شكل، سوراخ‌هاي كروي شكل و ناهموار مي‌باشد كه در جهت خاصي قرار گرفته‌اند.
بيشتر در فلزاتي كه سختي پائيني دارند و به سهولت صدمه مي‌بينند مانند مس و سرب روي مي‌دهد.
كليه تجهيزاتي كه در تماس با مايعات متحرك مي‌باشند در معرض خوردگي سايشي قرار دارند مانند سيستم‌هاي لوله‌كشي مخصوصاً زانوها ELBOW، پيچ‌ها BENS، سه راهي‌ها TESE، شيرها VALVES، پمپ‌هاي دمنده، دستگاه‌هاي گريز از مركز،پروانه‌هاIMPELLERS،به هم‌زن‌ها AGITATORS، تانك‌هاي متحرك AGITATED، لوله‌هاي مبدل حرارتي مانند بويلرها و كندانسورها، پره‌هاي توربين، افشانه‌ها، دودكش‌ها، گيوتين‌ها GUTTERS، زره‌هاي آسياب PLATES WEAR و تجهيزاتي كه در معرض پاشيدن (SPRAY) قرار مي‌گيرند.
عوامل مؤثر بر خوردگي سایشی
پوست‌هاي سطحي:
ماهيت و خواص پوسته‌هاي محافظ سطحي كه روي بعضي فلزات و آلياژها تشكيل مي‌گردد از نظر مقاومت در برابر خوردگي سايشي خيلي اهميت دارد. براي مثال پوسته سطحي كه سخت، متراكم، چسبنده و پيوسته باشد نسبت به موقعي كه پوسته به سهولت سائيده و يا كنده شود حفاظت بهتري به وجود خواهد آورد.
اگر پوسته ترد باشد و تحت تنش ترك بخورد و خرد بشود ديگر محافظ نخواهد بود و محل مناسبي جهت خوردگي حفره‌اي مي‌شود.
سرعت حركت:
سرعت حركت در خوردگي سايشي نقش مهمي به عهده دارد.افزايش سرعت حركت معمولاً باعث افزايش خوردگي مي‌گردد. اثر سرعت ممكن است تا رسيدن به يك سرعت بحراني صفر يا كم باشد و به مجرد رسيدن به سرعت بحراني به شدت افزايش يابد.معمولاً افزايش سرعت از يك تا چهار فوت بر ثانيه تأثير كمي بر سرعت خوردگي دارد اما سرعت 27/FT/SEC خوردگي شديدي به وجود مي‌آيد كه سرعت را سرعت بحراني مي‌نامند. براي مثال: برنز سيليسيم در آب دريا با سرعت سرعت خوردگي آن 1mdd ميلي‌گرم بر دسي مترمربع به روز مي‌باشد و در سرعت به 2mdd و در سرعت به 254mdd مي‌رسد. بنابراين سرعت سرعت بحراني مي‌باشد كه در آن خوردگي كمترين سرعت را دارد و پس از آن به شدت خوردگي زياد مي‌شود. لازم به ذكر است ذرات معلق در سيال نقش افزاينده دارند. Miligram Per Square Decimeter/ Day
تلاطم يا آشفتگي: TURBULANCE
آشفتگي جريان سيال در تماس با سطح فلزات، مخصوصاً در مدخل ورودي لوله‌ها، لبه‌هاي تيز، شيارها، رسوبات، تغيير سريع سطح مقطع به دليل به هم زدن و تلاطم بيشتر مايع نسبت به جريان آرام باعث افزايش خوردگي سايشي مي‌شود.
برخورد: IMPINGMENT
اين پديده اثر خود را در مواقعي بروز مي‌دهد كه تجهيزات بخواهند جهت حركت سيال را تغيير بدهند براي مثال يك زانو كه مي‌خواهد سيال را از حالت عمودي به افقي و يا بالعكس تغيير جهت دهد برخورد شديدي در آن ناحيه ايجاد شده و باعث خوردگي در قسمت مزبور مي‌شود.
مثال‌هاي ديگر پره‌هاي توربين بخار، جداكننده‌هاي تله‌اي اتصالات T در لوله‌كشي‌ها، اجزاي خارجي هواپيماها و غيره...
كاربرد پوشش‌ها:
پوشش‌هاي سخت يا زره‌ها يا روكش‌هاي قابل تعويض، مشروط به اينكه از جنس مقاومي از نظر خوردگي ساخته شده باشند كاربرد مفيدي در خوردگي سايشي دارد.
8- خوردگي توأم با تنش
در نتيجه اعمال همزمان تنش‌هاي كششي و محيط خورنده روي فلز كه ايجاد ترك‌هاي پراكنده مي‌كند و در نهايت باعث خوردگي آن‌ها مي‌گردد توأم با تنش يا SCC ايجاد مي‌شود. بنابراين ترك‌ها و شكل ترك‌ها CRACK MORPHOLOGY نقش اساسي را در اين نوع خوردگي دارند.
انواع ترك در خوردگي توأم با تنش
در SCC دو نوع ترك كلي ديده مي‌شود:
ترك‌هاي بين‌دانه‌اي INTERGRANULAR
كه اين نوع ترك‌ها در طور مرزدانه‌ها حركت مي‌كنند مانند SCC بين دانه‌اي برنج.
ترك‌هاي ميان دانه‌اي TANSGRANULAR
اين نوع ترك‌ها از داخل دانه‌ها عبور مي‌كنند مانند: SCC ميان دانه‌اي در فولاد زنگ نزن. غالباً در يك آلياژ، هر دو نوع ترك ممكن است به وجود بيايند. نوع ترك بستگي به محيط خورنده و ساختمان فلز دارد.ترك خوردن معمولاً در جهت عمود بر تنش اعملا شده اتفاق مي‌افتد و بسته به ساختمان فلز و تركيب شيميائي محيط خورنده شكل ترك‌ها مي‌تواند به صورت چند شاخه‌اي و يا شاخه شاخه باشند.
عوامل مؤثر در SCC
١- اثرات تنش
افزايش تنش، زمان شكست را كاهش مي‌دهد و براي هر آلياژ تنشي وجود دارد كه در كمتر از آن شكست اتفاق نخواهد افتاد.حد تنش مجاز براي مصونيت از نظر SCC بستگي به درجه حرارت، تركيب شيميائي فلز و تركيب شيميائي محيط دارد. بطور كلي حد تنش مجاز بين ١٠% تا ٧٠% درصد تنش تسليم است.
٢- زمان شكست
زمان در SCC پارامتر مهمي است، زيرا خسارت فيزيكي مهمي كه در SCC اتفاق مي‌افتد در مراحل نهائي صورت مي‌گيرد. با نفوذ ترك‌ها به داخل فلز سطح مقطع مؤثر فلز كم مي‌شود و در نتيجه تنش افزايش مي‌يابد و نهايتاً شكست نهائي، مكانيكي خواهد بود.
٣- فاكتورهاي محيطي
در حال حاضر الگوي كلي براي محيط‌هائي كه در آلياژهاي مختلف باعث ايجاد SCC مي‌شوند وجود ندارد.
SCC در بعضي محيط‌هاي آبي، نمك‌هاي مذاب، فلزات مذاب، مايعت معدني فاقد آب اتفاق مي‌افتد. وجود اكسيدكننده‌ها غالباً اثر زيادي بر تمايل به ترك خوردن دارد.
٤- فاكتورهاي متالوژيكي
فاكتورهاي مؤثرد ر SCC عبارتند از:
تركيب شيميائي متوسط، طرز قرار گرفتن كريستال‌ها (دانه‌ها)، تركيب و توزيع رسوبات در داخل فلز، واكنش نابجائي‌ها با يكديگر و ميزان پيشروي حالت‌هاي فازي در آلياژها. اين فاكتورها به علاوه تركيب شيميائي محيط و تنش اعمال شده، زمان شكست را تعيين مي‌كنند.
روش‌هاي جلوگيري از SCC
كم كردن تنش تا زير حد مجاز مثلاً با كم كردن باروي فلز يا ضخيم‌تر كردن قطعه
حذف اجزا و ناخالصي‌هاي مضر محيط مانند دگازه كردن، دهينداله كردن يا تقطير نمودن.
استفاده از آلياژ مناسب مثلاً استفاده از اينكونل كه داراي مقدار نيكل بيشتر مي‌باشد به جاي فولاد زنگ نزن
كاربرد حفاظت كاتدي
اين مورد بايد مواقعي به كار برده شود كه مطمئن باشيم خوردگي در اثر SCC بوده است نه در اثر تردي هيدروژني، زيرا در غير اين صورت حالت عكس دارد.
اضافه كردن ممانعت‌كننده‌ها به سيستم در صورت امكان
در محيط‌هاي خورنده متوسط، فسفات‌ها و ممانعت‌كننده‌هاي آلي و معدني ديگر بطور موفقيت‌آميزي SCC را كاهش مي‌دهند.
ساچمه‌زني (شات بلاست كردن) مثلاً فولاد زنگ نزن ٤١٠ در معرض محلول ٣% نمك طعام در دماي محيط با نوع ٣٠٤ در معرض محلول ٤٢% كلرور منيزيم در ١٥٠ و آلياژ آلومينيوم 7075-T6 در محلول در دماي محيط
· ساچمه‌زني يا شات بلاست كردن عبارت است از ايجاد يك لايه پوسته مناسب در شرايط خاص بر روي فلزات و آلياژهاو اينكونل (يكي از آلياژهاي نيكل) INCONEL است
9- خسارت هيدروژني
خسارت هيدورژني يك اصطلاح كلي است كه دلالت بر خسارت مكانيكي وارد شده به فلز در اثر وجود يا واكنش با هيدروژن دارد.
خسارت هيدروژني را به چهار گروه زير تقسيم‌بندي مي‌كنند:
تاول زدن هيدروژني HYDROGEN BLISTERING
ناشي از نفوذ هيدروژن به داخل فلز كه در نتيجه تغيير شكل موضعي به صورت تاول روي فلز را منجر مي‌شود تاول زدن هيدروژني گويند كه در موارد خاص باعث انهدام كلي فلز مي‌شود.
تردي هيدروژني HYDROGEN EMBRITTLE MENT
تردي هيدروژني نيز در اثر نفوذ هيدروژن به داخل فلز است ولي نتيجه آن از دست دادن انعطاف‌پذيري فلز و استحكام آن مي‌باشد.هيدروژن اتمي تنها عنصري است كه مي‌تواند به درون فولاد يا فلز نفوذ كند.
دكربوره كردن DECARBURIZATION
دكربوره كردن يا از بين رفتن كربن فولاد، غالباً در اثر تماس هيدروژن مرطوب با فلز در درجه حرارت بالا مي‌باشد در اثر دكربوره شدن استحكام كششي فولاد كم مي‌شود.
خوردگي هيدروژني HYDROGEN ATTACK
منظور از واكنش بين هيدروژن و يكي از عناصر آلياژي يا اجزا تشكيل‌دهنده فلز در درجه حرارت‌هاي بالامي‌باشد. مثال كلي درباره خوردگي هيدروژني، تجزيه شدن و پوسيدن مس اكسيژن دار در حضور هيدروژنمي‌باشد و يا خوردگي فولاد در اثر گاز متان ايجاد شده:
مكانيزم تاول زدن هيدروژني
به دليل اينكه تاول زدن هيدروژني بيشتر در صنايع نفت روي مي‌دهد و خسارات زيادي به بار مي‌آورد مكانيزم اين پديده و روش جلوگيري از آن را شرح مي‌دهيم. در ذيل مقطع ديوراه يك تانك كه در داخل آن يك الكتروليت اسيدي و بيرون آن در معرض اتمسفر قرار دارد رسم گرديده است.
به ترتيب مراحل پيدايش تاول هيدروژني را با توجه به شكل شرح مي‌دهيم:
آزاد شدن هيدروژن روي سطح داخلي در اثر واكنش خوردگي يا حفاظت كاتدي.
عبور اتم‌هاي هيدروژن از ديواره تانك به بيرون و تشكيل ملكول هيدروژن در سطح خارجي.
نفوذ DIFFASION اتم هيدروژن به درون ديواره تانك و به تله افتادن در حفره‌ها (نقص متداول در فولادهاي قابي RIMMEDSTEEL)
تشكيل ملكول هيدروژن درون حفره‌ها
افزايش فشار درون حفره‌ها به دليل خارج نشدن ملكول‌هاي هيدروژن و تجمع آن‌ها در حفره.به دليل اينكه فشار تعادلي هيدروژن ملكولي در تماس با هيدورژن اتمي چند صد هزار اتسمفر است باعث انهدام فلزات مهندسي مي‌شود
۱ نظر:
با سلام
لطفا در مورد خوردگی در فلزات مذاب توضیح بدهید
یا آدرس سایت های و کتاب های مربوط را معرفی کنید
ارسال یک نظر