خوردگی چیست؟
خوردگی به واکنش شیمیایی یا الکتروشیمیایی مواد به ویژه فلزات با عوامل محیطی (مانند آب، اکسیژن، اسیدها، قلیایی ها، نمک ها و غیره) اطلاق می شود که منجر به تخریب یا آسیب به سطح یا ساختار داخلی مواد می شود.
رایج ترین شکل خوردگی، اکسیداسیون است، مانند زنگ زدگی آهن، که در آن آهن با اکسیژن واکنش داده و اکسید آهن را تشکیل می دهد.

خوردگی به طور قابل توجهی استحکام و دوام مواد را کاهش می دهد و منجر به خرابی تجهیزات، افزایش هزینه های تعمیر و نگهداری و جایگزینی، کاهش راندمان تولید و خطرات ایمنی می شود. علاوه بر این، خوردگی می تواند باعث نشت، انفجار و سایر حوادث ایمنی شود که منجر به آلودگی محیطی و طول عمر کوتاه تر تجهیزات می شود و در نتیجه خسارات اقتصادی بالایی را متحمل می شود.
خوردگی نه تنها بر عملکرد و ظاهر تجهیزات تأثیر می گذارد، بلکه می تواند خطرات جدی برای ایمنی پرسنل، محیط زیست و توسعه بلندمدت مشاغل ایجاد کند.
خوردگی را می توان بر اساس مکانیسم تشکیل، شرایط محیطی و تاثیر بر مواد به انواع مختلفی طبقه بندی کرد. انواع متداول خوردگی عبارتند از:
خوردگی یکنواخت
رایج ترین شکل خوردگی، به طور یکنواخت در سراسر سطح فلز رخ می دهد و به تدریج ضخامت فلز را کاهش می دهد. معمولاً در محیطهایی که در معرض محیطهای خورنده مانند اسیدها، قلیاییها یا آب هستند رخ میدهد.
پیشگیری: از مواد مقاوم در برابر خوردگی (مانند فولاد ضد زنگ، آلیاژهای آلومینیوم) استفاده کنید، تمیز کردن و نگهداری منظم را انجام دهید و از قرار گرفتن طولانی مدت در معرض مواد خورنده خودداری کنید.
درمان سطحی: از پوشش های محافظ استفاده کنید یا از محافظ کاتدی استفاده کنید.
خوردگی موضعی
خوردگی در نواحی خاصی روی سطح فلز متمرکز می شود و گودال ها، ترک ها یا شیارها را تشکیل می دهد. مثالها عبارتند از:
خوردگی حفره ای:
خوردگی سوراخ ها یا حفره های کوچکی را تشکیل می دهد که معمولاً در محیط های خورنده مانند کلریدها رخ می دهد.
خوردگی شکاف:
در مناطقی با شکاف های کوچک روی سطح فلز مانند اتصالات و سوراخ های پیچ و مهره رخ می دهد.
خوردگی شیار:
به طور معمول در مناطقی با جریان ناهموار مایع رخ می دهد و مناطق خوردگی موضعی را تشکیل می دهد.
پیشگیری: از ترک یا شکاف روی سطح فلز خودداری کنید و مرتباً بازرسی و تمیز کردن را انجام دهید.
پیشگیری از ایجاد حفره: از آلیاژهایی با مقاومت بالا در برابر سوراخ شدن استفاده کنید، مانند فولاد ضد زنگ با آلیاژ بالا. پوشش ها یا محافظت خارجی را اعمال کنید.
پیشگیری از خوردگی شکاف: طراحی مفصل را به خوبی حفظ کنید و از تجمع رطوبت یا آب در شکاف ها جلوگیری کنید.
ترک خوردگی تنشی (SCC)
خوردگی و تنش خارجی یا داخلی با هم عمل می کنند و باعث ایجاد ترک در فلزات می شوند. در فولادهای با استحکام بالا و فولادهای ضد زنگ، به ویژه در محیطهای خورنده مانند کلریدها رایج است.
پیشگیری: از غلظت تنش بخصوص در فولادهای با مقاومت بالا و فولادهای ضد زنگ اجتناب کنید. از مواد مناسب (مانند فولاد ضد زنگ کم کربن) استفاده کنید و ماهیت خورنده محیط را کنترل کنید.
کاهش استرس: از فشارهای خارجی یا داخلی بیش از حد جلوگیری کنید و بازرسی و نگهداری منظم را انجام دهید.
تردی هیدروژنی
اتم های هیدروژن به فلز نفوذ می کنند و آن را شکننده و مستعد شکستگی می کنند که معمولاً در فولادهای با استحکام بالا و آلیاژهای مبتنی بر نیکل رخ می دهد.
پیشگیری: از قرار گرفتن طولانی مدت در محیط های هیدروژنی بخصوص در فولادهای با مقاومت بالا خودداری کنید. از مواد مقاوم در برابر هیدروژن مانند آلیاژهای کم هیدروژن استفاده کنید.
عملیات حرارتی: برای کاهش تجمع هیدروژن، عملیات حرارتی (دهیدروژناسیون) را پس از پردازش انجام دهید.
ترک استرس سولفیدی (SSC)
زمانی که فلزات در معرض سولفیدها (مانند H2S) قرار می گیرند، عمدتاً در صنعت نفت و گاز رخ می دهد. تنش و خوردگی با هم باعث ایجاد ترک می شوند.
پیشگیری: از آلیاژهای مقاوم در برابر خوردگی سولفید، به ویژه در محیط های H2S استفاده کنید.
پوشش های محافظ: از پوشش های مقاوم در برابر گوگرد یا مواد محافظ استفاده کنید.
زمانی رخ می دهد که دو فلز مختلف با هم تماس پیدا می کنند و در معرض محلول الکترولیت قرار می گیرند، جایی که یک فلز به عنوان آند خورده می شود و دیگری به عنوان کاتد عمل می کند. سرعت خوردگی بین فلزات با اختلاف پتانسیل الکتروشیمیایی قابل توجهی سریعتر است.
پیشگیری: از تماس مستقیم بین فلزات مختلف خودداری کنید یا آنها را با استفاده از مواد عایق الکتریکی جدا کنید.
از فلزات مشابه استفاده کنید: اطمینان حاصل کنید که فلزات متصل پتانسیل الکتروشیمیایی مشابهی برای کاهش نرخ خوردگی دارند.
خوردگی میکروبی / خوردگی زیستی
خوردگی ناشی از میکروارگانیسم ها (به عنوان مثال، باکتری ها، قارچ ها)، رایج در محیط های مرطوب یا کم اکسیژن، مانند خطوط لوله دریایی و مخازن ذخیره سازی.
پیشگیری: کنترل محیط رشد میکروارگانیسم ها مانند تمیز و خشک نگه داشتن خطوط لوله و مخازن و استفاده از پوشش های ضد میکروبی.
درمان شیمیایی: برای جلوگیری از رشد میکروارگانیسم ها به طور مرتب از مواد ضد میکروبی یا ضدعفونی کننده استفاده کنید.
خوردگی در دمای بالا
در محیط های با دمای بالا، به ویژه زمانی که فلزات در معرض گازهای خورنده مانند اکسیژن، سولفیدها یا کلریدها قرار می گیرند، رخ می دهد که منجر به اکسیداسیون یا سولفاته شدن می شود.
پیشگیری: از آلیاژهای مقاوم در برابر دمای بالا مانند Inconel یا Hastelloy استفاده کنید و از دماهای زیاد و قرار گرفتن در معرض گازهای خورنده خودداری کنید.
محافظت از پوشش: از پوشش های مقاوم در برابر خوردگی در دمای بالا یا اسپری های فلزی استفاده کنید.
اکسیداسیون خوردگی
اکسیداسیون خوردگی زمانی رخ می دهد که فلزات با اکسیژن واکنش می دهند و اکسید تشکیل می دهند. در فلزاتی مانند آهن و آلومینیوم رایج است. اکسیداسیون آهن باعث ایجاد زنگ می شود، در حالی که فولاد ضد زنگ و آلیاژهای آلومینیوم لایه های اکسید محافظ را تشکیل می دهند.
پیشگیری: از پوشش های ضد اکسیداسیون یا عملیات غیرفعال سازی (تشکیل لایه های اکسید محافظ روی سطوح فلزی) استفاده کنید.
انتخاب مواد: موادی را انتخاب کنید که مقاومت بالایی در برابر اکسیداسیون دارند، مانند آلومینیوم یا کروم.
خوردگی خشک و مرطوب
خوردگی خشک و مرطوب در محیط هایی با رطوبت رخ می دهد که در آن فلزات در معرض اکسیژن و آب یا بخار خورده می شوند.
پیشگیری: از قرار دادن فلزات در محیط های مرطوب یا مرطوب خودداری کنید و از پوشش ها یا رنگ های مقاوم در برابر خوردگی برای جداسازی آب استفاده کنید.
تهویه و خشک کردن: بهبود محیط های کاری با حفظ خشکی، به ویژه در محیط های مرطوب دریایی یا زیرزمینی.
در نتیجه
هر نوع خوردگی مکانیسم و شرایط محیطی خاص خود را دارد، بنابراین اقدامات پیشگیری از خوردگی باید بر اساس آن در کاربردهای صنعتی تنظیم شود. به طور کلی، کلید جلوگیری از خوردگی، انتخاب مواد مناسب، انجام تعمیر و نگهداری و بازرسی منظم، و اتخاذ اقدامات حفاظتی موثر مانند پوششها، حفاظت کاتدی و عملیات حرارتی مناسب است.


