خوردگی فلزات چیست؟
خوردگی فلزات به تحلیل رفتن فلز در اثر واکنش‌های شیمیایی بین فلز و محیط اطراف، نوع فلز و شرایط محیطی، به‌ویژه گازهایی که با فلز در ارتباط هستند، ایجاد می‌گردد. با توجه به ساختار فلزات، تحلیل و فرسودگی آن‌ها می‌تواند سالانه آسیب‌های جدی زیادی را به صنایع مختلف وارد نماید. از این رو، در نوشته پیش رو تلاش کردیم تا به معرفی انواع خوردگی بپردازیم تا شناخت بیشتری نسبت به این موضوع داشته باشید.
خوردگی چیست؟
خوردگی به فرآیند پوسیدگی یک ماده گفته می‌شود که در اثر واکنش شیمیایی موجود در محیط، ایجاد خواهد شد. خوردگی فلزات معمولا به صورت اکسیداسیون است و هنگامی رخ می‌دهد که سطح فلز در معرض تماس با گاز یا مایعات قرار گیرد. بهتر است بدانید که فلز، اکسیژن و الکترولیت سه جزء اصلی جهت شروع پدیده خوردگی به شمار می‌روند. همچنین این فرآیند با قرارگیری در معرض هوای گرم، اسیدها و نمک‌ها تسریع می‌یابد. بیشتر فلزات مستعد خوردگی هستند، به همین دلیل، همواره نگرانی از بابت خوردگی تجهیزات فلزی وجود خواهد داشت.
در مقیاس بزرگ، خوردگی موجب سقوط ساختمان‌ها و پل‌ها، شکستن لوله‌های حامل نفت و گاز و نشت کارخانجات شیمیایی می‌گردد. خوردگی حتی می‌تواند تهدیدی بزرگ برای ظرف‌های حاوی پسماندهای هسته و مواد رادیواکتیو باشد و اثرات مخربی را به محیط زیست وارد سازد.
انواع خوردگی کدامند؟
خوردگی فلزات انواع مختلفی دارد که در ادامه مطلب به آن‌ها اشاره خواهیم کرد.
خوردگی یکنواخت
رایج‌ترین نوع خوردگی در میان فلزات، خوردگی یکنواخت است. در این نوع خوردگی، میزان فرسودگی فلز به راحتی قابل ارزیابی بوده و به اصطلاح، خوش خیم ترین نوع فرسودگی محسوب می‌گردد. چراکه معمولا میزان فرسودگی وسیع است اما عمیق نیست.
خوردگی های موضعی یا غیر یکنواخت
بر خلاف خوردگی یکنواخت، این نوع از خوردگی تخریب مقطع و موضع خاصی از ساختار فلز خواهد بود. خوردگی موضعی انواع مختلفی را شامل می‌شود که در ادامه به معرفی آن‌ها خواهیم پرداخت.
- خوردگی گالوانیک
خوردگی گالوانیکی در واقع تخریب یک فلز در نزدیکی یک اتصال یا تقاطع است و زمانی اتفاق می‌افتد که دو فلز الکتروشیمیایی غیر مشابه در یک محیط الکترولیت در تماس باشند. مانند مجاورت مس با آب شور که سبب خوردگی فولاد می‌گردد.
- خوردگی شیاری
این نوع خوردگی همانند خوردگی حفرهای، در سطح موضعی از فلز ایجاد می‌گردد. سطوحی که تحت تأثیر این خوردگی قرار می‌گیرند سطوحی هستند که مدت زمان طولانی در حالت استاتیک بدون تماس با محیط قرار دارند.
- خوردگی حفرهای
این نوع فرسودگی از مخرب‌ترین و بدترین نوع فرسودگی فلزات محسوب می‌شود، زیرا به صورت عمیق در فلزات رخ می‌دهد و میزان زیادی از فلز را از بین می‌برد. همچنین پیش‌بینی و شناسایی آن دشوار خواهد بود.
- خوردگی بین دنده‌ای
این نوع خوردگی بر اثر تخریب ناشی از خوردگی شیمیایی یا الکتروشیمیایی مرز دانه‌بندی ایجاد می‌شود. خوردگی بین دنده‌ای عموما ناشی از ناخالصی‌ها در نواحی مرز بین دانه‌هاست.
- خوردگی انتخابی
خوردگی انتخابی یا جدایشی نوعی از خوردگی است که در اثر حمله عوامل خورنده به یک جزء خاص از آلیاژی که در معرض الکترولیت قرار گرفته است، رخ خواهد داد.
- خوردگی فرسایشی
خوردگی فرسایشی در اثر سایش مکرر و ارتعاش بر روی سطوح خشن به‌وجود می‌آید. این نوع از خوردگی سبب ایجاد حفره و خط و خش بر سطح فلز خواهد شد.
- خوردگی مکانیکی
خوردگی همراه با تنش، یکی از انواع خوردگی محسوب می‌شود که در اثر همکاری همزمان تنش و محیط خورنده اتفاق می‌افتد.
- خوردگی میکروبی
خوردگی میکروبی یا میکروبیولوژیکی به نوعی از خوردگی گفته می‌شود که به واسطه میکروارگانسیم هایی ایجاد شده باشد که با چشم غیرمسلح قابل مشاهده نباشند. این عوامل می‌توانند سرعت فرآیند خوردگی را افزایش دهند.
عوامل ایجاد شدن خوردگی در فلزات
عوامل متعددی می‌توانند منجر به ایجاد فرسودگی و خوردگی در فلزات شوند. با توجه به نوع فلز و محیطی که قرار است فلزات در آن مورد استفاده قرار گیرند، عامل ایجاد خوردگی نیز می‌تواند تغییر پیدا کند. در حالت کلی، رایج‌ترین عوامل ایجاد کننده فلزات، موارد زیر را شامل می‌شوند که به شرح هر کدام به صورت مختصر خواهیم پرداخت.
خوردگی فلزات در اثر رطوبت
اولین و مهم‌ترین عامل ایجاد خوردگی در انواع فلزات، رطوبت است. رطوبت در مجاورت انواع فلزات به‌عنوان یک الکترولیت عمل می‌کند و موجب زنگ زدگی آن‌ها می‌شود. مطابق با منابع علمی، آب با دی اکسیدکربن موجود در هوا واکنش نشان می‌دهد و منجر به تولید اسید کربنیک می‌گردد. این اسید نسبت به آب الکترولیت قوی‌تری داشته و سبب افزایش سرعت زنگ زدگی فلزات خواهد شد.
خوردگی فلزات با نمک
نمک حاوی برخی از گازهای حل شده و عناصر جامد معلق به علاوه مواد آلی است که همه این عناصر می‌توانند فلزات را تحت تأثیر قرار داده و منجر به خوردگی و فرسودگی آن‌ها شوند. شاید شنیده باشد که آب دریا موجب فرسودگی فلزات می‌گردد و دلیل آن، وجود نمک در آب دریا است. سرعت خوردگی فلزات در مجاورت با نمک، نسبت به سایر عوامل دیگر بسیار سریع‌تر خواهد بود.
خوردگی فلزات با اسید
فرسودگی فلز با اسید، به دلیل مجاورت آن‌ها با مواد اسیدی، گازهای ناخالص، مایعات و جامدات خورنده صورت می‌گیرد. هیدروکلریک اسید و هیدروژن سولفید از جمله اسیدهایی به شمار می‌روند که سبب فرسایش فلزات می‌شوند.
خوردگی فلزات با حرارت
افزایش حرارت در اغلب واکنش‌های شیمیایی، سرعت واکنش را افزایش خواهد داد. افزایش حرارت می‌تواند سرعت فرسودگی انواع فلزات را نیز به میزان قابل توجهی بالا ببرد. از این رو، فلزات در محیط‌هایی که درجه حرارت بیشتری دارند، سریع‌تر و با شدت بیشتری دچار خوردگی و زنگ زدگی می‌شوند.
دلیل اهمیت جلوگیری از خوردگی آهن چیست؟
استفاده از روش‌های پیشگیری از خوردگی و زنگ زدن آهن به منظور کاهش اثرات مخرب این پدیده منجر به کاهش کیفیت و طول عمر سازه خواهد شد. خوردگی فلزات یک اتفاق همیشگی است. این اتفاق همانند زنگ آهن هر روز در اطرافمان به چشم می‌خورد. خوردگی فلزات می‌تواند هزینه‌های زیادی را برای صنایع در پی داشته باشد. تنها برای کشور آمریکا این پدیده در حدود ۲۸۶ میلیارد دلار در سال هزینه خواهد داشت. در نتیجه، کنترل این پدیده و مطالعه آن تر اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. سیستم‌های خدماتی از قبیل تامین آب آشامیدنی و پس از آن موتور وسایل نقلیه، بیشترین تأثیر را از پدیده خوردگی می‌گیرند.
جمع بندی
با مطالعه این مقاله دریافتیم که فلزات همواره در معرض خوردگی و زنگ زدگی قرار دارند و از آنجایی که جبران خسارات ناشی از خوردگی، مقرون به‌صرفه نیست، بهتر است از روش‌های پیشگیری از فرسودگی بهره برد که برخی از متداول‌ترین روش‌های جلوگیری از خوردگی فلزات شامل ایجاد پوشش سطحی و رنگ آمیزی خواهند بود. لذا پیش از هرگونه اقدام برای تهیه و خرید انواع آهن‌آلات و مقاطع فولادی بهتر است با عوامل ایجاد کننده خوردگی آشنا شوید و اطلاعات کاملی نسبت به این فرآیند داشته باشید تا بتوانید به موقع از وقوع این پدیده جلوگیری به عمل آورید.
