مقدمه

خوردگی سایشی، یکی دیگر از انواع خوردگی موضعی است. خوردگی سایشی، از بین رفتن فلز در اثر حرکت نسبی بین یک مایع خورنده و سطح فلز است.

معمولا حرکت سیال بسیار سریع بوده و باعث سایش مکانیکی سطح فلز می گردد. در این نوع خوردگی یون های فلزی حل شده، روی سطح فلز در اثر حرکت روی سطح باقی نمی مانند و محصولات جامد حاصل از خوردگی نیز کنده شده و از روی سطح به طریق مکانیکی جدا می گردند. گاهی اوقات به خوردگی سایشی، خوردگی تصادمی نیز گفته می شود.

ظاهر خوردگی سایشی شیاردار، موجی شکل و یا به صورت سوراخ های کروی و سطحی ناهموار است. اکثر تخریب های ناشی از این نوع خوردگی در زمان های کوتاه رخ می دهد. بیش تر فلزها و آلیاژها مستعد به این نوع خوردگی بوده و مقاومت به آن بستگی به نوع پوسته سطحی دارد. در فلزاتی مانند آلومینیوم، سرب و فولاد زنگ نزن هنگامی که این پوسته های سطحی صدمه دیده و یا ساییده شوند، خوردگی سایشی اتفاق می افتد. نکته قابل توجه این که فلزاتی که سختی پایینی دارند و به راحتی آسیب می بینند و یا به روش مکانیکی زود ساییده می شوند مانند مس، سرب و روی، بسیار در معرض خوردگی سایشی قرار می گیرند.

در صنایع مختلف خوردگی سایشی بیش تر در تجهیزاتی مانند شیبرآلات، پروانه ها، همزن ها، لوله های مبدل حرارتی پمپ ها و زانوئی ها، سه راهی ها و … که در تماس با سیالات متحرک هستند، رخ می دهد.

مهم ترین عوامل موثر بر خوردگی سایشی، عبارتند از:

1. لایه های سطحی: پوسته های محافظ سطحی که روی بعضی از فلزات و آلیاژها تشکیل می گردد، نقش مهمی در مقاومت فلز نسبت به خوردگی سایشی دارند. لایه های محافظ سطحی هر چه متراکم تر باشند، مقاومت بیشتری ایجاد می کنند و پوسته های سطحی نرم، ترد و تحت تنش، قدرت محافظت کنندگی کم تری دارند.
2. سرعت حرکت سیال: یکی از عوامل موثر بر خوردگی سایشی، سرعت حرکت سیال می باشد. اغلب با افزایش سرعت حرکت سیال، لایه های سطحی کنده شده و خوردگی سایشی افزایش می یابد.
3. تلاطم سیال: گاهی اوقات هنگام عبور سیال از مبادی ورودی لوله ها، شیارها و یا تغییر سطح مقطع مسیر جریان، آشفتگی جریان سیال افزایش یافته که این امر باعث افزایش خوردگی سایشی می شود.
4. برخورد: حمله ی تصادمی سیال روی جدارهای سطحی فلز باعث افزایش میزان خوردگی سایشی می شود.
5. اثرات گالوانیک: خوردگی گالوانیکی می تواند بر خوردگی سایشی دو فلز هم جنس متصل به هم در یک سیستم متحرک تاثیر گذار باشد. تاثیر خوردگی گالوانیکی در شرایطی که سیال ساکن باشد ممکن است صفر باشد اما در اثر حرکت سیال به شدت افزایش می یابد.
6. جنس فلز: مقاومت فلزات و آلیاژها به خوردگی سایشی، به ترکیب شیمیایی، سختی و مقاومت خوردگی آلیاژ بستگی دارد. به طور کلی ترکیب شیمیایی یک فلز، مقاومت خوردگی آن را تعیین می کند. چنان چه فلز مورد نظر فعال باشد و میل ترکیبی زیادی با محیط داشته باشد هنگامی می تواند در برابر خوردگی مقاوم باشد که قادر به تشکیل پوسته ی محکم، چسبنده و محافظ باشد. اضافه کردن یک عنصر به آلیاژ، اغلب مقاومت آن را در برابر خوردگی سایشی افزایش می دهد. به عنوان مثال اضافه کردن آهن به آلیاژ مس-نیکل باعث افزایش مقاومت آن در آب دریا می شود و یا افزودن مولیبدن به فولاد زنگ نزن 304 سبب افزایش مقاومت آن در برابر خوردگی سایشی می شود.

روش های کنترل خوردگی سایشی

انتخاب مواد به طور مناسب و اصولی: یکی از اقتصادی ترین روش ها برای جلوگیری از خوردگی سایشی، انتخاب درست آلیاژ است.

• طراحی صحیح: در این رابطه می توان به اصطلاح برخی نکات در زمینه ی طراحی تجهیرات اشاره نمود. افزایش قطر لوله ها به منظور کاهش سرعت سیال، بالا بردن شعاع انحناها، افزایش ضخامت فلز در نقاط بحرانی و مناطق آسیب پذیر و در نهایت انتخاب جنس مقاوم تر در محل ورودی سیال.
• تغییر محیط: می توان با اعمال تغییرات محیطی مانند حذف اکسیژن، حذف ذرات جامد معلق در سیال، کاهش درجه حرارت و … تا حدودی از گسترش خوردگی سایشی جلوگیری نمود.
• استفاده از حفاظت کاتدی.
• استفاده از بازدارنده های خوردگی.
• استفاده از پوشش های مقاوم تر از خود فلز.