The effect of various factors on metal corrosion

دسته بندی کلی عوامل موثر بر خوردگی فلزات

مجموعه عوامل موثر بر خوردگی فلزات را می توان به دو دسته اصلی عوامل محیطی و عوامل ذاتی فلز تقسیم نمود.

1. عوامل محیطی
2. عوامل ذاتی فلز

مهم ترین عوامل محیطی موثر بر خوردگی فلزات عبارتند از:

1_ درجه حرارت

به طور کلی افزایش درجه حرارت باعث ازدیاد سرعت واکنش های شیمیایی می گردد. بنابراین با افزایش درجه حرارت، سرعت خوردگی نیز افزایش می یابد. معمولا به ازای هر 10 درجه سانتیگراد درجه حرارت، سرعت واکنش دو برابر می گردد، البته این قاعده استثنائات زیادی دارد، و نمی تواند به طور دقیق تاثیر افزایش درجه حرارت بر واکنش های خوردگی را روشن نماید.

به عنوان مثال میزان خوردگی آب آشامیدنی، از دمای 15.6 درجه سانتیگراد تا دمای 80 درجه سانتیگراد، چهار برابر افزایش می یابد. در یک سیستم بسته با افزایش درجه حرارت، سرعت خوردگی نیز پیوسته زیاد می شود، علت این امر آن است که اکسیژن تحت فشاد نمی تواند از محیط خارج شود و خوردگی تا حد مصرف تمام اکسیژن محلول ادامه می یابد.

2_ سرعت حرکت سیال

تخریب لایه های حفاظتی اولیه ی تشکیل شده بر روی سطح فلز در اثر سرعت بالای جریان، می تواند باعث تشدید خوردگی گردد. تاثیر سایندگی مکانیکی خود به تنهایی مورد بحث نیست، اما افزایش نرخ جریان سیال، باعث از بین رفتن لایه های نازک تشکیل شده روی سطوح فلزات می گردد و سطح فلز لخت شده مجددا در معرض خوردگی قرار خواهد گرفت، از این رو بررسی سرعت حرکت جریان سیال در محیط های خورنده می بایست مورد توجه قرار گیرد.

حرکت محلول خورنده سبب می شود که اکسیژن با سهولت بیشتری به سطح فلز برسد به همین دلیل معمولا سرعت خوردگی فلزاتی که در تماس با محلول های متحرک هستند نسبت به فلزات در تماس با محلول های ساکن بیشتر است.

3_ تنش

مواد و قطعات هنگامی که تحت تنش های کششی در محیط های خورنده قرار گیرند، دچار ترک خوردگی محیطی شده و به دلیل خوردگی، تخریب می شوند. به طور کلی تنش هایی از قبیل: تنش های باقی مانده از عملیات حرارتی، جوشکاری، کارسرد، و یا تنش های خارجی وارد شده بر فلزات در مجاورت محیط های خورنده باعث تشدید خوردگی می گردند.

4_ اثر غلظت اکسیژن و اکسیدکننده ها

یکی از عوامل مهم خوردگی در محیط های آبی خورنده، میزان اکسیژن حل شده در محلول آبی می باشد، به طوری که با افزایش اکسیژن و اکسیدها سرعت خوردگی نیز مرتبا بالا می رود.

اثر اکسیژن وpHنیز بر سرعت خوردگی فلزات بسیار تاثیر گذار است. وجود اختلاف دمش هوا (هوادهی) در سطوح مجاور با الکترولیت ها سبب ایجاد مناطق آندی و کاتدی می گردد.

به عنوان مثال، در مورد محلول هایی که در تماس با اکسیژن هوا هستند، گاهی اوقات اکسیژن هوا به تمام سطح فلز به طور یکسان نمی رسد، این شرایط سبب می شود تا غلظت اکسیژن حل شده در یک منطقه از محلول افزایش و در منطقه ی دیگر کاهش یابد. در چنین محلول هایی پیل های اختلاف دمشی تشکیل شده و سبب ایجاد خوردگی خواهند شد.

5_ زمان

پیشرفت و گسترش آثار و صدمات خوردگی معمولا نسبت به زمان افزایش می یابد. در برخی حالت ها بین آن ها رابطه ی خطی وجود دارد، البته شرایطی نیز وجود دارد که میزان خوردگی نسبت به زمان کاسته می شود.

مهم ترین عوامل ذاتی موثر بر خوردگی فلزات عبارتند از:

1_ جنس ماده

آلیاژ به ماده ای گفته می شود که آمیزه ای از دو یا چند فلز (در بعضی موارد هم غیر فلز) بوده و می تواند به مقدار محدودی عناصر غیر فلزی را نیز در خود جای دهد.

به طور کلی تمام غیر یکنواختی ها اعم از غیر یکنواختی های شیمیایی، متالوژیکی و یا مکانیکی می توانند منشا خوبی برای شروع خوردگی محسوب شوند. بنابراین به عنوان یک قاعده ی کلی برای کنترل خوردگی، باید از فلزاتی با یکنواختی بیشتر استفاده کرد و از غیر یکنواختی پرهیز نمود. بعضی عوامل و مشخصات متالوژیکی فلز از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است.

ساختمان بلور، مرزدانه ها، خواص مکانیکی فلزات و آلیاژها، نابجایی ها، جهت های خاص رشد کریستال ها، روش های ریخته گری، عملیات حرارتی و ترکیب شیمیایی آلیاژها از عوامل مهم و موثر بر خوردگی هستند.

2_ شرایط سطحی فلز

شروع و سرعت خوردگی در مورد سطوح صیقلی و تمیز فلزات نسبت به سطوح زبر و خشن و یا سطوحی که دارای لایه های سطحی هستند به شدت متفاوت و متغیر است. یک سطح صاف و صیقلی سرعت خوردگی کم تری نسبت به یک سطح زبر دارد، زیرا لایه ی سطحی محافظ یا روئین بر سطح صیقلی، پیوسته تر و یکنواخت تر از همین لایه بر روی سطوح زبر است. در این میان سطحی که به تازگی زبر شده باشد، نظیر سطوح سند بلاست (پاشش ماسه) شده، بیشترین تمایل به خوردگی را دارند.

3_ اثرات بیولوژیکی

تاثیر باکتری ها و میکروارگانیسم ها در سرعت خوردگی مواد مختلف مورد بررسی و آزمایش های بسیار زیادی قرار گرفته و صدمات و خطرات آن ها مشخص شده است. گاهی اوقات باکتری های بسیار زیادی قرار گرفته و صدمات و خطرات آن ها مشخص شده است. گاهی اوقات باکتری ها و میکروارگانیسم ها با ایجاد لایه یا موانعی روی سطح فلزات باعث ایجاد پیل های اختلاف غلظتی می شوند و در مواردی با جذب هیدروژن از سطح فلز، منجر به تخریب فلز می گردند (هیدروژن به عنوان یک عامل مقاوم در پیل های خوردگی محسوب می گردد). از جمله این باکتری ها می توان به باکتری های احیا کننده ی سولفات(SRB)اشاره نمود که سولفورهای آهن را در مناطق نزدیک به نقاط کاتدی تولید نموده و در نهایت منجر به تشدید خوردگی می گردند.