روش الکتروشیمیایی خوردگی

روش الکتروشیمیایی خوردگی

اسلاید 1: عنوان تحقیق : روش الکتروشیمیایی خوردگی و فرمول ها مربوط به خوردگی

اسلاید 2: مقدمهتغییراتی را که در نتیجه واکنش های شیمیایی یا الکتروشیمیایی مواد با محیط اطراف آنها ایجاد شده و باعث تخریب تدریجی قطعات می شود ، خوردگی می نامند . یا به عبارتی خوردگی واکنشی نامطلوب است که سبب جدا شدن اتم های سطح قطعات و تخریب آنها می شود .شدت و میزان خوردگی با توجه به شرایط انجام عملیات و نوع سیال فرآورشی در تاسیسات مختلف ، به عواملی مانند درجه حرارت و غلظت محیط اثر کننده بستگی خواهد داشت . البته عوامل دیگری مانند تنش های مکانیکی و فرسایشی می تواند به خوردگی کمک کند . در میان تاسیسات فرآورشی نفت خام ، بیشترین میزان خوردگی در واحدهای نمکزدایی به دلیل جداسازی نمک از نفت و تولید پساب به وجود می آید. به طور کلی می توان گفت شدت خوردگی در بخش انتقال پساب بسیار زیاد و علیرغم تزریق مواد کنترل کننده خوردگی همچنان غیر قابل کنترل می باشد . اما با توجه به تحقیقات صورت گرفته استفاده از لوله های غیر فلزی مانند لوله های GRP از جمله روش های جدیدی است که می تواند خسارت هایی ناشی از فرایندهای خوردگی را تا حدودی کاهش دهد .پدیده خوردگی بیشتر در فلزات و آلیازهای آنها ظاهر می شود ، زیرا اغلب فلزات و آلیاژها تمایل زیادی به ایجاد ترکیباتی با اتم ها محیط اطراف خود دارند و فقط تعداد کمی از فلزات مانند طلا و پلاتین تحت شرایط معمولی پایدار هستند و تمایلی به ایجاد واکنش با محیط اطراف ندارند . از خوردگی میتوان مثال های متعددی بیان کرد از جمله .خوردگی تجهیزات و ماشین آلات در صنایع مختلف ، به ویژه صنایع شیمیایی در مجاورت هوای مرطوب و یا در مجاورت با گازهایی مانند (So2، NoX NH3 ) و همچنین خوردگی توربین های گازی را نام برد.

اسلاید 3: انواع خوردگی و مکانیسم پدید آمدن آنها1. خوردگی یکنواخت2. خوردگی گالوانیکی3. خوردگی حفره ای4. خوردگی شکافی5. خوردگی بین دانه ای6. خوردگی تنشی7. خورد توأم با خستگی8. خوردگی فرسایشی9. خوردگی سایشی10. خوردگی غلظتی11. خوردگی روی زدایی12. خوردگی در اثر فلزت مذاب

اسلاید 4: خوردگی یکنواخت :در این نوع خوردگی واکنش های شیمیایی به طور یکنواخت در سطح فلزات با جابجایی پیوسته آند و کاتد و به علت پلاریزاسیون ایجاد می شود . اهمیت و قدرت این نوع خوردگی از دیگر انواع خوردگی ها کمتر است .برای مثال اغلب خوردگی های حاصل در فولاد از این نوع می باشد .خوردگی گالوانیکی :هر گاه دو فلز غیر هم جنس در یک الکترولیت تشکیل یک پیل خوردگی دهند ، خوردگی گالوانیکی حاصل می شود . در واقع علت ایجاد این نوع خوردگی در بین فلزات را می توان به اختلاف پتانسیل الکتروشیمیایی آنها نسبت داد . پتانسیل دو فلز نسبت به یکدیگر در اکترولیت های مختلف متفاوت است . سرعت خوردگی به نسبت سطح کاتد/آند بستگی دارد و هر چه سطح کاتد بزرگتر از آند باشد ، سرعت خوردگی و از بین رفتن آند بیشتر است . به طور مثال پوشش دادن فولاد با لایه ای از قلع است .بنابراین اگر خراش یا شکافی در سطح خارجی قطعۀ فولادی قلع اندود شده ایجاد شود ، به طوری که فولاد راهی به هوای محیط پیدا کند ، خوردگی در فولاد انجام یافته و قلع سالم باقی می ماند . اما با عدم وجود اکسیژن هوا ، قلع نسبت به فولاد آند را تشکیل میدهد و در این حالت قلع مادۀ مناسبی برای پوشش مناسبی برای فلزات از جمله ظروف غذایی و آشامیدنی فولادی ( استیل) خواهد بود .نکته : اکسیژن عامل مهمی در در خوردگی گالوانیکی دارد .

اسلاید 5: خوردگی حفره ای ( Pitting corrosion ) :خوردگی حفره ای نوعی خوردگی موضعی است که به دنبال آن حفره هایی در سطح فلز ظاهر شده و یا ادامه فعل انفعال خوردگی حفره هاعمیقتر می شوند و باعث سوراخ شدن لوله ها می گردد . در صورتی که مکان لاستیک حلقوی محافظ لوله ها ثابت باشد در زیر لاستیک این خوردگی اتفاق خواهد افتاد . . این نوع خوردگی برای سازه های مهندسی بسیار مخرب است . ناخالصی های غیر فلزی ، ناهمگنی های ساختاری و شیمیایی در سطح فلز نقاط متداول مناسبی برای آغاز این نوع خوردگی و شروع ایجاد حفره است . روش شناسایی خوردگی حفره ای :شناسایی خوردگی حفره ای اغلب مشکل است ، زیرا که حفره های کوچک ممکن است توسط محصولات خوردگی پوشیده شود . تعداد و عمق حفره ها می تواند متفاوت باشد . و به دلیل طبیعت موضعی آن می تواند به طور ناگهانی شکست های غیر منتظره ای را به همراه داشته باشد ، بنابراین ارزیابی وسعت خسارت خوردگی حفره ای چندان آسان نخواهد بود .

اسلاید 6: روش های جلوگیری از خوردگی حفره ای :برای جلوگیری از خوردگی حفره ای باید تا آنجا که ممکن است از موادی که تمایل به این نوع خوردگی ندارند استفاده شود و در صورت اجبار در بعضی از طراحی ها موادی با بهترین مقاومت خوردگی به کار روند . برای مثال فولاد زنگ نزنی که برای محیط های شامل یون کلراید به کار می رود از نوع آلیاژ 316 با Cr 18% و Mo 2% است . مقاومت خوردگی حفره ای این فولاد بهتر از فولاد زنگ نزن بدون عنصر مولیبدن ، مانند فولاد آلیاژی 304 است .خوردگی شکافی ( Crevice corrosion ) :خوردگی شکافی ، نوعی از خوردگی الکتروشیمیایی موضعی است که در شکاف ها و در زیر سطوح فلزی پوشش داده شده ( به عنوان لایۀ محافظت کننده ) ، در جایی که محلول های راکد وجود دارد ، اتفاق می افتد . برای مثال محل های مناسب این نوع خوردگی بیشتر می تواند زیر واشرها ، میخ پرچ ها ، پینها ، دریچۀ شیرها ف محل تکیه گاه ها و یاتاقانها و زیر رسوبات متخلخل دیگر موقعیت های مشابه است .این نوع خوردگی در بسیاری از سیستم های آلیاژی مانند فولاد زنگ نزن و آلیاژهای تیتانیم ، آلومینیم رخ می دهد . مکانیزم خوردگی شکافی تا حدود زیادی مشابه با مکانیزم خوردگی حفره ای است .به منظور کاهش خوردگی شکافی در طراحی بعضی از تجهیزات سعی می شود تا حد امکان برای اتصال قطعات به یکدیگر از جوشکاری استفاده شود و در مورد واشرها از واشرهای غیر فلزی با قابلیت جذب کنندگی بسیار پایین ، مانند تفلن ، استفاده شود .

اسلاید 7: خوردگی بین دانه ای (Intergranular corrosion ) :این نوع خوردگی که در مرز دانه ها اتفاق می افتد از انواع خوردگی موضعی می باشد . طی فرایند انجامد ، مرز دانه ها آخرین نقاطی هستند که منجمد می شوند ، لذا غلظت عناصر آلیاژی و ناخالصی در مرز دانه فلزات بیشتر است . اختلاف غلظت آلیاژی بین سطح و مرز دانه ها باعث اختلاف انرژی و در نتیجه تمایل به خورده شدن سطح و مرز دانه ها می شوند و در نهایت مرز دانه ها آند و سطح دانه ها کاتد می شود . برای مثال آلیاژهای آلومینیم با استحکام بسیار بالا و تعدادی از آلیاژ های مس که شامل فاز های رسوبی در مرز دانه ها برای افزایش استحکام است می توانند تحت شرایط معینی برای خوردگی بین دانه ای مستعد باشند .برای جوگیری از خوردگی بین دانه ای مثلاً در فولاد های آستنیتی زنگ نزن می توان مقدار کربن را به شدت کاهش داد (کمتر از 03/0 %) و یا با افزودن عناصری که تمایل شدید به تشکیل کاریبد دارند مانند، Ti و Nb ، کربن را کاهش داد به طوری که ا رسوب کاربید کرُم جلوگیری به عمل آید .