دانلودپاورپوینت خوردگی شیاری

اکثرا در شیارها و نواحی دیگری روی سطح فلز که حالت م رده دارن د و در مع رض محی ط خورن ده ق رار دارن د، خ وردگی موض عی ش دیدی اتف اق می افت د .این ن وع خ وردگی معم وال هم راه ب ا حجمه ای کوچ ک محلوله ا ی ا مایع ات ک ه در اث ر وج ود س وراخ ،س طوح واش رها ،مح ل رویهم قرار گرفتن دو فلز ،رسوبات و شیارهای زیر پیچ، مهره ها ،و میخ پرچها ساکن شده اند یا به اصطالح مرده پی دا ک رده ان د ،می باش د در نتیج ه این ن وع خ وردگی را خ وردگی ش یاری ی ا گ اهی اوق ات خ وردگی لک ه ای ی ا واشری نیز می نامند. مثالهایی از رسوباتی که ممکن است باعث خوردگی شیاری (ی ا خ وردگی لک ه ای) بش وند عبارتن د از :ماس ه ،کثاف ات، محصوالت خوردگی و جامدات دیگر .رسوب بعنوان یک مانع عمل می کند و در زیر آن محلول بصورت ساکن درمی آید. رس وبات می توانن د محص والت خ وردگی ن یز باش ند .ش کل ( )3-7خوردگی شیاری یک کویل حرارتی از نقره خالص را بعد از فقط چند ساعت کار نشان می دهد .جامدات معلق ن امحلول روی س طح کوی ل راس ب ش ده و در مث ال حاض ر باعث خوردگی نشان داده شده گردیده است .جداره داخلی تانک با روکش نقره هیچگونه اثری از خوردگی نشان نداده تم اس بین س طوح فل ز و غ یرفلز ن یز می توان د ب اعث خوردگی شیاری گردد .این حالت در مورد بعضی واشرها پیش می آی د .مثاله ایی از اینگون ه واش رها ک ه می توانن د باعث این نوع خوردگی گردند عبارتند از چوب ،پالستیک، الس تیک ،شیش ه ،بتن ،آزبس ت ،م وم و پ ارچه .ش کل 3-8 مثال خوبی از خوردگی شیاری در فصل مشترک واشر با فوالد زنگ نزن می باشد .داخل لوله مقدار ناچیزی خورده ش ده اس ت .فوالده ای زن گ ن زن خصوص ا مس تعد ب ه خوردگی شیاری هستند .مثال یک ورقه فوالد زنگ نزن -8 18را می توان با قرار دادن یک کش الستیکی به دور آن برای عمل کردن بعنوان یک محل خوردگی ،شیار بایستی باندازه کافی باز باشد تا مایع بتواند داخل آن شود ،لکن بایستی آنقدر نیز باریک باشد تا یک منطقه ساکن محلول بوجود آورد .بدین دلیل است که خوردگی شیاری معموال در شیارهایی با دهانه هایی به عرض چند هزارم اینچ یا کمتر اتفاق می افتد .این نوع خوردگی بندرت در شیارهای بازتر (مثال به عرض حدود 3میلی متر) اتفاق می افتد. واشرهای الیافی که دارای خاصیت جذب آب می باشند، تشکیل یک محلول کامال ساکن روی سطح فالنج داده و ش رایط تقریب ا ای ده آلی را ب رای خ وردگی ش یاری ف راهم تا همین اواخر ،عقیده بر آن بود که خوردگی شیاری صرفا در اثر اختالف غلظت یون فلز یا اکسیژن بین داخل شیار و محیط اطرافش می باشد .در نتیجه اصطالح خوردگی پیل غلظتی نیز برای مشخص کردن این نوع خوردگی بکار رفته است .مطالعات جدیدتر نشان داده است که اگر چه اختالف غلظت ی ون فل ز و اکس یژن در خ وردگی ش یاری وجود دارد ،لکن علل اساسی و اصلی این نوع خوردگی نیستند. برای نشان دادن مکانیزم خوردگی شیاری ،یک اتصال پرچ شده از فلز ( Mمثل آهن یا فوالد) را که در آب دریا قرار همانطور که در فصل 2گفته شد ،واکنش کلی مشتمل بر انحالل فلز Mو احیا اکسیژن به یونهای هیدروکسیل می باشد یعنی اکسیداسیون احیا ابتدا این واکنش ها به طور یکنواخت روی تمام سطح واقع می شوند ،از جمله داخل شیار .اصل بقاء بار الکتریکی در فلز و در داخل محلول برقرار است .هر الکترونی که در اثر تشکیل یون فلز به وجود می آید ،به سرعت بوسیله واکنش احیاء اکسیژن مصرف می شود .همچنین در ازای هر یون فلز در محلول ،یک یون هیدروکسل بوجود می آید. بعد از یک زمان کوتاه ،اکسیژن داخل شیار ،تمام می شود (بعلت ساکن بودن محلول در شیار و عدم دسترسی آن به کل محلول یا عدم کنوکسیون محلول در داخل شیار) ،لذا در این ناحیه دیگر احیاء اکسیژن صورت نمی گیرد. البته این مسئله به تنهایی هیچگونه تغییری در کل خوردگی نمی دهد .چون سطح داخل شیار معموال نسبت به سطح بیرونی فلز خیلی کوچک است ،سرعت کلی احیاء اکسیژن، تقریب ا ب دون تغی یر می مان د .بن ابراین س رعت خ وردگی نس بت ب ه موقیک ه اص ال ش یاری وج ود نداش ته باش د ،یکی خواهد بود. تخلی ه ی ا تم ام ش دن اکس یژن داخ ل ش یار دارای ی ک ت اثیر غیرمستقیم مهم می باشد که با ادامه خوردگی مهم تر می ش ود .بع د از تم ام ش دن اکس یژن در داخ ل ش یار احی اء اکسیژن صورت نمی گیرد ،در حالی که حل شدن فلز M در داخ ل ش یار همچن ان ادام ه می یاب د ،ش کل ،3-10 بن ابرایت تجمعی از باره ای مثبت در محل ول داخ ل ش یار بوج ود می آی د ک ه لزوم ا ب ا مه اجرت یونه ای منفی کل ر محلول به داخل شیار بایستی خنثی گردد .در نتیجه غلظت کلرور فلز در داخل شیار افزایش می یابد .باستثنای فلزات معادله 3-3نشان می دهد که محلول آبی کلرورهای فلزان در آب تجزی ه ش ده هیدروکس ید ن امحلول و اس ید آزاد ب ه وج ود می آی د. بدالیلی که هنوز علت آن مشخص نشده هم یون کلر و هم یون هی دروژن س رعت خ وردگی اک ثر فل زات و آلیاژه ا را اف زایش می دهند (معادله .)3-1این یونها بدلیل مهاجرت و هیدرولیز در شکافها وج ود دارند و بن ابراین همانطوری که در شکل 3-10نشان داده شده باعث افزایش سرعت حل شدن فلز Mخواهند شد. افزایش سرعت حل شدن باعث افزایش مهاجرت یونها می گردد و در نتیج ه ی ک فراین د ش تاب گیرن ده ی ا ی ک واکنش ات و کاتالتی ک بوج ود خواه د آم د .نش ان داده ش ده اس ت ک ه محل ول داخ ل شیارهایی که در معرض محلولهای رقیق نمک طعام با PHخنثی ق رار گرفت ه ان د پس از آزم ایش دارای غلظت ی ون کل ر 3ت ا 10 برابر غلظت محلول اصلی و دارای PH 2تا 3بوده اند .با افزایش خوردگی در داخل شیار ،سرعت احیاء اکسیژن در سطوح مجاور همانگونه که در شکل 3-10نشان داده شده نیز افزایش می یابد. بدین ترتیب سطوح مجاور شیار بطریق کاتدی حفاظت می شود. مکانیزم فوق با ویژگیهای خوردگی شیاری مطابقت دارد. این نوع خوردگی در اکثر محیطها اتفاق می افتد ،اگرچه معم وال در محیطه ایی ک ه محت وی کل رور باش ند ،بس یار ش دیدتر اس ت .نهایت ا ی ک دوره ط والنی ت اخیری ب رای خوردگی شیاری وجود دارد .بعضیوقتها شش ماه تا یکسال الزم است تا خوردگی شروع شود ،لکن موقعی که شروع شد ،با سرعتی که دائم افزایش می یابد ،بجلو می رود. فلزات یا آلیاژهایی که مقاومت خوردگی آنها در اثر پوسته های اکسیدی یا الیه های غیر فعال روی سطح آنها است بیش تر در مع رض این ن وع خ وردگی ق رار می گیرن د ،این یک مثال جالب توجه در این مورد گزارش شده است :در یک تانک فوالد زنگ نزن ( )8-18و محتوی آب نمکدار داغ، یک مهره از جنس فوالد زنگ نزن بداخل تانک افتاده و بعد از م دت کوت اهی خ وردگی س ریع ب ا زن گ قرم ز رن گ زی ره مهره آغاز گردید .آلومینیوم نیز بعلت لزوم پوسته برای محافظت آن ،از نظر خوردگی شیاری ضعیف می باشد. در بخش 4-17آزمایش ات خ وردگی ش یاری ( ک ه س لول خوردگی مسدود نیز نام دارد) آورده شده است .همچنین در شکل 4-19تکنیک آزمایش خوردگی شیاری چندتایی که ک اربرد زی ادی دارد مش اهده می گ ردد .مطالع ه این ن وع خ وردگی مش کل اس ت چ ون من اطقی ک ه در مع رض خوردگی قرار دارند پنهان هستند و نتایج حاصل از آزمایش بواس طه تغی یرات موج ود در زمان مورد نیاز ب رای ش روع خوردگی اغلب پراکندگی زیادی دارند .مطالعات تجربی و تئوریک در بررسی این نوع خوردگی امیدوارکننده هستند.  .بررس ی این ج دول نش ان می ده د ک ه به ترین مق اومت در براب ر خ وردگی ش یاری در م ورد ی ک فل ز فع ال – غیرفع ال ب ا شرایط زیر بدست می اید. منطقه انتقال فعال به غیرفعال باریک. دانسیته ی جریان بحرانی کوچک. منطقه غیرفعال وسیع. تیتانیوم دارای این خصوصیات می باشد ،همچنین آلیاژهای پر نیکل (مثل هاستونی .) Cفوالد زنگ نزن نوع 430با دانسیته جری ان بح رانی ب اال ،منطق ه وس یع انتق ال فع ال ب ه غیرفع ال و منطق ه غیرفع ال مح دود ،ش دیدا ب رای خ وردگی ش یارهای مس تعدمی باش د .پهن ای دهان ه ش یار ن یز متغ یر مهمی اس ت . تم ام فل زات و آلیاژه ا ب رای خ وردگی ش یاری مس تعد هس تند مشروط بر آنکه پهنای دهانه شیار به اندازه کافی باریک باشد (مثال یک میکرون یا کمتر) .مقدار پهنای دهانه برای یک آلیاژ می توان د مبن ایی ب رای تخمین مق اومت احتم الی آن در براب ر خوردگی شیاری باشد. جدول 3-5نشان دهنده ان است که آلیاژهای زنگ نزن با بیش ترین مق اومت در ب االی گ روه ق رار دارن د .این مقال ه ارزشمند شامل بحث کردن ،رشد ،اثر عناصری آلیاژی و انتخ اب م واد می باش د همچ نین از آن می ت وان ب رای پی دا کردن مراجع در این رابطه استفاده کرد. موسسه تکنولوژی مواد اقدام به چاپ گزارشات علمی MTI شماره 8نموده است تحت عنوان :سنسوری برای کنترل و نظ ارت دائمی ب ر فراین دخوردگی ش یاری ،نح وه تجزی ه و تحلی ل و ارزی ابی – ف از دوم ،م ارس .1983در این مقال ه وسیله ای تشریح شده است که با قرار دادن آن در کارخانه و ی ا س ایر محلوله ا می ت وان مس تعد ب ودن فل زات را ب ه خوردگی شیاری تعیین کرد.با توجه به این اطالعات می توان اس اس تخمین مق اومت خ وردگی ش یاری ی ک آلی اژ را بی ان نمود. جدول 3-5طبقه بندی آلیاژها بر طبق روش آزمایش نیروی روشهای مبارزه با خوردگی شیاری یا حداقل کردن آن به شرح زیر میباشند : در تجه یزات جدی د ب ه ج ای پرچک اری ی ا اس تفاده از پیچ و مهره از جوشکاری استفاده کنید .الزم است جوشها سالم و بی عیب باش ند و نف وذ کام ل م ذاب ب ه داخ ل درز ج وش صورت گیرد تا از بوجود آمدن حفره و شیار در طرف دیگر خط جوش جلوگیری گردد. شیارها را در محل رویهم قرار گرفتن دو فلز با جوشکاری مداوم ،کالک کردن و یا لحیم کاری بپوشانید. تانکه ا و مخ ازن را ط وری ط راحی کنی د ک ه هنگ ام تخلیههیچگون ه م ایعی در داخ ل آنه ا ب اقی نمان د ،از گوش ه ه ای ت یز و ن واحی م رده و س اکن بپرهیزی د .تخلی ه کام ل ، شستش و و تم یز ک ردن را آس انتر می س ازد و از ت ه نشینشدن جامدات و تجمع آنها در کف مخزن جلوگیری می نماید. در مرحله خوابیدن کارخانه ،مواد جاذب رطوبت را حذف نمائید. در صورت امکان محیط یکنواخت بوجود بیاورید ،مثال در پشت بند کردن یک خط لوله . هرجا که ممکن باشد از واشرهای جامد که جاذب رطوبت نیستند مثل تفلون استفاده نمائید. بج ای پ رس ک ردن لول ه در ص فحه لول ه ه ا از جوش کاری استفاده نمائید. خوردگی فیالمنتی خوردگی فیالمنتی یک نوع خاص از خوردگی شیاری است ، اگرچه ظاهرا شباهتی به آن ندارد .در اکثر موارد ،در زیر پوششهای محافظ سطحی اتفاق می افتد و به همین دلیل غالب ا آن را خ وردگی زی ر پوش ش ن یز می نامن د .این ن وع خوردگی خیلی متداول است ،متداولترین مثال ،خوردگی س طوح لعاب دار ی ا الکی ظ روف غ ذا و نوش ابه ای که در معرض اتمسفر قرار گرفته اند می باشدو فیالمنتهائی برنگ قرمز متمایل به قهوه ای نشاندهنده خوردگی از این نوع می باشد. خوردگی فیالمنتی روی سطوح فوالد ،منیزیم و آلومینیم که با قل ع ،نق ره ،طال ،فس فات ،لع اب ،الک پوش ش داده شده اند ،مشاهده شده است .همچنین روی کاغذ فویلهای آلومینیم دیده شده است .خوردگی در این حالت در فصل مشترک کاغذ – آلومینیم اتفاق افتاده است. خوردگی فیالمن تی ،یکن وع خ وردگی غیرع ادی اس ت زی را باعث تضعیف یا از بین رفتن قطعه نمی شود بلکه تنها به ظ اهر جس م ص دمه می زن د .در بس ته بن دی م واد غ ذائی ظاهر خیلی مهم است و این نوع خاص خوردگی مشکل اصلی در صنایع غذائی که از قوطی های فلزی استفاده می کنن د میباش د .اگرچ ه خ وردگی فیالمن تی روی س طح بیرونی یک قوطی کنسرو بر محتویات داخلی آن بی اثر است ،ولی بر فروش آن تاثیر زیادی می گذارد. این ن وع خ وردگی در زی ر پوشش های ش فاف ب ه ص ورت شبکه ای از محصوالت خوردگی دیده می شود .فیالمنت از یک سر فعال و یک دنباله قرمز متمایل به قهوه ای که هم ان محص والت خ وردگی هس تند تش کیل ش ده اس ت ، شکل . 3-11فیالمنتها دارای ضخامت 2.5میلیمتر یا کمتر هس تند و خ وردگی فق ط در س ر فیالمنت واق ع می ش ود. جالب ت رین قس مت قض یه نح وه ح رکت و پیش روی این فیالمنته ا و ت اثیر ش ان ب ر یک دیگر اس ت ،ب ه ش کل 3-12 رجوع شود .فیالمنتهای خوردگی در لبه ها شروع و بصورت خ ط راس ت پیش روی می کنن د .موق ع پیش روی ،فیالمنته ا دنباله های غیرفعال یکدیگر را قطع نمی کنند .همانطور که شکل ( 12-3 )aنشان داده شده است ،فیالمنت خوردگی پس از برخ ورد ب ا دنبال ه غیرفع ال ی ک فیالمنت دیگ ر ، "منعکس " می گردد .زاویه برخورد معموال با زاویه انعکاس برابر است .اگر یک فیال منت فعال با زاویه 90درجه به یک فیالمنت دیگر برخورد نماید ممکن است غیر فعال گردد یا همانطور که غالبا اتفاق می افتد بهدو فیالمنت دیگر تجزیه می گ ردد ک ه ه ر ک دام زاوی ه تقریب ا 45درج ه می س ازند ، شکل ( ، 12-3 )bدر صورتیکه دو فیالمنت فعال با زاویه کم به یکدیگر برخورد کنند ممکن است دو فیالمنت به یکدیگر بپیوندند و تشکیل یک فیالمنت جدید بدهند ،شکل (.12-3 )c شاید جالب ترین حالت تله مرگ باشد که در شکل (12- )d مهم ترین فاکتور محیطی در خوردگی فیالمنتی ،رطوبت نسبی اتمسفر است .جدول 3-6نشان میدهد که خوردگی فیالمن تی عم دتا بین رط وبت 65ت ا 90درص د اتف اق می افتد .اگر رطوبت نسبی کمتر از 65درصد باشد ،این نوع خوردگی واقع نخواهد شد ،و چنانچه رطوبت نسبی بیش از 90درص د باش د خ وردگی ب ه ص ورت ت اول زدن ظ اهر خواه د شد .بدیهی است ک ه تاوله ای خوردگی ن یز مانن د خوردگی فیالمنتی نامطلوب است .تجربه نشان داده است که این نوع خوردگی در زیرپوششهای مختلف مثل لعاب ، الک و پوش ش ه ای فل زی واق ع می گ ردد و ن وع پوش ش نس بتا ب ر آن بی ت اثیر اس ت .لکن خ وردگی فیالمن تی در پوشش هائی ک ه قبلیت نف وذ رط وبت در آنها کم تر است ، شدت کمتری دارد. مطالعات میروسکوپی نشان داده اند که بین فیالمنت های خوردگی و ساختمان متالوژیکی یا رابطه کمی وجود دارد و اف زودن مم انعت کنن ده ه ای خ وردگی ب ه لع اب ی ا ت اثیر نس بتا کمی ب ر م اهیت و م یزان خ وردگی فیالمن تی دارد .ب ه واس طه ظ اهر ک رمی ش کل فیالمنها و تاثیر غیرعادی آنها بریکیدیگر ،ابتدا تصور می شد که این نوع خوردگی در اثر فعالیت های میکروبیول وژیکی اس ت .لکن پیش روی فیالمنته ا در حض ور م واد س می ن یز مش اهده ش ده اس ت لذاحضور اجزا بیولوژیکی نمی تواند عامل این نوع خوردگی باشد. مکانیزم خوردگی فیالمنتی به طور کامل روشن نیست .به نظ ر می رس د این ن وع خ وردگی ن وع خاص ی از خ وردگی ش یاری اس ت ،ش کل .3-13در مرحل ه پیش روی ،ب ه واسطه غلظت باالی ف رو ،رطوبت از اتمسفر اطراف ، توس ط فش ار اس مزی ب ه س ر فیالمنت می رس د .فش ار اسمزی آب دنباله را به سر می رساند زیرا در اثر راسب شدن هیدروکسید فریک ،غلظت نمک های محلول کم شده است .بدین ترتیب همانطور که در شکل 3-13نشان داده شده است ،آب اتمسفر بطور مداوم از دنباله غیرفعال به سر فعال نفوذ می کند .اگرچه در تمام نقاط اکسیژن از طری ق پوش ش ب ه داخ ل نف وذ می کن .ولی ب ه واس طه دیفوزی ون ج انبی غلظت اکس یژن در فص ل مش ترک بین دنباله و سرباالست .جائی که هیدرولیز محصوالت خوردگی یک محیط اسیدی را به وجود می آورد خوردگی محدود به سرخواهد شد .بدین ترتیب ،خوردگی فیالمنتی را می توان برای جلوگ یری از خ وردگی فیالمن تی راه ک امال مناس بی وجود ن دارد ،بدیهی است که یک راه مبارزه با این نوع خوردگی اجتناب از قرار دادن سطوح فلزی پوشش داده شده در محیط های مرطوب می باشد .اگرچه این روش می تواند در بعضی موارد بکار رود ،ولی برای نگهداری ه ای طوی ل الم دت عملی نیس ت .ی ک راه دیگ ر ک ه م ورد استفاده قرار گرفته است ،پوشش دادن با روکشهای ترد می باشد .در این صورت اگر یک فیالمنت شروع به رشد نمای د در مح ل س رفعال پوش ش ت رک می خ ورد .ب ا نف وذ اکس یژن ب ه س رفعال ،اختالف غلظت اکس یژن ک ه عام ل اولیه خوردگی است از بین می رود و خوردگی متوقف می ش ود .لکن هم انطور ک ه قبال اش اره ش د ،فیالمنته ای خ وردگی در لب ه ه ا و گوش ه ه ا ش روع می ش وند .ب دین جهت در محل پارگی پوشش یک فیالمنت جدید شروع می شود .اگرچه پوششهای ترد مانع از پیشروی فیالمنتها می