خوردگی اتمسفری - مکانیزم و عوامل موثر بر آن

[Peyman 16,150]

توجه : برداشت از مطالب این تاپیک تنها با ذکر منبع آن مجاز می باشد. (www.noandishaan.com)

 

مقدمه

 

خوردگی ناشی از اتمسفرهای مختلف به تنهایی از نظر هزینه و تناژ بیش از هر محیط خورنده دیگر، باعث انهدام و تخریب سازه های صنعتی می شود. در چنین شرایطی، اهمیت شناخت شرایط مخرب و کنترل خوردگی بر کسی پوشیده نخواهد بود. در اتمسفرهای دریایی ، عامل خورندگی عمدتاً رطوبت و اکسیژن است که وجود ناخالصی هایی همچون ترکیبات گوگردی و نمک طعام ، شرایط را بحرانی تر خواهد کرد. میزان خوردگی در سواحل دریایی تحت تاثیر عوامل متنوعی از جمله فاصله از دریا، درصد نمک، نوع فلز یا آلیاژ و .... قرار دارد که در ادامه این موارد به تفصیل تحت بررسی قرار خواهند گرفت.

 

به طور کلی اتمسفرهای دریایی به عنوان یک محیط خورنده مطرح هستند. از آنجایی که هر قسمت از سازه های دریایی در معرض یک نوع شرایط جوی یا محیطی قرار می گیرد، بنابراین میزان خوردگی در قسمت های مختلف یک سازه متفاوت و متناسب با میزان خورندگی محیط اطراف آن است. بدین تریب می توان پنج نوع شرایط خاص از نقطه نظر خورندگی را برای سازهای دریایی متصور شد که به شرح زیر می باشند:

 

1. اتمسفر دریایی

2. منطقه پاشش

3. منطقه بین جذر و مد

4. ناحیه مستغرق

5. منطقه زیر بستر دریا

 

نتایج نشان می دهد بیشترین مقدار خوردگی در منطقه پاشش روی می دهد که علت آن هم تر و خشک شدن مکرر و همچنین تماس با هوا در این ناحیه می باشد. شکل زیر میزان خوردگی فولاد را در یک سازه دریایی، در نقاط مختلف نشان می دهد.

 

 

 

 

 

[Peyman 16,150]

خوردگي اتمسفري

 

اتمسفر هوا شامل مخلوطي از گازها با تركيبات نسبتاً ثابت (تقريباً 20 درصد اكسيژن و 80 درصد ازت) و همچنين شامل مقدار كمي تركيبات ديگر است. پيش از انجام هر گونه گزينش مواد و طراحي مهندسي لازم است عوامل محيطي و ميزان خسارتي كه هر كدام از اين عوامل مي تواند به سازه وارد كند مشخص شود. سازمان ASTM از همان آغاز به كار خود در سال 1900 میلادی، همواره نياز به اطلاعاتي در مورد اتمسفرهاي دريايي را احساس مي كرد. بنابراين طيف وسيعي از آزمايشات مختلف در سرتاسر آمريكا بر روي نمونه هاي كوچك بدون پوشش محافظ و در زمان ها و مكان هاي مختلفي كه تمايل داشتند اطلاعاتي در مورد آنها بدست آورند، انجام شد.

 

 

 

با استفاده از تجربيات بدست آمده اتمسفرها را به سه دسته صنعتي ، دريايي و روستايي تقسيم كردند و تعاريف جداگانه را براي آنها ارائه دادند. بدين ترتيب اتمسفر صنعتي را متعلق به مكان هايي در نظر گرفتند كه در آنجا كارخانجات نيروي مورد نياز خود را از احتراق نفت و زغال سنگ بدست مي آورند كه در نتيجه اكسيدهاي گوگرد و نيتروژن در گازهاي خروجي آن ها يافت خواهد شد. اين گازها با رطوبت هوا تركيب شده و در درجه حرارت شبانگاهي، زماني كه درجه حرارت افت مي كند، متراكم شده و به صورت قطرات شبنم بر روي سازه هاي نشسته و باعث مرطوب شدن آنها مي شوند. در مناطق روستايي دور از صنايع فعال، اين قطرات شبنم بسيار پاك و تميز و عاري از هر گونه موادي با خاصيت اسيدي مي باشند. و بنابراين تجهيزات كشاورزي و ساختمان ها و حصارهاي مزارع براي مدت زمان طولاني دوام مي آورند بدون آنكه خسارتي را متحمل شوند.

 

در محيط هاي دريايي نزديك به آب، به خصوص مكان هايي كه برخورد آب به صخره هاي ساحل موجب پودر شدن آب مي شود، در مسافت نسبتاً كوتاهي از ساحل سازه هاي فلزي حتي پس از گذشت زمان اندكي دچار خسارات خوردگی خواهند شد. به هر حال خوردگی عمدتاً به خاطر رطوبت و اکسیژن است ولی به وسیله ناخالصی هایی مثل ترکیبات گوگردی و نمک طعام مسئله حادتر می شود. خوردگی فولاد در ساحل دریا 400 تا 500 برابر خوردگی آن در یک ناحیه کویری است . سرعت نمونه های فولادی که 80 فوت از ساحل دریا فاصله داشته اند 12 برابر سرعت خوردگی نمونه هایی بود که در 800 فوتی ساحل دریا قرار داشتند.

 

 

[Peyman 16,150]

سازمان ASTM با توجه به وجود آلاينده هاي مختلف و غلظت آنها ، 4 نوع اتمسفر براي محيط هاي مختلف معرفی کرده است كه عبارتند از :

 

الف ـ اتمسفر شهري كه عمده ترين آلايندة آن دی اکسید گوگرد با غلظت حدوداً 50 میلی گرم به ازای متر مکعب و دی اکسید کربن و مونوکسید کربن و دی اکسید نیتروژن و .... است.

ب ـ اتمسفر صنعتي كه غلظت دی اکسید گوگرد موجود در آن چیزي بيش از 200 میلی گرم به ازای متر مکعب است كه البته اين غلظت بستگي به نوع صنعت موجود در آن منطقه دارد. به عنوان مثال ميزان غلظت دی اکسید گوگرد در اتمسفر محلي كه استخراج سرب صورت مي گيرد بسيار بالا است .

ج ـ اتمسفر دريايي كه عامل آلاينده محيط يون کلر است. غلظت يون كلر در آب دريا چيزي در حدود 500 – 50 میلی گرم به ازای متر مکعب مي باشد.

د ـ اتمسفر روستايي كه عوامل آلاينده آن تركيبات آمونياكي موجود در فضولات حيواني و كودهاي شيميايي و همچنين غلظت كمي از دی اکسید گوگرد و دی اکسید کربن مي باشند.

 

بنابراين مي توان نتيجه گرفت معمول ترين مواد آلوده كننده اتمسفرهاي مختلف عبارتند از: دي اكسيد گوگرد، سولفيد هيدروژن، كلرورها، آمونياك، اكسيدهاي ازت، خاكستر و دوده كه شامل ذرات كربن و اكسيدهاي فلزات مختلف مي باشد. جدول زیر مقادير اين ناخالصي ها را در شرايط اتمسفري نشان مي دهد.

 

 

 

 

شايان ذكر است كه ايجاد بعضي از گازهاي آلوده كننده مانند CO2 ، SO3 ، CO ، NOx ، NH3 و غيره به دليل فعل و انفعالاتي مي باشد، كه به طور طبيعي توسط گياهان، انسان و حيوانات صورت مي پذيرد. ولي عمده آلودگي هايي كه توسط انسان ايجاد مي شود، به دليل برخي فعاليت هاي خاص صورت مي پذيرد. جدول زیر اين منابع آلودگي را به طور خلاصه بيان مي كند.

 

 

 

 

همچنين ميزان خوردگي فلزات مختلف در مناطق روستايي ، شهري ، صنعتي و دريايي با يكديگر متفاوت بوده كه ميزان آنها بر حسب کاهش ضخامت در سال به شرح زير است:

 

 

[Peyman 16,150]

مكانيزم خوردگي اتمسفري

 

بررسي هاي انجام شده نشان مي دهد كه بيشترين شدت خوردگي در حالتي است كه ضخامت لاية روي سطح فلز در حدود 150 میکرو متر باشد. واكنش كاتدي در اين نوع خوردگي غالباً احياء اكسيژن مي باشد. آزمايش هاي انجام شده نشان مي دهد كه احياء اكسيژن زماني كه ضخامت رطوبت بر روي فلز بسيار نازك باشد، بيشتر از حالتي است كه نمونة فلز در محلول غوطه باشد و وجود رطوبت و نم در اتمسفر بر روي خوردگي بعضي از فلزات به شدت اثر مي گذارد. اكثراً در نواحي گرمسير، به دليل رطوبت زياد، سرعت خوردگي خيلي بيشتر است؛ آزمايشات انجام شده نشان مي دهد كه بيشتر فلزات از قبيل آهن ، فولاد، نيكل ، مس ، روي در هواي مرطوب بيش از 60 درصد رطوبت ، زنگ مي زنند. لذا خوردگي اتمسفري يك فرآيند الكترو شيميايي مي باشد كه در حضور الكتروليت به وقوع مي پيوندد. لاية نازك غشاء نامرئي الكتروليت در شرايط اتمسفر خورنده برروي سطوح فلزي قرار گرفته و زماني كه درصد آن به ميزان رطوبت بحراني فلز برسد موجب خوردگي آن فلز مي شود. درصد رطوبت بحراني براي يك فلز ثابت نمي باشد و بستگي به زنگ زدن مواد، ميزان آلودگي اتمسفر، سطوح رسوب و ... دارد. (شکل زیر)

 

 

 

 

در حضورغشاي نازك الكتروليت، خوردگي اتمسفري بر اثر توازن واكنش هاي آندي و كاتدي روي مي دهد. واكنش اكسيداسيون آندي شامل تجزيه فلز در الكتروليت و واكنش كاتدي احياء اكسيژن مي باشد. به عنوان مثال براي زنگ زدگي آهن و فولاد ايوانس (U.R. Evans) واكنش هایی را پيشنهاد نموده است. (واكنش زیر)

 

 

زماني كه رسيدن اكسيژن به سطح محدود مي گردد، واكنش احياء Fe2O3 به اكسيد سياه رنگ Fe3O4 مطابق واكنش اول زیر صورت مي پذيرد. اين اکسید سياه رنگ مي تواند با جذب اكسيژن مجدداً اكسيده شده و محصول خوردگي Fe2O3 نشان مي دهد كه به مقدار 0.5 مول Fe2O3 بر محصولات خوردگي افزوده مي شود. (واكنش دوم)

 

 

 

 

 

 

[Peyman 16,150]

عوامل محیطی موثربر سرعت خوردگی اتمسفری

 

 

1) رطوبت

 

با توجه به اینکه خوردگی تحت یک فرآیند الکتروشیمیایی اتفاق می افتد، برای انتقال بار به یک الکترولیت نیاز است. آب حاوی یون، یک الکترولیت بسیارعالی است. مقدار و درصد رطوبت عامل مهمی در خوردگی اتمسفری می باشد. از عوامل مهمی که رطوبت در آن نقش دارد نقطه شبنم است که تاثیر بسزایی بر خوردگی دارد. نقطه شبنم درجه حرارتی است که درآن رطوبت موجود در هوا به حالت اشباع میرسد و پس از تراکم به صورت شبنم درمی آید. برای وقوع خوردگی اتمسفری به یک رطوبت نسبی بحرانی نیاز است که در میزان درصدهای کم تر از آن ، حضور رطوبت تاثیری بر ایجاد خوردگی اتمسفری ندارد. زمانی که درصد رطوبت نسبی محیط به اندازه بحرانی برسد، الکترولیت لازم برای خوردگی فلز فراهم شده و با افزایش درصد رطوبت نسبی، شاهد افزایش نرخ خوردگی فلز نیز خواهیم بود. درصد رطوبت نسبی، به جنس فلز و سایر آلاینده ها وابسته است. در شکل زیر نرخ خوردگی اتمسفری برای آهن و منیزیم نشان داده شده است. (شکل های زیر)

 

 

 

 

در غیاب باران و ذرات آب شونده (Deliquescent) زنگ زدگی شدید فلز در هوایی با رطوبت کمتر از 70 درصد بعید است. در درصد رطوبت های بالاتر، میزان خوردگی تحت تاثیر عواملی نظیرگازها و مواد جامدی که باعث آلودگی هوا می شوند قرار دارد. شکل زیر منحنی تاثیر مدت زمان تری (Wetness) را بر فلز روی و تحت غلطتهای مختلف SO2 نشان می دهد.

 

 

 

 

 

[Peyman 16,150]

2) آلودگی آب

 

آلودگی بندرگاه ها شامل هر چیزی می باشد، از فاضلاب خانگی گرفته تا ضایعات مواد صنعتی مثل وجود چاه های نفت در داخل دریا و ورود نفت به آب. عموماً آلودگی های آبی به دلیل اثر سمی آن ها و تاثیر مستقیم روی کاهش غلظت اکسیژن آب، سبب آسیب گونه های مختلف زیست شناختی دریا می شوند. از بین رفتن موجودات زنده هوازی در آب دریا ممکن است باعث تغییرات نامطلوبی بر روی سرعت خوردگی سازه های دریایی شود. آلودگی های موجود در آب دریا سبب کاهش pH و در نتیجه داخل شدن سموم سولفیدی در آب می شودکه این امر سبب افزایش نرخ خوردگی در محل حضور ستون ها و پایه های اسکله می شوند. اگرچه آلودگی نفت برای حیوانات دریایی بسیار خطرناک است، اما لایه نفتی با ایجاد یک پوشش در اطراف سازه های فلزی اسکله و شیت پایل های فلزی موجود در آب، می تواند به حفاظت مختصری از سازه ها در نواحی حفاظت مختصری از سازه ها در نواحی پاشش و منطقه جذر و مدی در برابر خوردگی داشته باشد.

 

 

[Peyman 16,150]

3) آلودگي هاي موجود در هوا

 

يكي از ديگر عوامل موثر بر افزايش سرعت خوردگي ، ناخالصي هاي موجود در هوا است. اين ناخالصي ها هم به صورت طبيعي (نمك) و هم دست ساز ( SO2 ناشي از سوختن زغال) موجود است. مهم ترين اين ناخالصي ها، كلر ، CO2 ، SO2 ، اكسيدهاي نيتروژن و ذرات سخت گرد و غبار مثل ماسه است. به عنوان مثال نقش SO2 برخوردگي اتمسفري تحت بررسي قرار مي گيرد. دي اكسيد گوگرد (SO2) اثرات مخربي بر خوردگي غالب فلزات دارد. به نظر مي رسد مكانيزم خوردگي ابتدا به صورت جذب سطحي انجام شود. اين تأثيرات براي آلومينيوم بسيار كم و در عين حال براي فولاد زنگ نزن حتي در هواي خشك و در صفر درجه سانتيگراد بسيار زياد مي باشد. SO2 در حضور رطوبت هوا ايجاد اسيد مي نمايد. اين عمل با اکسید شدن SO2 به SO3 صورت می پذیرد. کاتالیزور این واکنش می تواند یک فلز و یا اکسید فلز باشند. براي بعضي از فلزات غير آهني نظير مس، قلع و نيكل تأثير اين اسيد متناسب با عكس ضخامت لاية سولفات تشكيل شده بر روي سطح فلز مي باشد.

 

در حقيقت اثر خوردگي SO2 بر روي فلزاتي كه مقاومت كمي در برابر اسيد سولفوريك دارند مانند : آهن ، روي ، كادميم خيلي بيشتر از اثر آن بر روي فلزات مقاوم در برابر اسيد سولفوريك مانند: سرب، فولاد زنگ نزن و آلومينيوم مي باشد. علت اين امر ايجاد لاية مقاوم سولفات بر روي سطح فلز مي باشد.در خوردگي فلزات غير آهني ، در واكنش خوردگي مورد مصرف قرار مي گيرد. در حالي كه در خوردگي آهن و فولاد اسيد تشكيل شده در لايه هاي محصولات خوردگي مطابق واكنش زیر باقي مي ماند و سبب تكرار و تشديد خوردگي مي شود.

 

 

 

 

شكل زیر نشان دهندة تأثير غلظت SO2 بر افزايش سرعت خوردگي فولاد كربني در شهرهاي نروژ است.

 

 

 

 

حلاليت SO2 در آب حدوداً 1300 مرتبه بيشتر از حلاليت اكسيژن مي باشد و به همين دليل SO2 در آب مي تواند توليد اسيد سولفوريك با غلظت بالا بنمايد. در عين حال SO2 به همراه رطوبت توليد نمك سولفور آهن (FeSO4) بر روي سطح فولاد مي كند كه هم قابليت خوردگي دارد و هم مي تواند رطوبت محيط را در خود حبس كند كه اين مسئله باعث تشديد خوردگي فولاد مي گردد. ضمناً اين نمك عامل شكسته شدن رنگ هايي است كه روي سطوحي كه احتمال مي رود زنگ بزند بكار مي رود.

 

 

 

 

[Peyman 16,150]

4) وزش باد

 

جهت و سرعت باد، بر نرخ تجمع ذرات بر روي سطح موثر است. همچنين باد سبب پراكندگي آلودگي هاي جوي مي شود. از طرفي جدا شدن پوسته هاي اكسيدي از سطوح خورده شده، سبب افزايش نرخ خوردگي سطح مي شود. در بندرگاه وزش باد سبب تحريك حركت امواج دريا مي شود و موج پر از مه نمكي را حمل كرده و آنرا روي سازه هاي اسكله رسوب مي دهد. نمك خشك شدة باقيمانده روي سازه ها، از آنجايي كه رطوبت گیر است، با جذب رطوبت منجر به ايجاد خوردگي مي شود.

 

 

 

 

 

5) باران

 

باران عمل شستشو را انجام می دهد در هر حال در داخل ترک ها و شکاف ها حضور رطوبت باعث تعجیل در وقوع خوردگی می شود. اما ذکر این نکته لازم است که ریزش زیاد باران سبب شسته شدن سطح فلز شده و لذا خوردگی تقلیل می یابد؛ در حالی که اگر مقدار باران کم باشد آب باران بر روی سطح به وسیله رسوبات و محصولات خوردگی نگاه داشته و لذا سبب تشدید خوردگی می شود.

 

 

 

[Peyman 16,150]

6) درصد نمك (شوري آب)

 

آب دريا محتوي 3.5 درصد نمك است. در سواحل و بندرگاه هاي عاري از آلودگي مي توان با استفاده از آب شيرين به رقيق سازي آب دريا پرداخت. با اين حال درصد نمك در صنعت هاي مختلف آب دريا عملاً تغييري نمي كند. از بين يون هاي موجود در آب دريا يون كلريد به دليل حجم وسيع غلظتي آن در آب، مهم ترين يون به شمار مي آيد. يون كلريد مي تواند از طريق منافذ موجود در لايه هاي پوشش دهنده سازه نفوذ كرده و باعث ايجاد خوردگي حفره اي شود. اين توانايي يون كلر همچنين انحلال پذيري اكسيژن را هم تحت تأثير قرار مي دهد. (شکل زیر)

 

طبق منحني زير با افزايش درصد نمك ، خوردگي افزايش مي يابد تا زماني كه به حد اكثر درصد NaCl برسيم كه همان پيك نمودار است و بعد از آن هم با كاهش درصد نمك شاهد كاهش نرخ خوردگي هستيم . عموماً ميزان اكسيژن حل شده در درصد غلظت معيني از كلريد سديم ثابت است و با افزايش درصد نمك به طور محسوسي كاهش از خود نشان مي دهد . اين منحني همچنين نشان مي دهد كه آب شيرين و آب دريا به مانند آب شور كه داراي 0.1 درصد يون كلريد است، مخرب نيستند.

 

 

[Peyman 16,150]

7) مكان

 

فاصله از دريا و ارتفاع از سطح دريا از عوامل مهمي هستند كه برخوردگي سازه ها و تأسيسات تأثير دارند. با دور شدن از ساحل دريا ، به دليل كاهش مقدار نمك در هوا نرخ خوردگي سريعاً كاهش مي يابد. این مسئله در مورد خوردگي تأسيسات و سازه هاي ساحلي و بندري به وضوح مشاهده مي شود. خوردگی فولاد در ساحل دریا 400 تا 500 برابر خوردگی آن در یک ناحیه کویری است . سرعت نمونه های فولادی که 80 فوت از ساحل دریا فاصله داشته اند 12 برابر سرعت خوردگی نمونه هایی بود که در 800 فوتی ساحل دریا قرار داشتند. جدول و شکل زیر اثرات نمك هاي دريايي را بر حسب ميزان فاصله دريا برخوردگي فولاد نشان مي دهد.

 

 

[Peyman 16,150]

8) فلزات نامتشابه

 

جفت شدن دو فلز نامتشابه (ناهمجنس) در آب دريا باعث وقوع خوردگي گالوانيك مي شود و تا زماني كه قطب كاتد يا منفي به حالت بي اثر يا خنثي متمايل نشود، خوردگي روي قطب آند ادامه خواهد داشت. در سازه ها و پايل هاي دريايي، اتصالات ، نقاط جوشكاري شده، لوله ها و نقاطي كه در منطقه پاشش قرار دارند، عموماً از جنس ديگري به جاي فولاد ساخته مي شوند. در چنين حالتي اگر مساحت سطح اين فلزات كه به عنوان قطب منفي يا كاتد هستند نسبت به مساحت سطح پايل ها و سازه هاي فلزي كوچك باشد؛ آن گاه خوردگي با شتاب كمتري روي سطح پايل هاي فلزي كه نقش آند را دارند اتفاق مي افتد. حال اگر وضعيت را عكس كنيم و يك قطعه آندي كوچك را به پايل هاي فلزي كاتدي وصل كنيم، به محض اتصال اين قطعه ، سريعاً منهدم مي شود.

 

 

 

 

 

 

[Peyman 16,150]

9) انتخاب آلياژ مناسب

 

انتخاب آلياژ تاثير بسيار زيادي در سرعت خوردگي يك ماده دارد. مثلاً مي توان از فولادهاي با عيار كم و فولادهايي با 5 درصد عناصر آلياژي استفاده كرد. در شكل زیر مقايسه اي را بين فولاد كم آلیاژی و فولاد با 5 درصد عناصر آلياژي در دو محيط آزمايشگاهي خشك و دريايي مشاهده مي شود.

 

 

 

 

ايجاد تغييراتي در تركيب فولادهاي تجاري ، مي تواند تأثير كمي بر ميزان خوردگي داشته باشد (حدود 0.1 درصد). اما اين كار همواره در ساختمان فولادهاي كربن دار ميسر نيست و اضافه كردن مقداري مس به تركيب فولاد تأثير چنداني روي فولادهاي مورد استفاده در آب و خاك ندارد. تلاش هاي صورت گرفته براي كاهش سرعت خوردگي سازه هاي فولادي موجود در آب بوسيلة آلياژ كردن آنها با 2 تا 5 درصد نيكل و 3 تا 5 درصد كروم توسط آقاي سوتول راه چندان موثري نبود. اگر چه آقاي لارابي توانست مقاومت به خوردگي فولاد معمولي را از طريق آلياژ كردن آن با مقدار كمي مس ، نيكل و فسفر در مناطق اتمسفري و پاشش بهبود بخشد. در شکل های زیر كارآيي دو عدد از اين دسته ساختارها، با يكديگر مقايسه شده اند.

 

لارابي طي يك دورة 5 ساله و همچنين يك دورة 9 ساله ديگر آزمايش بر روي نمونه هاي 20 فوتي از فولاد معمولي و فولاد آلياژ شده با نيكل ، مس و فسفر در ساحل رايت اسويل در ايالات كاروليناي شمالي ، به اين نتيجه رسيد كه بيشترين ميزان خوردگي هر دو نمونه به قسمت بالاي منطقه جزر و مدي است. بيشترين سرعت خوردگي براي فولاد معمولي در حدود 16.7 و براي فولاد آلياژي 6.7 Mills در سال (MPY) است. بنابراين فولاد آلياژي به اندازة حدوداً 1.5 برابر مفيد تر و سودمندتر از فولاد معمولي است. همچنين در منطقة جزر و مدي استفاده از فولاد آلياژي مقرون به صرفه تر است. همچنين فولاد آلياژي در منطقه پاشش تا دو برابر مقاوم تر از فولاد معمولي است. (شكل هاي زیر).

 

 

 

 

 

 

 

[Peyman 16,150]

10) جهت

 

يكي از عوامل مهم موثر در خوردگي جهت سازه نسبت به سطح زمين است. كلاً اندازه ، شكل و جهت قرارگرفتن سازه، به عنوان عوامل موضعي محيطي ، برخوردگي موثرند. در كشورهاي واقع در نيم كره شمالي مانند ايران، قسمت شمالي سازه هاي دريايي بيشتر از قسمت جنوبي آنها در معرض رطوبت هستند. بنابراين اين ناحيه از سازه ها تمايل بيشتري به خورده شدن دارند. معمولاً قسمت هاي بالايي اين سازه ها نسبت به قسمت زيرين آن ها خيلي كندتر خورده مي شوند ، زيرا كه بر اثر باريدن باران، ذرات خورده سريعاً شسته و از طرفي ديگر توسط نور خورشيد سريعاً خشك مي شود. نتايج بدست آمده از چندين سال آزمايش روي نمونه مشابه آهني كه يكي به صورت عمودي و ديگري با زاويه 30 درجه نسبت به سطح افق قرار دارند در شكل زیر نشان داده شده اند . همانطور كه در شكل ديده مي شود نرخ خوردگي در حالت قائم خيلي بيشتر از حالت زاويه دار است.

 

 

 

شكل : تاثیر جهت سازه در میزان خوردگی

 

 

 

[Peyman 16,150]

11) پوسته حاصل از چكش خواري يا پوستة نورد

 

پوسته نورد پوسته اي است سفت و چسبنده كه روي قطعات نورد گرم شده تشكيل مي شود. اين پوسته پس از سرد شدن حاوي ترك هاي بي شماري مي شود و چنانچه حفاظت در برابر خوردگي در آب دريا به درستي براي سازه ها انجام نشده باشد، يك پيل گالوانيك بين پوسته و فلز اصلي تشكيل مي شود كه در اين صورت سازة فولادي در معرض آسيب نقش آند را بر عهده گرفته و دچار خوردگي حفره اي مي شود. همچنین پوسته نقش كاتد را داشته و با گذشت زمان بر عمق حفره افزوده مي گردد تا اينكه پس از گذشت يك زمان نسبت طولاني گسترش عمق حفره به يك حد ثابتي مي رسد.

 

 

12) جریان پراکنده (سرگردان)

 

عدم اتصال سیم ارت (اتصال به زمین) در سیستم های نگهداری کشتی، سیستم های حفاظت کاتدی و ... می تواند سبب خسارات خوردگی ناشی از جریان سرگردان در مناطق ساحلی شود. به ازای هر یک آمپر جریان مستقیمی که از سازه های دریایی عبور می کند سالانه 20 پوند فولاد از بین می رود. لازم به ذکر است که تاثیر جریان متناوب و نامنظم روی سازه های دریایی ناچیز است. بنابراین کاملاً ضروری است که یا منبع تولید جریان های مستقیم پراکنده از بین برود و یا قطب منفی سازه های فلزی به درستی و برای در امان بودن از خسارات خوردگی به زمین وصل شده باشد.

 

 

 

 

 

 

 

[Peyman 16,150]

تنش

 

SCC عبارت است از شکست رو به گسترش فلز تحت شرایط تنش و تاثیرات خوردگی. اگر تنش های وارده به صورت تناوبی باشد، نتیجه این شکست خوردگی خستگی نامیده می شود. تعریف دیگر خوردگی خستگی کاهش مقاومت به خستگی یک فلز در یک محیط خورنده می باشد. عوامل متعددی نظیر مدت زمان و فرکانس و عوامل محیطی دیگر در رابطه با تنش اعمالی و تاثیر آن بر خوردگی موثرند. تاثیر خوردگی روی خستگی عبارت است از حذف منطقه خستگی. شکل زیر نمودار تنش بر حسب تعداد سیکل را برای یک نمونه فولاد نرم در آب دریا نشان می دهد.

 

 

 

 

در طراحی سازه های دریایی بایستی دقت زیادی در پیش بینی بارگذاری خستگی انجام دهیم تا با انجام اقدامات پیشگیرانه از وقوع مشکلات بعدی جلوگیری نماییم. تنش ساکن چه از نوع پسماند داخلی و چه از نوع تنش خارجی در حضور خوردگی با عنوان تنش خوردگی شناخته می شوند. خوردگی تنشی یکی از مشکلات جدی و مهم فولاد نرم و فولادهای کم آلیاژی برای استفاده در سازه های دریایی ثابت است. همچنین فولادهایی با استحکام بالا در حدود ksi180 در محیط های کلریدی دچار خوردگی تنشی می شوند. در حضور نمک های سولفید هیدروژن فولادهای استحکام بالا بیشتر دچار خوردگی تنشی می شوند. به هر حال برای استفاده از نمونه های فولادی در ساخت سازه های دریایی، رجوع به تجربیات و اطلاعات آزمایشگاهی در رابطه با فولادهای مقاوم در شرایط کلریدی بسیار مفید خواهد بود.

 

 

 

 

 

 

 

[Peyman 16,150]

14) نور خورشید

 

نور خورشید رطوبت را تحت تاثیر قرار می دهد و بر پوشش ها و پلاستیک ها تاثیر نامطلوب می گذارد. اشعه ماوراء بنفش خورشید، سبب تردی و ایجاد ترک در پلیمرها می شود. برای پرهیز از تاثیر نور خورشید می توان با افزایش پایدار کننده هایی مانند کربن سیاه این اثر را کم کرد.

 

 

15) زمان

 

در بیشتر مواد با افزایش زمان نرخ خوردگی کاهش می یابد. این کاهش به دلیل تشکیل لایه های حفاظتی از مواد خورده شده در سطح جسم است.

 

 

16) ضخامت

 

آزمایشات نشان می دهند که سرعت خوردگی در صفحاتی با ضخامت بیشتر اندکی بیش از صفحات نازک تر است.

 

 

17) اثر درجه حرارت

 

درجه حرارت و رطوبت از عوامل موثر بر نقطه شبنم و فرایند خوردگی هستند. شکل زیر تاثیر درجه حرارت را بر نرخ خوردگی آهن و روی و مس نشان می دهد.

 

 

 

 

 

 

 

[amir8526 227]

سلام و خسته نباشید

متشکرم از مقاله جامعتون

در متن مقاله اشاره شده که شکل زیر ، ولی شکلی موجود نیست

چطور میشه به این شکل ها دسترسی پیدا کرد؟

[Peyman 16,150]

سلام و خسته نباشید

متشکرم از مقاله جامعتون

در متن مقاله اشاره شده که شکل زیر ، ولی شکلی موجود نیست

چطور میشه به این شکل ها دسترسی پیدا کرد؟

 

متاسفانه سایتی که عکس ها بر روی آن قرار داشته، ف ی ل ت ر شده است.

در اسرع وقت عکس ها بر روی آپلود سنتر اختصاصی انجمن قرار می گیرد.

 

موفق باشید.

 

 

 

[amir8526 227]

متاسفانه سایتی که عکس ها بر روی آن قرار داشته، ف ی ل ت ر شده است.

در اسرع وقت عکس ها بر روی آپلود سنتر اختصاصی انجمن قرار می گیرد.

 

موفق باشید.

 

 

 

متشکرم از لطفتون

میشه آدرس سایت رو بهم بدید که بتونم الان عکس ها رو بردارم

چون واسه پروژه ام به این عکس ها نیاز دارم که بتونم با کیفیت بیشتری پروژه ام رو انجام بدم

[Peyman 16,150]

متشکرم از لطفتون

میشه آدرس سایت رو بهم بدید که بتونم الان عکس ها رو بردارم

چون واسه پروژه ام به این عکس ها نیاز دارم که بتونم با کیفیت بیشتری پروژه ام رو انجام بدم

 

این مطلب کار شخصی بنده است که البته هنوز به طور کامل همه مطالب درج نشده

عکس ها از سایتی برداشت نشده اند.