دانلود پاورپوینت آشنایی با مبانی خوردگی فلزات و روش های کنترل و حفاظت

خوردگی فلزات یک پدیده طبیعی، اجتناب‌ناپذیر و مخرب است که در آن مواد فلزی به دلیل واکنش با محیط اطراف خود دچار زوال و تخریب می‌شوند و اگر به درستی مدیریت نشود، می‌تواند خسارات مالی و جانی جبران‌ناپذیری را به بار آورد.

در بررسی مبانی علمی این پدیده باید گفت که خوردگی در واقع تلاشی از سوی فلز برای بازگشت به حالت پایدار ترمودینامیکی خود است. اکثر فلزات در طبیعت به صورت ترکیبات معدنی (مانند اکسیدها یا سولفیدها) یافت می‌شوند که سطح انرژی پایینی دارند؛ انسان با صرف انرژی زیاد در فرآیندهای استخراج و ذوب، این فلزات را به حالت خالص و ناپایدار تبدیل می‌کند. بنابراین، نیروی محرکه اصلی خوردگی، تمایل ذاتی فلز برای آزادسازی این انرژی ذخیره شده و ترکیب مجدد با عناصر محیطی مانند اکسیژن است. از دیدگاه الکتروشیمیایی، برای رخ دادن خوردگی حضور همزمان چهار عامل ضروری است که به “چهارضلعی خوردگی” معروف هستند: آند (جایی که فلز الکترون از دست می‌دهد و اکسید می‌شود)، کاتد (جایی که واکنش احیا صورت می‌گیرد)، الکترولیت (محیطی رسانا مانند آب یا خاک مرطوب که یون‌ها را جابجا می‌کند) و مسیر اتصال الکتریکی بین آند و کاتد. درک دقیق این مکانیزم الکتروشیمیایی اولین و مهم‌ترین گام در مهندسی خوردگی است، زیرا تمامی روش‌های پیشگیری بر پایه حذف یا تضعیف یکی از این چهار عامل استوار هستند.

شناخت انواع و اشکال مختلف خوردگی نیز بخش مهمی از کلیات این دانش را تشکیل می‌دهد، چرا که این پدیده همیشه به صورت یکنواخت و قابل پیش‌بینی رخ نمی‌دهد. خوردگی می‌تواند به شکل “یک‌نواخت” باشد که در آن سطح فلز به تدریج نازک می‌شود و محاسبه عمر قطعه در آن آسان‌تر است، یا می‌تواند به صورت‌های “موضعی” و بسیار خطرناک‌تر نظیر خوردگی حفره‌ای، شیاری و گالوانیکی ظاهر شود. به عنوان مثال، در خوردگی گالوانیکی، اتصال دو فلز غیرهم‌جنس در یک محیط خورنده باعث می‌شود فلز فعال‌تر قربانی شده و با سرعت بیشتری تخریب شود. همچنین فاکتورهای محیطی نظیر دما، میزان اسیدیته (pH)، سرعت سیال و وجود ناخالصی‌ها نقش تعیین‌کننده‌ای در شدت و نوع خوردگی ایفا می‌کنند. مهندسان با مطالعه این کلیات درمی‌یابند که فلزات تنها در معرض زنگ‌زدگی ساده نیستند، بلکه ممکن است تحت تنش‌های مکانیکی و محیط‌های خورنده دچار ترک‌خوردگی‌های ناگهانی شوند که شناسایی آن‌ها نیازمند بازرسی‌های دقیق و دانش فنی عمیق است.

پس از شناخت مکانیزم و انواع خوردگی، مبحث حیاتی روش‌های کنترل و حفاظت مطرح می‌شود که هدف آن افزایش طول عمر سازه‌ها و تجهیزات صنعتی است. روش‌های حفاظت در برابر خوردگی طیف وسیعی از استراتژی‌ها را شامل می‌شود که از مرحله طراحی اولیه آغاز می‌گردد؛ طراحی مناسب می‌تواند از تجمع رطوبت و ایجاد نقاط راکد جلوگیری کند. پس از آن، انتخاب مواد مناسب (مانند استفاده از آلیاژهای مقاوم نظیر فولاد زنگ‌نزن) و اعمال پوشش‌های محافظتی (شامل رنگ‌ها، پوشش‌های پلیمری یا آبکاری فلزی) به عنوان سدی میان فلز و محیط خورنده عمل می‌کنند. علاوه بر این روش‌های غیرفعال، روش‌های فعال و بسیار مؤثری مانند “حفاظت کاتدی” نیز وجود دارند که با تبدیل سازه فلزی به کاتد در یک پیل الکتروشیمیایی (از طریق استفاده از آندهای فداشونده یا اعمال جریان برق خارجی)، جلوی اکسید شدن آن را می‌گیرند. استفاده از بازدارنده‌های خوردگی (مواد شیمیایی که به محیط افزوده می‌شوند تا نرخ واکنش را کاهش دهند) نیز در سیستم‌های بسته مانند خطوط لوله و بویلرها بسیار رایج است که مجموع این روش‌ها بسته به شرایط اقتصادی و فنی پروژه انتخاب می‌شوند.