جلوگیری از خوردگی فلزات

روشهای جلوگیری از خوردگی فلزات و آلیاژها

فلزات و آلیاژها

متداولترین روش جلوگیری از خوردگی انتخاب فلز یا آلیاژ مناسب برای کاربرد مورد نظر است. چون این روش در واقع مهمترین روش جلوگیری یا کم کردن خسارت حاصل از خوردگی است. یکی از متداولترین برداشتهای غلط افرادی که با متالوژی یا مهندسی خوردگی آشنایی ندارند درباره مواد استفاده و ویژگیهای فولاد ضد زنگ می باشد. فولاد ضد زنگ به معنای واقعی «ضد زنگ» نبوده، همچنین مقاوم ترین فلز در برابر خوردگی نیز نبوده و یک آلیاژ مشخص هم نیست. فولاد ضد زنگ یک اسم کلی است که به یک گروه بیش از 30 نوع آلیاژ مختلف شامل 5/11 تا 30 درصد کرم و صفر تا 22 درصد نیکل به همراه عناصر آلیاژی دیگر اطلاق می شود.

فولادهای ضد زنگ در مقابله با خوردگی کاربرد وسیعی دارند، ولی بایستی به خاطر داشت که در تمام محیطها مقاوم نیستند. در حقیقت، در بعضی شرایط مثل محیطهای حاوی کلر در صورت وجود تنش در فلز، فولادهای ضد زنگ از فولاد ساختمانی معمولی هم ضعیف تر است. فولادهای ضد زنگ نسبت به فولادهای ساختمانی معمولی استعداد بیشتری به خودگی موضعی مثل خوردگی بین دانه ای، ترک خوردن در اثر خوردگی توام با تنش و حفره دار شدن دارند. غالباً کیفیت فولادهای ضد زنگ را بوسیله آهن ربا تعیین می کنند. اعتقاد بر این است که فولادهای ضد زنگ غیر مغناطیسی بهتر از نوع مغناطیسی هستند.

رابطه ای بین مغناطیس پذیری و مقاومت خوردگی وجود ندارد. تحت بعضی شرایط بسیاری از فولادهای ضد زنگ مغناطیسی بهتر از انواع غیر مغناطیسی کار می کنند. بطور خلاصه، این تصور که فولادهای ضد زنگ در کاربردهای مشتمل بر خوردگی همواره بهترین هستند، منجر به انهدام های بسیار زیادی شده است. در حقیقت فولادهای ضد زنگ گروهی از آلیاژهای مقاوم در برابر خوردگی با قیمت نسبتاً کم هستند که بایستی با احتیاط و دقت مورد استفاده قرار بگیرند.

در انتخاب آلیاژها، چند زوج موفق فلز- محیط خورنده وجود دارد. این زوجها معمولاً نشان دهنده بیشترین مقاومت خوردگی با حداقل هزینه می باشند. بعضی از این زوجهای موفق در زیر آمده است:

1- فولاد ضد زنگ- اسید نیتریک

2- نیکل و آلیاژهای آن- مواد قلیایی

3- موئل- اسید فلوریدریک

4- هاستولی ها (کلریمیت ها)- اسید کلریدریک گرم

5- سرب- اسید سولفوریک رقیق

6- آلومینیوم- اتمسفرهای پاکیزه

7- قلع- آب مقطر

8- تیتانیم- محلولهای اکسیدان قوی و گرم

9- تانتال- بیشترین مقاومت

10- فولاد- اسید سولفوریک غلیظ

 لیست فوق تنها لیست از زوجهای موفق نیست. در بسیاری موارد، مواد ارزان تر یا مواد مقاومت تر وجود دارند. برای کار در اسید نیتریک، معمولاً اولاً فولاد ضد زنگ در نظر گرفته می شود، زیرا فولادهای ضد زنگ دارای مقاومت عالی در این محیط تحت شرایط بسیار مختلف می باشد. قلع و پوششهای قلع، تقریباً همیشه برای نگهداری یا لوله کشی آب مقطر خیلی انتخاب می شود. سالهای زیادی است که تانتال را بعنوان فلزی که دارای بالاترین مقاومت خوردگی است بکار می برند. تانتال در اکثر اسیدها در تمام غلظتها و تمام دماها مقاومت است و معمولاً در شرایطی که کمترین مقدار خوردگی بایستی وجود داشته باشد، مثلاً در اندام های مصنوعی داخل بدن انسان به کار می رود.

یک ویژگی جالب در مورد تانتال این است که از نظر مقاومت در برابر خوردگی تقریباً  شبیه شیشه است، هم شیشه و هم تانتال در تمام محیطها مقاومند بجز اسید فلوریدریک و محلولهای بازی.

به علت این شباهت تانتال و شیشه، تولید کنندگان تجهیزات با روکش شیشه ای از درپوشهایی از جنس تانتال برای پوشاندن نواقص سطحی روکش استفاده می کنند.

همچنین چند قانون کلی دیگر نیز در انتخاب فلزات و آلیاژها می توان مورد استفاده قرار داد. در محیطهای احیاء کننده یا غیر اکسیدان مثل اسیدها و محلولهای آبی فاقد هوا، از نیکل، مس و آلیاژهای آنها می توان استفاده کرد. در شرایط اکسید کننده، آلیاژهای کرم دار مفید هستند. در شرایط اکسید کننده بسیاری قوی تیتانیم و آلیاژهای آنها قابل استفاده است.

مقاومت خوردگی یک فلز خالص معمولاً بهتر از فلز ناخالص است. لکن فلزات خالص معمولاً گران تر بوده و نسبتاً نرم و ضعیف هستند. بطور کلی این روش در مورد معدودی که خیلی خاص می باشند به کار برده می شود.

آلومینیوم مثال خوبی است زیرا در حالت نسبتاً خالص 5/99% نسبتاً ارزان است. برای نگهداری آب اکسیژنه از آلومینیوم خالص تجاری استفاده می کنند، زیرا وجود ناخالصیها می تواند باعث تجزیه آب اکسیژنه گردد. در یک مورد دیگر، در اثر جدایش ناخالصیهای آهن در آلیاژ آلومینیوم خوردگی موضعی واقع گردید. تقلیل مقدار ناخالصی آهن باعث از بین رفتن خوردگی فوق شد.

مثال دیگر زیر کونیم تولید شده به وسیله قوس الکتریکی است که از نظر خوردگی دارای مقاومت بیشتری نسبت به زیرکونیم تولید شده به وسیله کوره القائی است. علت این امر وجود ناخالصی بیشتر در زیرکونیم تولید شده به وسیله کوره القایی است. این یک کاربرد خاص در نیروگاههای اتمی است که مقادیر بسیار کم خوردگی، خیلی زیادی محسوب می شود.

 منبع:www.mserc.ir