تعریف خوردگی فلزات:
گاهی ممکن است فولاد با آن همه سخت و مقاوم بودنش، تحت تأثیر عوامل محیطی دچار خوردگی شود.
خوردگی فولاد یک فرآیند الکتروشیمیایی است که نیاز به حضور همزمان رطوبت و اکسیژن دارد.
اساساً، آهن موجود در فولاد برای تولید زنگ زدگی اکسید می شود که تقریباً شش برابر حجم ماده اصلی را اشغال می کند.
خوردگی فلزات چیست؟
خوردگی فولاد یک فرآیند طبیعی است که یک فلز تصفیه شده را به شکل پایدارتر شیمیایی مانند اکسید، هیدروکسید یا سولفید تبدیل می کند.
این تخریب تدریجی مواد توسط واکنش شیمیایی و یا الکتروشیمیایی با محیط آن ها است. مهندسی خوردگی رشته ای است که به کنترل و جلوگیری از خوردگی اختصاص دارد.
روش های جلوگیری از خوردگی فولاد در بتن:
در متداول ترین کاربرد عبارت خوردگی فولاد، می توان به معنی اکسیداسیون الکتروشیمیایی فلز در واکنش با اکسیدانی مانند اکسیژن یا سولفات ها اشاره کرد.
زنگ زدگی و تشکیل اکسیدهای آهن، نمونه ای شناخته شده از خوردگی الکتروشیمیایی است که این نوع آسیب معمولاً منجر به تولید یک رنگ نارنجی مشخص می شود.
همچنین خوردگی می تواند در موادی غیر از فلزات و فولاد مانند سرامیک ها یا پلیمر ها نیز وجود داشته باشد، گرچه در این زمینه اصطلاح "تخریب" بیشتر دیده می شود.
خوردگی باعث کاهش خصوصیات مفید مواد و سازه ها از جمله مقاومت، ظاهر و نفوذ پذیری مایعات و گازها نیز می شود.
بسیاری از آلیاژهای ساختاری فقط در اثر قرار گرفتن در معرض رطوبت هوا دچار خوردگی می شوند، اما این فرآیند می تواند به شدت تحت تأثیر قرار گرفتن در معرض مواد خاصی قرار گیرد.
خوردگی می تواند به صورت محلی متمرکز شده و گودال یا ترک هایی ایجاد کند یا می تواند در ناحیه وسیعی گسترش یابد که کم و بیش به صورت یکنواخت سطح را از بین ببرد.
از آنجا که خوردگی یک فرآیند کنترل شده است و در سطوح در معرض شرایط خاص محیطی رخ می دهد، در نتیجه روش های کاهش فعالیت سطح در معرض آسیب، مانند تولید کرومات می توانند مقاومت در برابر خوردگی فولاد را افزایش دهند.
با این حال برخی از مکانیزم های خوردگی فولاد کم تر دیده می شوند و کم تر قابل پیش بینی هستند.
هنگام خوردگی فولاد در یک نقطه خاص در سطح جسم ساخته شده از آهن، اکسیداسیون صورت می گیرد و آن لکه مانند آند رفتار می کند.
الکترون های آزاد شده در این نقطه آندی از طریق فلز حرکت می کنند و به نقطه دیگری از فلز می روند.
در حضور H + (که تصور می شود از H2CO3 تشکیل شده به دلیل انحلال دی اکسید کربن از هوا به آب موجود در آن) اکسیژن را در آن نقطه کاهش می دهد.
شرایط هوای مرطوب جو و وجود یون هیدروژن در آب نیز ممکن است به دلیل انحلال سایر اکسیدهای اسیدی از جو موجود باشد. این لکه مانند کاتد رفتار می کند.
واکنش های خوردگی آهن:
فرآیند شیمایی خوردگی فولاد و فلزات پیچیده است، به طوری که خوردگی فولاد را می توان یک فرآیند الکتروشیمیایی در نظر گرفت که به صورت مرحله ای اتفاق می افتد.
حمله ی اولیه در مناطق آندی در سطح، جایی که یون های آهن وجود دارند، رخ می دهد. الکترون ها از آند آزاد شده و از طریق ساختار فلزی به مکان های کاتدی مجاور سطح حرکت می کنند.
یعنی جایی که آن ها با اکسیژن و آب ترکیب می شوند و یون های هیدروکسیل را تشکیل می دهند، سپس با یون های آزاد شده از آند واکنش نشان می دهند و هیدروکسید آهن تولید می کنند که خود نیز بیشتر در هوا اکسید می شود و اکسید آهن هیدراته را می سازد (یعنی زنگ قرمز).
مجموع این واکنش ها را می توان با معادله زیر نشان داد:
با این حال، پس از یک دوره ی زمانی، اثرات قطبی مانند رشد میزان خوردگی بر روی سطح باعث خفه شدن و توقف روند خوردگی می شود.
طی دوره های طولانی، از دست دادن فلز روی سطح به صورت یکنواخت عجیب نیست و این روند معمولاً به عنوان "خوردگی عمومی" توصیف می شود.
فرآیند خوردگی نیاز به حضور همزمان آب و اکسیژن دارد، به طوری که در غیاب هر دو اصلاً خوردگی ایجاد نمی شود.
|
|
|
|
| نماد اعتماد الکترونیک | نشان ملی ثبت | گواهی شامد ارشاد |
© کلیه حقوق مادی و معنوی این وب سایت متعلق به داده پردازان هومان پویان می باشد.
