تحقیق مقاله خوردگی در حفاظت آندی

خلاصه مقاله:

حفاظت آندی از جمله روشهای کنترل خوردگی است که با استفاده از تغییر پتانسیل سطح صورت می گیرد. با نگه داشتن پتانسیل فلز در محدوده روئین بوسیله اعمال جریان خارجی سطح فلز یا آلیاژ در برابر محیط روئینشده و تحت حفاظت قرار می گیرد. دراین مقاله خوردگی و حفاظت نمونه های فولاد ساده کربنی در اسید سولفوریک با غلظت های بالا در دماهای مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. بوسیله اطلاعات بدست امده از آزمایشهای پلاریزاسیونتانسیواستاتیک (E-Log i) ومنحنی های پتانسیواستاتیک (I-t) اثر پارامترهای زمان، پتانسیل، غلظت و دما بر روی حفاظت آندی بررسی شده است. نتایج نشان میدهد که با کاهش غلظت (از 98 درصد به 92 درصد) و افزایش دما سرعت خوردگی، افت نهایی جریان در پتانسیل حفاظت زیاد شده است. ترکیب شیمیایی لایه روئین بوسیله E.D.A.X , X.R.D نیز مورد بررسی قرار گرفته است. ترکیب لایه بصورت سولفات آهن با مقداری آب تبلور متفاوت (در غلظت های مختلف) می باشد.

روش‌های حفاظت و جلوگیری از خوردگی

1 جلوگیری از خوردگی با تغییر نوع فلز و طراحی‌های مناسب

الف) تغییر ترکیب (تغییر نوع آلیاژ)

ب) طراحی مناسب

2 حفاظت فلزات با اصلاح محیط خورنده

الف) برداشت عوامل خورنده از محیط

ب) افزایش مواد بازدارنده

(آبکاری کردن) نشاندن لایه‌ای از روی برروی

3 جلوگیری از خوردگی با روش پوشش‌دهی به سطح

الف) پوشش‌ فلزی (فلزنشانی اندود‌کاری)

ب) پوشش‌های غیرفلزی (معدنی) (فسفاته‌کاری و کروماتوکاری) زیررنگ

ج) پوشش‌های آلی (استفاده از رنگ‌های آلی)

4 حفاظت از خوردگی با تغییر مقدار پتانسیل فلز محیط خورنده:

الف) حفاظت کاتدی

ب) حفاظت آندی

1 تغییر نوع آلیاژ: در انتخاب آلیاژ‌ها باتوجه به نوع محیط خورنده باید دقت لازم صورت گیرد تا از یک آلیاژ مناسب برای کاربرد مورد نظر استفاده نمود

با تشکیل آلیاژ مناسب و یا انجام عملیاتی که به هنگام تلخیص و استخراج صورت می‌گیرد همانند اجرای عملیات حرارتی مناسب و یا سردن کردن مناسب و یا تغییر شرایط سطحی از قبیل صیغل‌کاری و اسید‌شوئی می‌توان به مقدار قابل ملاحظه‌ای مقاومت فلز را در برابر خوردگی افزایش داد.

2 طراحی مناسب : وظیفه یک مهندس طراحی تاسیسات آن است که قطعات بکار رفته از لحاظ ساخت و استفاده از تاسیسات دارای استحکام مکانیکی ماکزیمم باشد همچنین درخصوص ساخت بناها و تاسیسات ضرورت‌های اساسی رعایت شود. برای مثال رعایت مکان جغرافیائی، اطلاع از میزان خوردگی در محیطی که تاسیسات اجیاد می‌شود. شناخت اتمسفر موجود در محیط‌ها و غیره.

طراحی می‌بایست تا حد امکان ساده باشد زیرا هرچه شکل تاسیسات ساده‌تر باشد یعنی آنکه زوایا، گوشه‌ها و لبه‌ها و سطوح داخلی کمتر باشد احتمال خوردگی ضعیف‌تر است. (زیرا در این نقاط تجمع انرژی بیشتر است)

3 برداشت عوامل خورنده از محیط: برای حذف عوامل خورنده از محیط می‌توان اعمال زیر را انجام داد:

1 حذف اکسیژن از آب با تقلیل فشار محیط

2 حذف اسید‌ها از محیط با خنثی کردن 3

حذف املاح وجود در آب و ...

4 حفاظت کاتدی و آندی: نظر به اینکه خوردگی فلزات در محیط‌های مرطوب ماهیت الکتروشیمیائی دارند. لذا با استفاده از ماهیت الکتروشیمیائی و بکار بردن روش‌های اکتروشیمیایی مناسب مقدار پتانسیل الکترود به نحوی تغییر داده می‌شود تا سرعت خوردگی انحلال فلز به حداقل برسد.

حفاظت آندی: در حفاظت آندی، آند نقطه مورد نظر می‌باشد و کاتد یک فلز مقاوم مانند برنج با پوشش پلاتین است و الکترود سوم، الکترود مرجع می‌باشد که دستگاه پتانسیواسکات محلول (پتانسیومتر را نسبت به آند ثابت در نظر می‌گیرد).

همه ی ما تاکنون زنگ زدگی آهن که آن را به رنگ زردی در می آورد، سبز شدن ظرف مسی و سیاه شدن نقره را دیده ایم .

همه ی این ها نمونه هایی از خوردگی هستند. پس بنابر این خوردگی فلزات عبارت است از: واکنش فلزات با محیط و مواد درون محیط برای تبدیل آن فلز به شکل پایدارترش یعنی اکسید یا سولفور یا کربنات.

خوردگی معمولا از سطح فلز آغاز شده و تا درون آن نفوذ می کند که این کار تدریجی و پیوسته صورت می پذیرد.

فلزات یا آلیاژها به یکی از چهار شکل زیر خورده می شوند:

1- خوردگی شیمیایی: که بین یک جامد (فلز) و  یک مایع یا گاز رخ می دهد. اگر با گاز خورده شود در این صورت خوردگی خشک و اگر با مایع خورده شود نوعی از خوردگی اتفاق افتاده است که جریان الکتریکی نقشی در آن نمی تواند داشته باشد.

برای این نوع خوردگی مثال خیلی کم وجود دارد به گونه ای که تنها می توان به خورده شدن فلز توسط جیوه اشاره کرد.

2- خوردگی الکتروشیمیایی: این نوع خوردگی هنگامی ایجاد می شود که در فلز یا در جسم، ناهمگنی وجود داشته باشد. وجود ناهمگنی در فلز سبب ایجاد پیل شده و بین کاتد و آند جریان الکتریکی به وجود آمده و فلز خورده می شود.چون تمام فلزات همگن نیستند بنابر این اگر در یک الکارولیت قرار گیرند خورده می شوند آن هم به شکل الکتروشیمیایی .

3- خوردگی بیوشیمیایی: که توسط عوامل زیستی مانند باکتری ها این نوع خوردگی ایجاد می شود. مانند خورده شدن لوله های نفت در دل زمین به وسیله ی باکتری ها.

4- خوردگی فرسایشی: که با سایش بین یک ماده ی جامد یا مایع یا حتی گاز با فلز موجب خوردگی فرسایشی می شود مانند خوردگی لوله های آب به وسیله ی عبور آب از درون آن.

 عوامل موثر در خوردگی فلزات:

1- درجه ی خلوص فلز : هرچه فلز خالص تر باشد و ناهمگنی کم تری داشته باشد دیرتر خورده می شود.

2- تغییرات فیزیکی و مکانیکی فلز

3- غلظت ماده ی موثر و جنس آن(عامل خورنده)

4- مقدار اکسیژن

 محیطPH5-

6- درجه ی حرارت

 حفاظت در برابر خوردگی:

برای این کار ما سه روش پیش رو داریم:

1- ایجاد پوشش و قراردادن ماده ای بین محیط و فلز

2- سلسله اعمالی را که به آن ها نام اعمال الکتروشیمیایی می دهند روی فلز انجام دهیم تا خوردگی کم یا هیچ گردد.

3- موادی را درون فلز افزایش دهیم تا سرعت خوردگی کم شود که از این مواد با عنوان کندکننده های خوردگی یاد می شود.

 حفاظت یا ایجاد پوشش: که در این روش فلز یا پلاستیک یا رنگی را روی فلز می کشند تا مانع از خوردگی آن شوند.

حفاظت با رنگ: برای حفاظت از فلز با رنگ به دو نوع رنگ نیاز داریم:

1- رنگ آستری

2- رنگ نهایی

رنگ آستری معمولا روغن کتان یا گلیسروفتالیک است که دارای کرومات روی است.