روش های جلوگیری از خوردگی فلزات

در این مطلب از خانه معماری قصد داریم به بررسی و معرفی روش های جلوگیری از خوردگی فلزات مختلف بپردازیم. همچنین انواع خوردگی در فلزات را نیز مورد بحث و بررسی قرار می دهیم. با ما همراه باشید.

خوردگی چیست؟

به تغییر خواص فلز در اثر واکنش الکتروشیمیایی بین آن و محیط، خوردگی گفته می شود و یک پدیده کاملاً طبیعی است و به خودی خود صورت می گیرد. خوردگی همواره در فلزات مختلف رخ می دهد، حتی امروزه با پیشرفت های چشمگیر تکنولوژی شاهد این پدیده هستیم. در فلزات فرآیندی به نام اکسیداسیون رخ می دهد که باعث خوردگی آن ها می شود و در حقیقت منجر به تغییر خواص فیزیکی و شیمیایی فلز می گردد. به طور کلی فلزات موجود در سنگ ها مختلف موجود در سطح زمین به شکل ترکیبات شیمیایی یافت می شوند و پایدار هستند. در صورتی که نیرویی از سمت محیط اطراف سنگ به آن وارد نشود، سنگ قادر به حفظ ترکیب اولیه خود خواهد بود.

فلزات برای این که تبدیل به فلز خالص شوند و در صنایع مختلف مورد استفاده قرار گیرند باید از سنگ های معدنی استخراج شوند که این امر در حقیقت نوعی فرآیند الکترون گیری محسوب می شود. یعنی ترکیبات فلزی درون سنگ برای تبدیل شدن به فلز خالص، الکترون جذب می کنند که به این الکترن ها، الکترون های میهمان گفته می شود که منجر به جداسازی فلز از سنگ می شود.

این الکترون های میهمان پس از استخراج و جداسازی فلز از سنگ باید از فلز خارج شوند که در این صورت فرآیند اکسیداسیون رخ می دهد و در نتیجه فلز دچار خوردگی و تغییر رنگ فلز می شود. این به دلیل آن است که فلزات به دنبال بازگشت به حالت پایدار اولیه خود، یعنی زمانی که در سنگ بوده اند، هستند. از این رو به دنبال فرصتی برای بیرون راندن این الکترون ها هستند. به عبارتی می توان گفت فلز در اثر پدیده خوردگی به حالت پایدار اولیه خود بازمی گردد.

عوامل تاثیرگذار در خوردگی فلزات

به طور کلی فلزات به شکل نوعی ترکیب در کانی های سنگ وجود دارند و هیچ فلزی به شکل عنصری خالص در طبیعت یافت نمی شود. در حقیقت خوردگی فلز به منظور پایدارسازی فلزات و رساندن آنها به ترکیب اولیه است و همان طور که گفته شد پدیده ای کاملاً طبیعی است. فلزات با قرار گرفتن در معرض هوا دچار خوردگی و زنگ زدگی می شوند و این خوردگی به صورت شیمیایی و الکتروشیمیایی صورت می گیرد. از عوامل تاثیرگذار در خوردگی شیمیایی فلزات می توان به مواردی از قبیل: محلول های روغنی و گازهای خشک و در خوردگی الکتروشیمیایی فاکتورهایی مانند نمک های محلول، اسیدها و بازها اشاره کرد.

معرفی انواع خوردگی در فلزات

فلزات به اشکال مختلفی دچار خوردگی می شوند که در ادامه به معرفی انواع مختلف آن ها می پردازیم:

خوردگی تنشی و حفره ای

خوردگی تنشی زمانی رخ می دهد که فلزی در یک محیط خورنده تحت تاثیر تنش کششی قرار گیرد. در صورت رخ دادن خوردگی تنشی قسمتی از فلز که تحت تنش قرار گرفته دچار ترک خواهد شد. یکی دیگر از انواع خوردگی فلزات، خوردگی حفره ای است که عامل اصلی آن، یون های کلر و کلرید هستند. در صورتی که فولاد ضد زنگ دچار خوردگی حفره ای شود، سازه مقداری از وزن خود را از دست می دهد و به راحتی می شکند. از این رو خوردگی حفره ای برای فولاد ضد زنگ بسیار مضر است. خوب است بدانید عمق حفره هایی که در نتیجه این خوردگی ایجاد می شوند، بیشتر از قطر خود است و همین باعث می شود تا با عمیق شدن حفره ها، فلز سوراخ شود.

خوردگی آبشویی ترجیحی و حمله یکنواخت

آبشویی ترجیحی به جدا شدن روی از آلیاژ برنج اطلاق می شود که نوعی خوردگی محسوب می شود و زمانی رخ می دهد که یکی از عناصر آلیاژ جامد در مجاور اسیدهای آبی قرار گیرد و یا به واسطه یک واکنش خوردگی ترجیحی خورده شود. در خوردگی نوع حمله یکنواخت، سطح فلز به صورت یکنواخت تحت تاثیر قرار می گیرد و رایج ترین نوع خوردگی محسوب می شود.

خوردگی شکافی و گالوانیک

زمانی که یک عنصر خورنده در شکاف بین دو جزء قرار گیرد، خوردگی شکافی رخ می دهد که در این صورت منجر به افزایش غلظت عنصر خورنده در اثر گسترش واکنش و در نهایت پیشروی خوردگی می شود. خوردگی گالوانیک در اثر تماس دو فلز متفاوت در مجاورت یک عنصر خورنده با یکدیگر رخ می دهد. در این صورت یک واکنش الکتروشیمیایی در نقطه تماس دو فلز رخ داده و یک ماده نقش کاتد و دیگری نقش آند را ایفا می کند. سپس آند اکسید شده ولی کاتد تحت فرآیند اکسیداسیون قرار گرفته و تغییر نمی کند و در نهایت منجر به خوردگی از نوع گالوانیک می شود.

خوردگی درون دانه ای و فرسایشی

خوردگی درون دانه ای زمانی رخ می دهد که به مرز دانه ها در فلز پلی کریستال حمله شود. از عوامل مهمی که می توانند منجر به خوردگی فولاد ضد زنگ آستنیتی شوند می توان به: تهی یا غنی بودن مرزدانه ها و یا وجود ناخالصی ها اشاره کرد. نوع دیگری از خوردگی فلزات وجود دارد که با عنوان خوردگی فرسایشی شناخته می شود که در اثر حرکت نسبی یکی از دو ماده ای که در تماس با یکدیگر هستند، رخ می دهد. این خوردگی به از بین رفتن روکش های ضد زنگ منجر می شود.

روش های جلوگیری از خوردگی فلزات

حال که با انواع خوردگی فلزات آشنا شده اید، بهتر است که با روش های جلوگیری از خوردگی نیز آشنا شوید. در ادامه به معرفی این روش ها می پردازیم:

پوشش کروماتی و فسفاتی و گالوانیزه

پوشش کروماتی و فسفاتی را از خود فلز تولید می کنند و با عنوان پوشش های تبدیلی نیز معرفی و شناخته می شوند. در این روش، محلول های اسید سولفوریک به همراه نمک های فسفات باعث می شود تا سطح فلزات به فسفات یا کرومات تبدیل شده و به عنوان لایه ای محافظ برای فلز مورد استفاده قرار گیرند. پوشش گالوانیزه یکی از روشهای جلوگیری از خوردگی فلزات است که معمولاً برای روکش کاری آهن و فولاد کاربرد دارد. برای جلوگیری از خوردگی فولاد، همچنین از پوشش کادمیوم با استفاده از آبگیری نیز استفاده میشود. یکی از روش های جالب برای جلوگیری از خوردگی فلزات، پوشش اکسید فلزات است. جالب است بدانید با ایجاد اکسید بر روی برخی فلزات، از آن ها در برابر عوامل خورنده محافظت میکند. یکی از این فلزات، آلومینیوم است که برای جلوگیری از خوردگی آن از یک لایه اکسید آلومینیوم بر روی آن استفاده میکنند.

رنگ آمیزی و پوشش قلع

رنگ آمیزی فلزات یکی از روش های جلوگیری از خوردگی است، چرا که با رنگ آمیزی از انتقال الکترون و در نهایت از خوردگی می توان جلوگیری کرد. رنگ همواره از گذشته تا به امروز به عنوان نوعی عایق برای جلوگیری از واکنش بین آند و کاتد به شمار می رود و هزینه زیادی نیز به همراه ندارد. پوشش قلع یکی دیگر از روش های جلوگیری از خوردگی فلزات است. از آنجایی که قلع به راحتی اکسید می شود، آن را در برابر عوامل خورنده محافظت می کند.