معضل خوردگی فلزات در بسیاری از عرصههای اقتصاد ملی از جمله نفت و گاز، پتروشیمی، حملونقل، ماشینسازی و... فراگیر شده است.
1. ضرر اقتصادی
خسارات اقتصادی ناشی از خوردگی سرسام آور است. بر اساس آمارهای خشن داخلی، زیان اقتصادی ناشی از خوردگی به 280 میلیارد یوان رسیده است که حدود 4 درصد از تولید ناخالص ملی (GNP) را تشکیل می دهد. با نگاهی به صنعت جهانی تولید نفت و گاز، طبق برآورد انجمن ملی مهندسین خوردگی (NACE)، کل هزینه خوردگی سالانه جهانی 1.3 میلیارد دلار آمریکا، حدود 8.6 میلیارد RMB است.
2. آلودگی محیط زیست
اتلاف منابع و آلودگی محیط زیست ناشی از خوردگی بسیار جدی است. خوردگی می تواند باعث ایجاد مقدار زیادی زنگ زدگی شود و باعث شکست زودرس مواد فلزی و همچنین باعث اتلاف منابع و انرژی زیادی شود. محصولات خوردگی و کثیفی راندمان انتقال حرارت دیگهای بخار، مبدل های حرارتی و سایر تجهیزات را کاهش می دهند و مقدار زیادی زغال سنگ استاندارد را هدر می دهند. گازهای مضری مانند SO2 که با سوزاندن این زغالسنگها تولید میشوند، آلودگی محیطزیست را تشدید میکنند.
3. خطرات امنیتی
در سال 2011، یک کارخانه پتروشیمی واقع در مخزن رفلاکس بالای دیتانایزر واحد شکنش گاز به طور ناگهانی منفجر شد که منجر به 4 کشته، 1 جراحت جدی، 6 جراحت جزئی و زیان اقتصادی مستقیم 8.69 میلیون یوان شد. بر اساس بررسی های انجام شده حادثه، علت حادثه خوردگی تنشی سولفید هیدروژن بوده که باعث پارگی مخزن جریان مجدد و انفجار شده است.
خوردگی فلز چیست؟
مواد فلزی در اثر عمل محیط اطراف آسیب می بینند که به آن خوردگی فلز (Metallic Corrosion) می گویند.
انواع خوردگی فلزات چیست؟
با توجه به پیچیدگی پدیده ها و مکانیسم های خوردگی، موقعیت و ویژگی های خوردگی فلز به دلیل تفاوت مواد و عوامل محیطی، یعنی حالت تنش، بسیار متفاوت است. بنابراین استانداردها و روشهای طبقهبندی زیادی وجود دارد، اما روشهای رایج طبقهبندی خوردگی شامل طبقهبندی بر اساس مکانیسم خوردگی و طبقهبندی بر اساس شکل خوردگی است.
چگونه بر اساس مکانیسم خوردگی طبقه بندی کنیم؟
با توجه به مکانیسم خوردگی، می توان آن را به خوردگی شیمیایی و خوردگی الکتروشیمیایی تقسیم کرد:
خوردگی شیمیایی به خوردگی فلزات ناشی از واکنش شیمیایی مستقیم بین فلز و غیرالکترولیت اشاره دارد.
خوردگی الکتروشیمیایی تخریب ناشی از برهمکنش الکتروشیمیایی بین فلز و محلول الکترولیت است.
چگونه بر اساس فرم خوردگی طبقه بندی کنیم؟
با توجه به طبقه بندی شکل خوردگی، می توان آن را به خوردگی عمومی و خوردگی موضعی تقسیم کرد:
خوردگی عمومی در کل سطح فلز رخ می دهد و ممکن است یکنواخت یا ناهموار باشد.
خوردگی موضعی در برخی از نواحی فلز متمرکز می شود، در حالی که سایر قسمت ها دارای خوردگی کم یا بدون خوردگی هستند. انواع مختلفی از خوردگی موضعی وجود دارد که به طور کلی به دسته های زیر تقسیم می شوند:
خوردگی گالوانیکی: در محلول الکترولیت، هنگامی که فلزات غیرمشابه در تماس هستند، فلز با پتانسیل بالاتر، فلزی با پتانسیل پایینتر را برای تسریع در خوردگی ارتقا میدهد.
خوردگی حفره ای: آسیب خوردگی عمدتاً در برخی از نقاط فعال متمرکز می شود، قطر سوراخ خوردگی برابر یا کوچکتر از عمق سوراخ خوردگی است و در موارد شدید می تواند منجر به سوراخ شدن تجهیزات شود.
خوردگی شکافی: خوردگی که در شکاف هایی مانند پرچ، اتصالات رزوه ای، اتصالات جوشی و واشر رخ می دهد.
خوردگی بین دانه ای: خوردگی در امتداد بین دانه ای ادامه می یابد، نیروی پیوند بین اتم های فلز از بین می رود و استحکام مکانیکی فلز به شدت کاهش می یابد. اغلب هیچ تغییر آشکاری در ظاهر فلز قبل از آسیب وجود ندارد.
خوردگی تنشی: شکست ترک خوردگی که تحت اثر ترکیبی تنش کششی و محیط خورنده رخ می دهد و با سرعت قابل توجهی منبسط می شود. انواع متداول آن ترک خوردگی ناشی از تنش سولفید و ترک خوردگی تنش سولفید هیدروژن است.
خستگی ناشی از خوردگی: خوردگی فلزات تحت اثر محیط خورنده و تنش متناوب.
چگونه می توان تاثیر خوردگی بر روی برنامه کاربردی را در فرآیند واقعی برنامه کاهش داد؟
1. نوع خوردگی را تعیین کنید
در کاربرد میدانی، نوع خوردگی با توجه به نوع محیط، فشار، دما، شرایط محیطی و محل خوردگی قضاوت می شود و روش مناسب ضد خوردگی انتخاب می شود. به عنوان مثال، در صنعت نفت و گاز، قطعات شیر لوله ابزار و خط لوله فرآیند اصلی از محصولاتی از مواد مختلف استفاده می کنند که ممکن است منجر به خوردگی گالوانیکی شود.
2. مواد مقاوم در برابر خوردگی مناسب را انتخاب کنید.
هنگام انتخاب مواد، باید نوع محیط خورنده داخلی، فشار و محیط خارجی را در نظر گرفت. اگر محیط از حد معین دمایی فراتر رفت، استفاده از فولاد ضد زنگ 316 در دریا توصیه نمی شود.
3. موقعیتی که ممکن است خوردگی شکاف رخ دهد را کاهش دهید.
تماس با فلزات ناسازگار را کاهش دهید. در فراساحل، هنگامی که لوله های فلزی و تکیه گاه های لوله فلزی با هم استفاده می شوند، خطر خوردگی شکاف زیاد است. توصیه می شود که هنگام انتخاب مواد ساپورت لوله، یک تکیه گاه لوله با واشر انتخاب کنید.
خوردگی یک مشکل پرهزینه است. اگر بتوان نوع خوردگی و محل خوردگی را به سرعت شناسایی کرد، خطر احتمالی را می توان تا حد زیادی کاهش داد. تکنسین های با دانش حرفه ای اغلب می توانند محل وقوع خوردگی را پیش بینی کنند و مواد فلزی مناسب را از قبل برای جلوگیری از خوردگی انتخاب کنند. این امر عملکرد، یکپارچگی و امنیت سیستم های تولید را تا حد زیادی بهبود می بخشد.
