مقدمه ای بر خوردگی و لزوم جلوگیری از هزینه های خوردگی
تهیه و تنظیم : داریوش مصطفی نژاد
فوق لیسانس مهندسی پلیمر – رنگ
واحد تحقیق و توسعه شرکت رنگ آرتیستون
مینا رفیعی ( لیسانس مهندسی شیمی )
واحد تحقیق و توسعه شرکت صنعتی و شیمیایی رنگین ( هادی رنگ )
روشهای جلوگیری از خوردگی شامل موارد ذیل می‌باشد:
۱- حفاظت کاتدی و آندی
۲- پوششهای فلزی
۳- پوششهای تبدیلی
۴- پوششهای آلی
۵- طراحی[۳,۴]
حفاظت کاتدی
در صنعت، خطوط لوله، مخازن، پوسته چاه‌ها، سازه‌های بتون مسلح، کابلهای ارتباطی و غیره، استفاده گسترده‌ای از فلزات در زیرزمین می‌شود. این امر مستلزم سرمایه‌گذاری بسیار زیاد در این موارد است.
این سازه‌های فلزی که در تماس مستقیم با خاک و یا آب هستند، در صورت حفاظت نشدن دچار خوردگی می‌شوند. فولاد مدفون‌شده در زیر خاک و یا غوطه‌ور در آب، معمولاً خوردگی به طور خودبه‌خودی صورت می‌گیرد. هزینه تعویض و تعمیر سازه‌های خسارت‌دیده دراثر خوردگی زیرزمینی نیز می‌تواند قابل‌ملاحظه باشد.
معمولاً حفاظت توسط پوششها برای این‌گونه تأسیسات کافی نیست، در این پوششها، حفره‌ها و سوراخ‌هایی که اصطلاحاً به هالیدی معروف‌اند ایجاد می‌شود که موجب می‌شوند نقاطی از فلز بدون پوشش باقی بماند. حفاظت کاتدی یک روش الکتروشیمیایی است که می‌توان از آن برای حفاظت سازه‌های فلزی که در الکترولیت‌هایی نظیر آب، خاک مرطوب و یا حتی بتن قرار دارند استفاده کرد. در این روش جریانی از فصل مشترک فلز- الکترولیت عبور می‌کند، به‌نحوی که واکنش کاتدی بر واکنش آندی انحلال فلز غلبه پیدا می‌کند.
دو روش برای برقراری جریان الکترون‌ها وجود دارد:
الف) زوج کردن سازه فلزی غوطه‌ور در الکترولیت با یک فلز فعال‌تر نظیر روی و یا منیزیم، که نتیجه این روش به‌وجود آمدن یک پیل گالوانیکی است که فلز فعال به عنوان آند و سازه فلزی کاتد می‌شود. در این حالت آند به تدریج ازبین می‌رود، که این آند به آند فداشونده معروف است.
ب) با استفاده از یک منبع تغذیه خارجی جریانی مستقیم بین سازه فلزی و یک آند کمکی اعمال می‌شود. در این حالت سازه فلزی الکترون‌های اضافی را دریافت کرده، درنتیجه حفاظت خواهد شد [۴].
پوششهای فلزی (آبکاری)
آبکاری فلزات یک فرآیند الکتروشیمیایی است و عبارت است از ایجاد یک پوشش فلزی به طریقه الکترولیز بر روی زمینه فلزی یا غیر فلزی.
درحین این فرآیند، واکنش‌های شیمیایی در فصل مشترک الکترود و الکترولیت انجام می‌شود که منجر به اکسیداسیون و احیا می‌شود. استفاده از جریان برق مستقیم و حتی جریان برق متناوب جهت انجام واکنش‌های مورد نظر ضروری است.
اتفاقات متعددی در کاتد، آند و الکترولیت به وجود می‌آیند که همه آنها خودبه‌خود و یا هم‌زمان‌اند و سیستم در تمام مدت در حالت تعادل باقی می‌ماند [۳] .
انواع آبکاری:
۱- آبکاری روی
۲- آبکاری نیکل
۳- آبکاری مس
۴- آبکاری کروم [۳] .
پوشش های تبدیلی
اکسیداسیون آندی و یا به‌اصطلاح آنودایزینگ عبارت است از ایجاد قشر نازکی از اکسید آلومینیوم بر روی سطح فلز آلومینیوم جهت جلوگیری از خوردگی فلز.
برای آنودایزینگ می‌توان از جریان مستقیم یا متناوب استفاده نمود. در آنودایزینگ اجسام مورد آبکاری (برعکس آبکاری دیگر فلزات به کاتد متصل می‌شود) در یک محلول رقیق اسیدی به آند متصل می‌گردد.
در اثر الکترولیز آب، در آند اکسیژن تشکیل می‌گردد که با آلومینیوم ترکیب شده و اکسید آلومینیوم ایجاد می‌شود. این قشر اکسید به طور مکانیکی در آلومینیوم جداناپذیر است
پوشش های آلی
یکی از روشهای مهم حفاظت از فلزات در برابر خوردگی استفاده از پوششهاست. پوششها با جلوگیری از انتقال الکترون و یا به عبارت دیگر قطع جریان الکتریکی از سطح فلز محافظت می‌کنند. دراصل دو ماده فعال (زمینه و محیط خورنده) را از یکدیگر جدا می‌نماید. دلیل موفقیت صنعت پوشش در گذشته بستگی به عملکرد آنها و توانایی مؤثر از حفاظت سازه‌های فولادی بود ولی مهمترین عامل در دو دهه گذشته کنترل و سامان‌دهی و تأثیر آن بر محیط و سلامت بود. پوششهای آلی عموماً از موادی به نام رزین، رنگدانه، حلال، مواد افزودنی و مواد پرکننده هستند.
۱- رزین: جزء اصلی پوششهای آلی را رزین تشکیل می‌دهد و انتخاب نوع پوشش از روی تعیین نوع رزین انجام می‌پذیرد. در اصل رزین‌ها پلیمرها و یا کوپلیمرهایی با وزن مولکولی بالا هستند که در درون زنجیر خود گروه‌های فعال دارند. از نقش اصلی رزین در پوشش تشکیل فیلم رنگ روی زمینه و ایجاد چسبندگی بر روی سطح و نیز پیوند دادن اجزایی پوشش به یکدیگر می‌باشد.
۲- رنگدانه : رنگدانه ها ذراتی هستند که برای ایجاد خصوصیاتی نظیر ایجاد فام، پوشانندگی، دوام و استحکام مکانیکی و محافظت فلز در مقابل خوردگی در پوشش به کار می‌رود.
۳- حلال‌ها: مایعات شیمیایی فراری هستند که برای دقیق کردن رزین و ایجاد بهبود خواص رنگ و ایجاد شرایط اعمال مناسب به کار می‌روند.
۴- مواد افزودنی: این مواد برای دستیابی به خواص مطلوب و اصلاح رنگ به کار می‌روند.
۵- پرکننده‌ها (فیلترها): پرکننده‌ها برای پایین آوردن قیمت رنگ و صرفه اقتصادی وایجاد برخی خواص مکانیکی ، حجم دادن به فیلم در رنگ به آن اضافه می‌شوند.
جهت نیل به هدف جلوگیری از خوردگی پنج مکانیزم جهت حفاظت از فلز در برابر خوردگی در پوششهای آلی مورد استفاده قرار می‌گیرد، این مکانیزم‌ها عبارتند از:
-۱اثر ممانعتی فیلم یا محمل
-۲اثر ممانعتی رنگدانه
-۳بکارگیری و استفاده از رنگدانه‌های ممانعت کننده فعال معدنی
-۴افزایش کارایی محمل (Vehicle)
– ۵رنگدانه‌های فدا شونده[۴] .
نوشته های مرتبط
