روش‌های جلوگیری از خوردگی در صنایع
نگهداری، تعمیر و تعویض قطعات و سازه های فلزی که دچار خوردگی می شوند ، هزینه های بالایی را طلب میکنند . خسارت های مستقیم وغیر مستقیم ناشی از خوردگی در کشور های صنعتی بالغ بر ۴ درصد تولید ناخالص ملی آنها می باشد این در حالی است که بیش از ۴۰ درصد از خوردگی فلزات به دلیل انتخاب نامناسب مواد، طراحی غیر اصولی و استفاده نکردن از پوشش های کار آمد و بادوام رخ میدهد که البته تمام این موارد قابل برطرف کردن بوده و خوردگی ناشی از آن قابل پیشگیری می باشد [۱] .
یکی از متداولترین روش های محافظت در برابر خوردگی اعمال پوشش آلی است و ۸۵ تا ۹۰ درصد تمام سطوح فلزی در جهان با پوشش های آلی پوشش داده شده اند .
استفاده از رنگدانه های ضد خوردگی در پوشش آلی مقاومت آن را در برابر خوردگی به میزان قابل توجهی افزایش مید هند . رنگدانه های سد کننده دسته های از رنگدانه های ضد خوردگی هستند که بصورت فیزیکی به اثر ممانعتی فیلم رنگ می افزایند . بدین معنی که میزان نفوذپذیری فیلم رنگ در برابرعوامل خورنده را کم می کنند . این رنگدانه ها عموما از نظر شیمیایی خنثی بوده و غیر فعال محسوب می شوند ( به غیر از رنگدانه آلومنیوم ورقه ای که به لحاظ شیمیایی فعال است ) .
رنگدانه های سد کننده معمولا به اشکال ورقه ای ، صفحه ای و لایه ای هستند . این اشکال خاص رنگدانه ، دیواره ای در مقابل نفوذ عوامل خورنده تشکیل داده و افزایش طول موثر مسیر عوامل خورنده مانند آب و اکسیژن را به سطح فلزمنجر می گردند.
رنگدانه های نظیر میکا ، اکسید آهن میکائی ، پرک آلومنیوم و برنز ، زینک فسفات و در نهایت پرک شیشه که به پیگمنت های سد کننده معروف می باشند موجب بلوکه شدن عوامل خورنده گشته و مسیر عبور این عوامل را تا رسیدن به فلز طولانی می کنند [۲] .
پوشش ضد خوردگی برپایه رزین اپوکسی وپیگمنت پرک شیشه با توجه به خصوصیات کاربردی و خواص خوردگی ، مکانیکی و سایشی … مورد بررسی قرار گرفت است .
تعریف خوردگی
برای خوردگی فلزات تعاریف گوناگونی گزارش شده‌است. ازنظر علمی خوردگی به صورت تخریب و یا ازبین رفتن فلزات در اثر واکنش‌های شیمیایی یا الکتروشیمیایی فلز و محیط خورنده تعریف می‌گردد.
انجام همزمان دو واکنش اکسایش و احیا در فصل مشترک فلز- محلول از تجمع بیش‌ازحد بارهای مجزا جلوگیری کرده و اکسایش و یا تخریب فلز را موجب می‌شود. در حقیقت این‌گونه تخریب ماده را خوردگی می‌نامند. مکانیزم شامل یک واکنش اکسایش یا آندی است که به طور همزمان با یک واکنش احیا یا کاتدی صورت گرفته و هر دو واکنش در فصل مشترک فلز- محلول اتفاق افتد. واکنشی که در آن الکترون جذب می‌شوند احیا و در واکنشی که در آن الکترون جدا می‌گردد، واکنش اکسایش می‌گویند. به‌هرحال در هنگام خوردگی سطح فلز از تعداد زیادی مناطق آندی و کاتدی کوچک تشکیل شده‌است و یا به عبارت دیگر خوردگی به این دلیل اتفاق می‌افتد که فلزات تمایل به رسیدن حالت پایدارتر اکسیدی خود دارند، درنتیجه در واکنش اکسایش انرژی آزاد می‌گردد [۱] .
هزینه‌های خوردگی
خوردگی یکی از پرهزینه‌ترین مسائل و مشکلات برای صنعت می‌باشد که سبب اتلاف هزینه‌های بسیار زیاد و صرف وقت و کار نیروی انسانی در این زمینه می شود [۱] .
این هزینه‌ها می‌تواند به طور مستقیم در استفاده از رنگها و مواد بازدارنده در فرآیند خوردگی، تعمیر قطعات فلزی و یا استفاده از فولاد صرف گردد و یا به طور غیرمستقیم در هزینه‌های ناشی از خرابی، خطرات زیست‌محیطی، تعطیلی و یا ازکارافتادگی یک کارخانه تأثیرگذار باشد [۱] .
در سال ۱۹۲۰ سر رابرت هدفیلد هزینه سالانه ناشی از زنگ زدن آهن و فولاد را در جهان بیشتر از ۷۰۰ میلیون لیره استرلینگ تخمین زدکه در این برآورد هزینه سرمایه‌گذاری اولیه و هزینه‌های مربوط به جایگزینی محاسبه نشده‌بود. ورنون در سال ۱۹۵۶ کل هزینه خوردگی و حفاظت را در انگلستان برابر شش میلیون لیره استرلینگ برآورد کرد که برابر با ۱۳۶۵ میلیون لیره بود و برابر با۳.۵درصد تولید ناخالص این کشوردر آن سال بود [۱] .
امروزه هزینه سالانه خوردگی به‌اضافه هزینه حفاظت به حدود ۲۰۰ تا ۳۰۰۰ دلار سرانه در کشورهای پیشرفته صنعتی می‌رسد که حدود ۳.۵ تا ۵ درصد درآمد ناخالص ملی آن کشورها است .
در گزارشی که در سال ۱۹۷۸ منتشر شد، هزینه خوردگی در ایالات متحده آمریکا برابر با ۸۲ میلیارد دلار در سال ۱۹۷۵ تخمین زده‌شد که این رقم برابر با ۴.۹ درصد سود ناخالص ملی آن کشور در همان سال است. همچنین در این گزارش آمده‌است که بیش‌از ۳۰ درصد از این مبلغ را می‌توان توسط کاربرد و اعمال مؤثر علوم و تکنولوژی مربوطه کاهش داد [۱] .
براساس آمار موجود در سطح بین‌المللی، در هر ثانیه یک تن فولاد در اثر خوردگی ازبین می‌رود که انرژی مورد استفاده برای تولید این مقدار فولاد، معادل مصرف انرژی یک خانواده متوسط در سه ماه می‌باشد.
هزینه خوردگی در ۱۶۳ پالایشگاه آمریکا رقمی معادل ۳.۶۹۲ میلیارد دلار تخمین زده شده است .قیمت‌های مربوط به کنترل خوردگی در پالایشگاه‌ها شامل دو قسمت پروسه عملیاتی و انتقال آب می‌شود. خوردگی مربوط به پروسه‌های عملیاتی شامل انتقال اسیدهای آلی و ذرات سولفور به‌خصوص در دماهای بالاست و خوردگی مربوط به قسمت های انتقال آب مربوط به خوردگی در اثر واکنش رطوبت و اکسیزن با فلز است .
سیستم تولیدی یک پالایشگاه، نیروی حیاتی آن است. آسیب‌دیدگی در هر مخزن تولیدی، به‌خصوص در خطوط مخازن اصلی هزینه گزافی را به پالایشگاه تحمیل می کند که این هزینه‌ها بسیار بالاتر از هزینه نگهداری و حفاظت آنها است . ازنظر اقتصادی پالایشگاه‌ها کاملاً وابسته به قیمت بازار جهانی هستند. مقدار مبالغ مصرف شده در کنترل خوردگی، تحت تاثیر شرایط اقتصادی در آن صنعت است. (از سال ۱۹۸۱ تعداد پالایشگاه‌ها در آمریکا از ۳۲۴ به ۱۳۶ افت کرده است) [۱] . در سال ۲۰۰۱ هزینه خوردگی گزارش‌شده دز ایالات متحده آمریکا ۲۷۶ بیلیون دلار در سال تخمین زده شده‌است [۱] .
لزوم جلوگیری از خوردگی
به هفت دلیل عمده، محافظت از فلزات دربرابر خوردگی مورد نیاز است :
۱- حفظ ظاهر سطوح به منظور کاربری نهایی
۲- نگهداری شکل و اندازه ابعاد سطح مورد نظر
۳- جلوگیری از اتلاف منابع اولیه و مواد خام
۴- حفظ و افزایش ارزش افزوده و جلوگیری از تغییرات نامطلوب در خواص فیزیکی آن
۵- تضمین عملیات نهایی بر روی ورق‌های خام
۶- کاهش هزینه‌های نگهداری
۷- اطمینان از کارکرد و کارآیی دستگاه‌ها و تجهیزات فلزی
همچنین برحسب نوع فرآیند، روش‌های محافظت به دودسته دائمی و موقت تقسیم می‌شوند.
در روش‌های دائمی سطح مورد نظر را به وسیله پوشش‌های آلی نظیر رزین‌های سنتزی و یا پوشش‌دهی به روش رسوب الکتریکی (Electrodeposition) مانند پوشش‌های روی به مدت بسیار طولانی درمقابل پدیده خوردگی مقاومت میکنند.
در روش‌های محافظت موقت از یک سیال مانند گریس‌ها، روغن‌ها، واکس‌ها و اسپری‌ها جهت جلوگیری از خوردگی مورد استفاده قرار می‌گیرند [۳].
نوشته های مرتبط
