خوردگی فلزات چگونه اتفاق می‌افتد
در مباحث مربوط به فلزات، اصطلاحاتی از قبیل خوردگی، اکسیداسیون و یا زنگ‌زدگی را احتمالاً شنیده‌اید. در اینجا می‌خواهیم تعاریف، دلایل و عواملی که در بروز این موارد دخیل هستند را بررسی کنیم. با آهن رسان همراه باشید. خوردگی فلزات چگونه اتفاق می‌افتد
خوردگی به چه معناست؟ مفهوم اکسیداسیون چیست؟ نتیجه هر یک از اتفاقات زیر باعث خوردگی و اکسیداسیون می‌شود.
- از بین رفتن فلزات و یا آلیاژها به دلیل واکنش با محیط اطراف و فعل‌وانفعالات مختلف
- وقتی عوامل غیر مکانیکی (عوامل شیمیایی) باعث از بین رفتن خواص و ویژگی‌های موارد شوند.
- اگر در اثر عوامل بیرونی براقی، مقاومت و استحکام فلز از بین برود یا کاهش یابد.
- اگر در اثر عوامل طبیعی و محیطی عکس فرایندهای استخراج فلزات اتفاق بیافتد.
تقریباً تمام فلزات در طبیعت تمایل دارد تا واکنش شیمیایی بدهند. اینکه هر فلزی با چه سرعتی واکنش می‌دهند به عوامل مختلفی ازجمله میزان کربن، رطوبت و اکسیژن محیط و … بستگی دارد.
بعضاً این اتفاق را سرعت بازگشت فلز می‌نامند.
احتمالاً آهن زنگ‌زده را دیده‌اید. آهن وقتی زنگ می‌زند به رنگ قهوه‌ای یا قرمز تیره تغییر رنگ می‌دهد. ساختار آن از هم می‌پاشد و استحکام فلز از بین می‌رود. خوردگی فلزات چگونه اتفاق می‌افتد
رطوبت از مهم‌ترین عوامل خوردگی فلزات است. بر این اساس می‌توان دودسته اصلی برای خوردگی فلزات در نظر گرفت:
- خوردگی خشک یا اتمسفری که در اثر واکنش با عوامل اتمسفر مثل o2,so3,so2,co,co2 به‌صورت گردوغبار رسوب تشکیل می‌دهند. فلزات اکسید می‌شوند و این عوامل احیا می‌شوند.
- خوردگی تر در محیط‌های اسیدی، مرطوب با اّب، در محلول‌ها و بازها اتفاق می‌افتد.
خوردگی فلزات در سازه ها چه عوارضی در پی دارد؟
- راندمان و کارایی تولید کاهش می‌یابد یا یک خط تولید از کار می‌افتد.
- هزینه‌های تعمیر و نگه‌داری بالا می‌رود
- آلوده شدن محصولات صنعتی: وقتی از فلزات برای قوطی کنسرو استفاده می‌شود؛ در اثر خوردگی آلودگی وارد قوطی شده و مواد غذایی را نیز آلوده می‌کند.
- اگر از فلزات در صنایع بزرگ و مهم مثل لوله‌های انتقال سوخت در نیروگاه‌ها استفاده شود و این فلزات دچار خوردگی و اکسیداسیون شوند، می‌تواند خسارات و عوارض بسیار بدی به دنبال داشته باشد.
- توجه داشته باشید که خوردگی و اکسیداسیون باعث فرسایش فلز می‌شود و نهایتاً به آلودگی محیط می‌انجامد و باعث آسیب به طبیعت و محیط‌زیست می‌شود
گفته می‌شود سازه‌هایی که با فلزات ساخته می‌شوند حدود ۵۰ تا ۶۰ سال عمر دارند. با افزایش استحکام فلزات و آلیاژها و افزایش مقاومت به خوردگی می‌توان عمر مفید سازه‌های فلزی را افزایش داد. خوردگی فلزات چگونه اتفاق می‌افتد
در بسیاری از موارد به‌جای سازه‌های فلزی از سازه‌های بتنی استفاده می‌شود.
البته آلیاژهایی از آهن و فولاد ساخته‌شده است که نسبت به خوردگی دارای مقاومت بالایی هستند. فولاد ضدزنگ یا استنلس استیل ازجمله آلیاژهای مهم و پرکاربرد و البته گران‌قیمت است که در برابر خوردگی و محیط‌های مرطوب و اسیدی مقاومت بالایی دارد. از این آلیاژ در مکان‌ها و محیط‌هایی که نیاز به استحکام و طول عمر بالایی است یا میزان خوردگی و رطوبت محیط بالاست، استفاده می‌کنند.
برای جلوگیری از خوردگی فلزات چه باید کرد؟
روش‌های مختلفی برای جلوگیری از خوردگی و اکسید شدن فلزات وجود دارد: ۱- ایجاد پوشش محافظ ۲- روش کاتدی
در روش اول که ساده‌ترین آن را حتماً دیده‌اید. یک پوشش بر روی فلز ایجاد می‌کنند تا مانع از واکنش آن با اکسیژن و رطوبت محیط شود. محلول‌های ضدزنگ مثالی از این نوع هستند. مثلاً برای تولید فولاد ضدزنگ پوششی از روی را بر روی فلز ایجاد می‌کنند. فلز روی نسبت به آهن سریع‌تر اکسید می‌شود و همین باعث می‌شود که به‌عنوان یک پوشش، خود را فدای فلز زیرین کند. به این روش گالوانیزه کردن نیز می‌گویند.
روش پوشش محافظ با مواد مختلف انجام می‌شود: پوشش کروماتی و فسفاتی، پوشش قلع، پوشش کادمیوم، پوشش اکسید فلزات و… .
روش دوم به این صورت است که به‌طور مدام یک بار الکتریکی منفی را به فلز اعمال می‌کنند. این روش باعث می‌شود تا تمام سطح فلز همانند کاتد عمل می‌کند و فلز به‌عنوان یون مثبت واکنش ندهد.
خوردگی فلزات به حالت‌های مختلف اتفاق می‌افتد:
- خوردگی تنشی
زمانی اتفاق می‌افتد که فلز در محیطی قرار بگیرد که خورندگی دارد و دچار تنش کششی شود. از محلی که دچار تنش کشش شده است خورده می‌شود و ترک می‌خورد. - خوردگی شکافی
وقتی عامل خورندگی بین شکاف فلز قرار بگیرد، اتفاق می‌افتد. - خوردگی حفره‌ای
عامل اصلی این نوع خوردگی، یون‌های کلر و کلرید هستند. - خوردگی گالوانیک
برای یکی از دو فلز( متفاوت) اتفاق می‌افتد که در یک محیط خورنده نزدیک هم قرار بگیرند. در ابن حالت یکی نقش کاتد و یکی نقش آند را بازی کرده و یکی (که نقش آند را داشته) اکسید و تخریب می‌شود. - خوردگی درون‌دانه‌ای
هنگامی‌که در فلز پلی کریستال مرز دانه‌ها موردحمله قرار بگیرند، خوردگی درون‌دانه‌ای ایجاد می‌شود. - خوردگی فرسایشی
وقتی یکی از دو ماده به‌طور نسبی حرکت کنند، در اثر تماس آن‌ها باهم، خوردگی فرسایشی اتفاق می‌افتد. - خوردگی حمله یکنواخت
می‌توان گفت این خوردگی رایج‌ترین نوع خوردگی است که در آن سطح فلز به‌طور یکنواخت دچار خوردگی می‌شود. - خوردگی آبشویی ترجیحی
وقتی اتفاق می‌افتد که یکی از عناصر آلیاژ جامد در نزدیکی اسیدهای آبی قرار گیرد.
