خوردگی حفره ای: علل. روشهای محافظت از فلزات در برابر خوردگی

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 10:25

خوردگی تخریب سطح مواد در نتیجه عبور فعال فرآیندهای ردوکس است. تخریب لایه‌های ماده منجر به کاهش استحکام، هدایت الکتریکی، افزایش شکنندگی و مهار سایر خواص فلز می‌شود.

در حین کار محصولات فلزی در معرض انواع مختلفی از اثرات مخرب قرار می گیرند که در میان آنها خوردگی حفره ای خودنمایی می کند. او خطرناک ترین و غیرقابل پیش بینی ترین است.

پیتینگ

بر روی سطح محصولات فلزی، اغلب می توانید فرورفتگی های کوچک، نقاط قهوه ای یا قهوه ای را مشاهده کنید. دانشمندان چنین نقاطی را حفره دار می نامند و فرآیند پیدایش آنها را خوردگی حفره ای می نامند. روی سطح موادی که با آب دریا، محلول‌های نمک‌های مختلف، محیط‌های شیمیایی تهاجمی و سایر عوامل منفی در تماس هستند، رخ می‌دهد.

خوردگی حفره ای فقط بر فلزات و آلیاژهای غیرفعال تأثیر می گذارد، عمدتاً در لایه ضد خوردگی یا در مکان هایی با عیوب مختلف ایجاد می شود. "زخم نقطه" می تواند با کار مختلف تداخل ایجاد کندمحصولات: از غشاهای نازک و ریز مدارها تا سنگدانه های دیواره ضخیم. علاوه بر این، ظاهر آنها به ایجاد ترک های خوردگی کمک می کند که به طور قابل توجهی ویژگی های مشخص شده مواد را کاهش می دهد.

طرح تخریب فلز

برای فعال کردن خوردگی حفره ای، وجود دو معرف ضروری است - فعال کننده ها و غیر فعال کننده ها. آنیون های کلر، برم، ید اغلب به عنوان فعال کننده عمل می کنند - آنها در بیشتر محیط هایی یافت می شوند که محصولات فلزی در آنها کار می کنند. آنها روی سطح فلز جذب می شوند و با اجزای آن کمپلکس های محلول تشکیل می دهند.

آب یا یک گروه هیدروکسیل اغلب به عنوان غیرفعال کننده عمل می کند. فرآیند تخریب خود طبق طرح زیر پیش می رود:

1. یونهای فعال کننده روی سطح لایه محافظ (اکسید) جذب می شوند.
2. فرآیندی برای جایگزینی یون های اکسیژن با یون های فعال کننده فرآیند وجود دارد.
3. مقدار زیادی یون محلول تشکیل می شود که باعث تجزیه لایه می شود.

در نتیجه این، یک اختلاف پتانسیل روی سطح ماده ایجاد می شود که منجر به ظهور جریان های محلی می شود و یک فرآیند آند خشونت آمیز فعال می شود. در همان زمان، یون‌های فعال به سمت مراکز تخریب حرکت می‌کنند و به همین دلیل خوردگی حفره‌ای پیشرفت می‌کند.

انواع خوردگی حفره ای

نوع خوردگی حفره ای بسته به شرایط محیطی، عمدتاً دما، اسیدیته، ترکیب شیمیایی مواد متفاوت است. تحت تأثیر این عوامل، شکل تغییر می کند،اندازه چاله ها و محل آنها. بنابراین، با توجه به اندازه، تخریب نقطه متمایز می شود:

• میکروسکوپی - اندازه نقطه کمتر از 0.1 میلی متر؛
• منظم - قطر چاله ها از 0.1 تا 1 میلی متر متغیر است؛
• زخم هنگامی که تشکیلات بیش از 1 میلی متر قطر دارند.

بسته به محل، خوردگی حفره ای می تواند باز یا بسته باشد. در مورد اول، تشخیص آثار تخریب تقریبا غیرممکن است - استفاده از دستگاه های ویژه ضروری است. این نوع خوردگی اغلب منجر به خرابی می شود.

زنگ در معرض قابل مشاهده با چشم غیر مسلح. اغلب حفره ها در یک سازند واحد ادغام می شوند. در این حالت، تخریب مواد در عمق اتفاق نمی افتد، بلکه در عرض ایجاد می شود که باعث نقص سطح وسیع می شود.

شکل چاله ها

شکل حفره بستگی به حفره های داخل شبکه کریستالی دارد که در اولین مراحل فرآیند خوردگی ایجاد می شود. شایع ترین شکل های نامنظم - آنها بر روی سطح فولادهای ضد زنگ، کم آلیاژ و کربن، آلومینیوم، کروم، آلیاژهای نیکل، آهن رخ می دهند.

زخم های نیمکره ای در نتیجه انحلال همسانگرد ایجاد می شوند. این فرآیند شبیه به پولیش الکتریکی است. این تا حدی پایین براق فرورفتگی های نیم دایره ای را توضیح می دهد. مستعدترین آنها برای چنین تخریبی محصولات تیتانیوم، آلومینیوم، نیکل و کبالت و همچنین ساختارهای تانتالیوم هستند. ظاهر تقریباً یکسان استخوردگی حفره ای فولادهای زنگ نزن.

علاوه بر این، حفره ها می توانند چند وجهی و وجهی باشند. "زخم"های نوع دوم اغلب با یکدیگر ترکیب می شوند که منجر به شکستگی های بزرگ نیمکره می شود.

دلایل ظاهر

علل اصلی خوردگی حفره ای نقض فناوری تولید و تأثیر مکانیکی بر روی مواد است. در نتیجه نقض فناوری ریخته گری، ریزآخال های مختلفی در فلز ظاهر می شود که ساختار آن را نقض می کند. رایج ترین گنجایش را می توان مقیاس آسیاب نامید.

در اثر ضربه مکانیکی، اغلب خوردگی حفره ای روی سطح محصولات شروع به ایجاد می کند. دلایل این امر در تخریب لایه محافظ بالایی، نقض ساختار داخلی و ظهور مرزهای دانه بر روی سطح نهفته است. رایج ترین عامل فعال کننده فرآیند را می توان ضربه پویا نامید که منجر به ظاهر شدن ریزترک ها می شود.

خوردگی حفره‌ای فلزات روی سطوح ناهموار و همچنین تحت تأثیر محیط‌های تهاجمی - آب دریا، محلول‌های اسیدی سریع‌تر ایجاد می‌شود.

روشهای محافظت از فلز در برابر خوردگی حفره ای

برای محافظت از محصولات فلزی در برابر خوردگی حفره ای، از سه روش اصلی استفاده می شود:

1. انحلال سیستم های بسته با استفاده از محلول های ترکیبات قلیایی، سولفات ها، کرومات ها.
2. معرفی اجزای با مقاومت بالا در برابر زنگ زدگی در ترکیب مواد - مولیبدن،کروم، سیلیکون.
3. استفاده از فناوری کاتد و آند برای ایجاد یک لایه محافظ.

همه روش های ارائه شده برای محافظت از فلزات در برابر خوردگی فقط در تولید قابل اجرا هستند، زیرا به تجهیزات پیشرفته و سرمایه گذاری های کلان نیاز دارند. در زندگی روزمره، حذف کامل خطر حفره شدن غیرممکن است. تضعیف تأثیر عوامل منفی فقط از طریق:ممکن است

• پوشش های ضد خوردگی؛
• بهبود شرایط عملیاتی محصولات؛
• کاهش سطح اسیدی محیطی که مواد با آن در تماس است.

اما موثرترین و مقرون به صرفه ترین روش پولیش کامل است: با کاهش زبری سطح، همزمان مقاومت ضد خوردگی آن را افزایش می دهید. اما برای بهترین اثر بهتر است از تمام روش های محافظت از فلزات در برابر خوردگی به طور همزمان استفاده شود.