خوردگی گاز: تعریف، ویژگی‌ها و راه‌های حل مشکل

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

بسیاری از صنایع و ساخت و سازها از روش های تکنولوژیکی شامل مخلوط گاز استفاده می کنند. این می تواند به عنوان مثال، پردازش قطعات زیر مشعل های پروپان یا تشکیل محیط های محافظ در حین جوشکاری برای جداسازی قطعه کار از اکسیژن باشد. تحت شرایط خاص، چنین فرآیندهایی می توانند باعث خوردگی گاز شوند - به ویژه در دما یا فشار بالا. فعالیت شیمیایی افزایش می یابد که بر ساختار فلزات و آلیاژها تأثیر منفی می گذارد. بنابراین، ابزارهای ویژه ای برای جلوگیری از چنین پدیده هایی و مبارزه با آثار خوردگی ناشی از این نوع در حال توسعه است.

تعیین خوردگی گاز

این نوع آسیب خوردگی یک تغییر شکل شیمیایی سطح فلزات در دمای بالا است. به طور معمول، چنین پدیده هایی در صنایع متالورژی، پتروشیمی و شیمیایی یافت می شود. بهبه عنوان مثال، خوردگی می تواند در طول تولید اسید سولفوریک، در طول سنتز آمونیاک و تشکیل کلرید هیدروژن رخ دهد. همچنین خوردگی گازی فلزات یک فرآیند واکنش اکسیداتیو است که در شرایطی با ضریب رطوبت معینی در هوای اطراف رخ می دهد. با این حال، هر گازی نمی تواند باعث خوردگی شود. فعال ترین مخلوط ها از این نظر اکسیدهای نیتروژن، دی اکسید گوگرد، اکسیژن، هیدروژن و هالوژن هستند. در مورد اشیاء تخریب، میله های تقویت کننده کوره ها و دیگهای بخار، شبکه های خطوط لوله، سطوح توربین های گاز، عناصر موتورهای احتراق داخلی و آلیاژهایی که در متالورژی تحت عملیات حرارتی قرار می گیرند.

ویژگی های فرآیند

در مرحله اول واکنش، اتم های اکسیژن روی سطح فلز جذب شیمیایی می شوند. ویژگی اصلی این خوردگی در مختصات برهمکنش اکسیژن با فلز است. واقعیت این است که واکنش دارای ویژگی برهمکنش یونی است و این آن را از فرآیندهای شیمیایی معمول در دی اکسید متمایز می کند. پیوند قوی تر است زیرا اتم های اکسیژن تحت تأثیر میدان اتم های فلز زیرین قرار می گیرند. علاوه بر این، فرآیندهای جذب اکسیژن انجام می شود و تحت شرایط پایداری ترمودینامیکی، لایه جذب شیمیایی به سرعت به یک فیلم اکسید تبدیل می شود. در نهایت، خوردگی گاز می تواند نمک، سولفید و اکسید روی سطح فلز ایجاد کند. شدت فرآیندهای آسیب خوردگی تحت تأثیر خواص عامل اکسید کننده (محیط گازی) است.پارامترهای ریزاقلیمی (دما، فشار و رطوبت)، و همچنین وضعیت فعلی خود شی واکنش شیمیایی.

محافظت در برابر خوردگی گاز با آلیاژ

یکی از رایج ترین روش های محافظت از فلز در برابر انواع فرآیندهای خورنده. این روش مبتنی بر تغییر خواص ساختار یک فلز خورنده است. به خودی خود، آلیاژسازی شامل اصلاح آلیاژ با وارد کردن اجزایی است که باعث غیرفعال شدن ساختار آن می شود. به ویژه می توان از تنگستن، نیکل، کروم و … استفاده کرد.به خصوص برای حفاظت در برابر خوردگی گاز از عناصری استفاده می شود که مقاومت حرارتی و مقاومت حرارتی فلز را افزایش می دهد. فرآیند آلیاژسازی را می توان هم با اعمال پوشش های ویژه و هم با غوطه ور کردن قطعه کار در فاز گاز اجزای اصلاح کننده انجام داد. در هر دو مورد، مقاومت فلز در برابر فرآیندهای اکسیداتیو افزایش می یابد. به عنوان مثال، برای نصف کردن سرعت اکسیداسیون یک قطعه آهن در دمای 900 درجه سانتیگراد، باید آن را با آلیاژ A1 3.5٪ و برای کاهش چهار برابری، با اصلاح کننده A1 5.5٪ آلیاژ کرد.

جو محافظ به عنوان وسیله ای برای مبارزه با خوردگی

تکنیک دیگری برای محافظت از قطعات فلزی و آلیاژها در برابر آسیب خوردگی در نتیجه اکسیداسیون گاز. اتمسفرهای محافظ می تواند توسط رسانه های آرگون، نیتروژن و کربن تشکیل شود. برای هر فلز از مخلوط گازهای خاصی استفاده می شود. به عنوان مثال، چدن توسط آرگون یا محافظت می شودترکیبات دی اکسید کربن و فولاد به خوبی با هیدروژن و نیتروژن تعامل دارد. در تعمیر و نگهداری خطوط لوله اصلی، این نوع حفاظت عمدتاً هنگام انجام فعالیت های جوشکاری مونتاژ استفاده می شود. در حالت کار ثابت، حفاظت الکتریکی شبکه های گاز در برابر خوردگی بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد که از نظر فنی توسط نیمه هادی ها با مدارهای کابلی انجام می شود. این یک نوع پوسته ضد خوردگی الکتروشیمیایی است که شامل عناصر حفاظت گالوانیکی محافظ آند در ساختار است.

استفاده از پوشش های ضد خوردگی مقاوم در برابر حرارت

این روش همچنین شامل کاهش سرعت فرآیند خوردگی است، اما به قیمت پوشش‌های ویژه مقاوم در برابر حرارت. روشی که معمولاً برای اعمال لایه‌های انتشار حرارتی آهن-آلومینیوم مورد استفاده قرار می‌گیرد، به نام ترموکرومیزاسیون شناخته می‌شود. پردازش فلزات و سرامیک قطعات و سازه های فلزی نیز محافظت موثری را فراهم می کند. مزایای چنین محافظتی در برابر خوردگی گاز نه تنها شامل یک پوشش حرارتی و مکانیکی قابل اعتماد، بلکه امکان اصلاح انعطاف پذیر خواص فیزیکوشیمیایی پوسته است. هم اکسیدهای نسوز و هم اجزای فلزی مانند مولیبدن و تنگستن را می توان به عنوان بخشی از لایه عملکردی استفاده کرد.

نتیجه گیری

متخصصان در سازماندهی کنترل حفاظت ضد خوردگی، توسعه و تصویب پروژه ها برای اشیاء خاص درگیر هستند. در روسیه، JSC Mosgaz یکی از بزرگترین بخش های حفاظت از شبکه های گاز در برابر خوردگی است. کارمنداناین سازه درگیر خدمات رسانی به تأسیسات گازی با حفظ شرایط بهینه زیرساخت های کاری هستند. به طور خاص، سازمان کارهایی مانند نصب تاسیسات حفاظت الکتروشیمیایی، ارزیابی خطر خطوط لوله گاز زیرزمینی، تجزیه و تحلیل شدت خورندگی مواد و غیره را انجام می دهد. برای اکثر کارها، از تجهیزات اندازه گیری مدرن استفاده می شود. به طور دقیق و جامع اجسام هدف را از نظر خوردگی از او بررسی کنید.