خوردگی فولاد زنگ نزن

تعداد بازدید: 3617
چهارشنبه 03 دي 1393

خوردگی فولادهای زنگ نزن

خوردگی فولادهای زنگ نزن (Corrosion  of Stainless Steel) مساله بسیار مهمی در کاربری آنها می باشد. فولادهای زتگ نزن ، فولادهای آلیاژی کروم دار بوده که به علت مقاومت به خوردگی مناسب آنها در محیطهای آبی، استفاده وسیعی دارند. کروم محدوده آستنیت را تنگ تر کرده در حالی که محدوده فریت را گسترش می دهد. هنگامی که مقدار کروم بیشتر از 11% باشد،این عنصر پسیویته‎ آلیاژهای آهنی را افزایش داده و سبب بهبود مقاومت به خوردگی و اکسیداسیون شده که سبب تمایز این گروه‎های آلیاژی از آلیاژهای دیگر می‎شود، بنابراین فولادهایی با مقدار 10 تا 12 % کروم بعنوان فولادهای زنگ نزن معرفی شده اند.

 

انواع خوردگی در فولادهای زنگ نزن

خوردگی را می توان به روشهای مختلف طبقه بندی نمود. برای تشخیص نوع خوردگی در اکثر موارد چشم غیر مسلح کافی است. در بین انواع خوردگی می توان 5 نوع  منحصر به فرد را برای فولادهای زنگ نزن بیان نمود، لیکن تمام آنها کم و بیش وجه تشابهی دارند.

این 5 نوع عبارتند از:

  1. خوردگی شیاری
  2. حفره دار شدن
  3. خوردگی بین دانه ای
  4. خوردگی تنشی
  5. خوردگی سایشی

خوردگی شیاری در فولاد زنگ نزن

اکثرا در شیارها و نواحی دیگری روی سطح فلز که حالت مرده داشته و در معرض محیط خورنده قرار دارند، خوردگی موضعی شدیدی اتفاق می افتد. این نوع خوردگی معمولا همراه با حجم های کوچکی از محلولها یا مایعاتی که در اثر وجود سوراخ، سطوح واشرها، محل رویهم قرار گرفتن دو فلز، رسوبات سطحی و شیارهای ریز پیچ، مهره و میخ و پرچها ساکن شده اند یا به اصطلاح حالت مرده پیدا کرده اند، می باشد. در نتیجه این نوع خوردگی را خوردگی شیاری یا گاهی اوقات خوردگی لکه ای یا واشری نیز می نامند. مثالهایی از رسوباتی که ممکن است باعث خوردگی شیاری شوند عبارتند از: ماسه، محصولات خوردگی و جامدات دیگر. رسوب بعنوان یک مانع عمل می کند و در زیر آن محلول بصورت ساکن درمیآید. تماس بین فلز و غیر فلز نیز می تواند باعث این خوردگی شیاری شود،این حالت در مورد بعضی از واشر ها پیش می آید. مثالهایی از این نوع واشرها چوب، پلاستیک، لاستیک، شیشه می باشد.

 فولادهای زنگ نزن به ویژه مستعد این نوع خوردگی هستند. بعنوان مثال یک ورق فولاد زنگ نزن 8-18 را می توان با قرار دادن یک کش لاستیکی به دور آن و سپس فرو بردن در آب دریا از وسط به دو نیم کرد. خوردگی در محل تماس لاستیک و فلز شروع شده و پیشروی می کند. تصویر زیر مثال خوبی از خوردگی شیاری در فصل مشترک واشر با فولاد زنگ نزن است.

خوردگی شیاری در فولاد زنگ نزن

راههای مبارزه با خوردگی شیاری:

  • در تجهیزات جدید به جای پرچکاری یا استفاده از پیچ و مهره از جوشکاری استفاده شود.
  • شیارها را در محل رویهم قرار گرفتن دو فلز با جوشکاری مداوم یا لحیم کاری بپوشانند.
  • تانکها و مخازن را طوری طراحی کنید که هنگام تخلیه هیچگونه مایعی در داخل آنها باقی نماند.
  • تجهیزات را بطور منظم بازرسی کنید.
  • از واشرهای جامد که جاذب رطوبت نیستند استفاده شود.
  • در صورت امکان جامدات معلق در پروسس های اولیه از سیکل خاج شود.
  • به جای پرس کردن لوله از جوشکاری استفاده شود.

حفره دار شدن در فولادهای زنگ نزن

خوردگی حفره ای از نوع موضعی بوده که به دنبال آن حفره هایی در سطح فلز ظاهر شده و با ادامه فعل و انفعال خوردگی حفره ها عمیق تر می شوند. این نوع خوردگی برای سازه های مهندسی بسیار مخرب است. ناخالصی های غیر فلزی، ناهمگنی ساختاری و شیمیایی در سطح فلز نقاط متداول مناسبی برای آغاز این نوع خوردگی و شروع ایجاد حفره هستند. اختلافات موجود در یون و غلظت اکسیژن با ایجاد پیل های غلظتی می تواند حفره هایی را بوجود آورد.

تصویر زیر مثالی را برای خوردگی حفره دار شدن در نوعی فولاد زنگ نزن نشان می دهد.

حفره دار شدن در فولاد زنگ نزن

فعل و انفعالاتی که در رشد حفره ها در محیط آب نمک حاوی هوا برای فلز آهن صورت می گیرد بصورت شماتیک در شکل نشان داده شده است.

حفره دار شدن در فولادهای زنگ نزن

شناسایی خوردگی حفره ای اغلب مشکل است، زیرا که ممکن است توسط محصولات خوردگی پوشانده شوند. تعداد و عمق حفره ها می تواند متفاوت باشد. برای جلوگیری از خوردگی حفره ای باید تا حد امکان از موادی که تمایل به این نوع خوردگی ندارند، استفاده شود و در صورت اجبار در بعضی از طراحی ها موادی با بهترین مقاومت خوردگی به کار روند. بعنوان مثال فولاد زنگ نزنی که برای محیط های حاوی یون کلراید به کار می روند از نوع فولاد آلیاژی 316 با 18%کروم-8% نیکل-2% مولیبدن است. مقاومت خوردگی این فولاد بهتر از فولاد زنگ نزن بدون عنصر مولیبدن مانند، 304 است.

خوردگی بین دانه ای در فولاد زنگ نزن

خوردگی بین دانه ای مربوط به خوردگی غیر یکنواخت یا موضعی در مرزدانه ها می شود. این نوع خوردگی می تواند در مواردی همانند خوردگی حفره ای خسارات غیر منتظره فاجعه آمیزی را به همراه داشته باشد. شرط انجام خوردگی بین دانه ای وجود اختلاف پتانسیل الکتروشیمیایی قابل ملاحظه بین مرزدانه ها و دانه هاست.

یکی دیگر از مثالهای مهم برای خوردگی بین دانه ای، خوردگی بعضی از فولادهای زنگ نزن آستنیتی (18%کروم-8%نیکل) بوده که در محدوده دمایی 480 تا 780 درجه سانتیگراد حرارت داده شده و سپس به آرامی سرد شده اند. برای جلوگیری از خوردگی بین دانه ای در فولادهای آستنیتی زنگ نزن می توان  مقدار کربن را به شدت کاهش داد (به کمتر از 0.03%) و یا با افزودن عناصری که تمایل شدید به تشکیل کاربید دارند، (مانند Ti و Nb) کربن را کاهش داد، به طوری که از رسوب کاربید کروم جلوگیری به عمل آید. در شکل زیر ظاهر ساختن شماتیکی رسوب کاربید کروم در مرزدانه ها، الف) در فولاد زنگ نزن از نوع 304، ب) مقطعی از مرزدانه که خوردگی بین دانه ای را نشان می دهد.

خوردگی بین دانه ای در فولاد زنگ نزن

خوردگی تنشی در فولادهای زنگ نزن

خوردگی تنشی نتیجه تاثیر همزمان تنش های مکانیکی و محیط های خورنده مناسب روی فلز است. این تنش های مکانیکی می تواند ناشی از تنش های خارجی ویا تنش های داخلی (پسماند) باشد. خوردگی تنشی به فراوانی در آلیاژها و محیط های خورنده معینی ظاهر می شود، در تصویر زیر خوردگی تنشی در لوله نشان داده شده است. برای مثال خوردگی تنشی در فولادهای زنگ نزن در محیط های خورنده حاوی یون کلرور بدون آمونیاک پدیدار می شود. برای جلوگیری از ایجاد ترک در خوردگی تنشی باید اقدامات اولیه زیر را انجام داد:

  1. کاهش تنش در حد امکان
  2. حذف محیط خورنده زیان آور
  3. تغییر آلیاژ و استفاده از تیتانیم به جای فولاد زنگ نزن

خوردگی تنشی در فولاد زنگ نزن

مکانیزم تخریب در خوردگی تنشی از آنجایی که سیستم های بسیار مختلفی از آلیاژها و محیط های خورنده وجود دارد، بسیار پیچیده است. در موارد بسیاری تخریب از یک حفره و یا ناپیوستگی های دیگر موجود روی سطح فلز شروع و گسترش می یابد، در شکل شماتیک زیر خوردگی تنشی تحت تاثیر تنش اعمال شده بر قطعه، ترک ایجاد شده و با وجود محیط خورنده، در حال انجام است.

خوردگی تنشی در فولاد زنگ نزن

خوردگی سایشی در فولادهای زنگ نزن

خوردگی سایشی عبارتست از سرعت یافتن یا افزایش سرعت خوردگی یا از بین رفتن یک فلز در اثر حرکت نسبی بین یک مایع خورنده و سطح فلز. معمولا این حرکت خیلی سریع بوده و اثرات سایشی مکانیکی و یا ساییده شدن دیده می شود. یونهای فلزی حل شده روی سطح فلز در اثر حرکت، روی سطح باقی نمانده و یا محصولات جامد حاصل از خوردگی از سطح فلز کنده می شوند. گاهی حرکت باعث تقلیل سرعت خوردگی می گردد. خوردگی سایشی دارای ظاهری شیاردار، موجی شکل، سوراخ های کروی شکل و ناهموار بوده و معمولا این اشکال در جهت خاصی قرار گرفته اند. اکثر فلزات و آلیاژها مستعد این نوع خوردگی هستند و در بسیاری از آنها مقاومت در برابر خوردگی بستگی به نوع پوسته سطحی (غیر فعال شدن) دارد. بعنوان مثال تصویر زیر نشان دهنده نمونه ای خوردگی فرسایشی در فولاد زنگ نزن است.

خوردگی سایشی در فولاد زنگ نزن

کلیه تجهیزاتی که در تماس با مایعات متحرک می باشند در معرض این خوردگی سایشی قرار دارند. بعضی از این تجهیزات عبارتند از سیستم های لوله کشی، زانوها، سه راهی ها، شیرها، پمپ های مکنده. با کنترل عواملی از جمله، سرعت حرکت، توربولانس یا تلاطم سیال و موارد دیگر می توان این نوع خوردگی را تا حدودی کنترل کرد.

منابع و پیوندها

گردآوری شده توسط دپارتمان پژوهشی شرکت پاکمن

حسین تویسرکانی، اصول علم مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان، چاپ پانزدهم، 1388

 مارس ج. فونتانا، ترجمه احمد ساعتچی، مهندسی خوردگی، جهاد دانشگاهی واحد صنعتی اصفهان،  چاپ نهم، 1390

ASM handbook, Properties and Selection Irons Steels and High Performance Alloys,vol8,  2000

برداشت از مطالب سایت با ذکر منبع بلامانع است

رفتار خوردگی در فولادهای زنگ نزن
بررسی خوردگی فولادهای زنگ نزن
خوردگی استینلس استیل
خوردگی استیل زنگ نزن
خوردگی فولاد ضد زنگ
خوردگی استیل ضد زنگ
برچسب ها: فولاد زنگ نزنخوردگیفولاد
بیست و یکمین نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان اصفهان 97
بیست و یکمین نمایشگاه تخصصی ساختمان اصفهان 97   عنوا ...بیشتر
نمایشگاه صنعت ساختمان البرز 97
نمایشگاه تخصصی صنعت ساختمان البرز 97   عنوان: نمایشگ ...بیشتر
اولین نمایشگاه تخصصی سونا و جکوزی قزوین 97
نمایشگاه تخصصی سونا، استخر و جکوزی قزوین 97   عنوان: ...بیشتر
هفدهمین نمایشگاه ساختمان، سیستم های گرمایشی و سرمایشی اراک 97
هفدهمین نمایشگاه تخصصی ساختمان، سیستم های گرمایشی و سرمایشی اراک 97   ...بیشتر
هجدهمین نمایشگاه ساختمان و تاسیسات سرمایشی گرمایشی همدان 97
نمایشگاه تخصصی صنعت ساختمان،آسانسور، درب و پنجره، تجهیزات و تاسیسات سرمایشی و گر ...بیشتر
دوازدهمین نمایشگاه بین المللی ایران پلاست تهران 97
نمایشگاه بین المللی ایران پلاست تهران 97   عنوان: نم ...بیشتر
نمایشگاه ساختمان، درب، پنجره، یراق آلات، لوازم، تجهیزات و ماشین آلات ساختمان سنندج 97
نمایشگاه ساختمان، درب، پنجره، یراق آلات، لوازم، تجهیزات و ماشین آلات ساختمان سنن ...بیشتر
اولین نمایشگاه بین المللی صنعت گاز شهر آفتاب تهران 97
اولین نمایشگاه بین المللی صنعت گاز تهران 97   عنوان: ...بیشتر
شانزدهمین نمایشگاه تخصصی صنعت ساختمان کرمان 97
شانزدهمین نمایشگاه تخصصی صنعت ساختمان کرمان 97   عنو ...بیشتر
نمایشگاه تخصصی لوازم و تجهیزات خانه و آشپزخانه، حمام، سونا و استخر اصفهان 97
نمایشگاه تخصصی لوازم و تجهیزات خانه و آشپزخانه، حمام، سونا و استخر اصفهان 97 ...بیشتر
هفدهمین نمایشگاه بین المللی تجهیزات پزشکی، دندان پزشکی، دارویی و آزمایشگاهی تبریز 97
هفدهمین نمایشگاه بین المللی تجهیزات پزشکی، دندان پزشکی، دارویی و آزمایشگاهی تبری ...بیشتر
راندمان بویلر
شاخص های مؤثر در محاسبات راندمان بویلر، یکی از اساسی ترین ضوابط مؤثر در ارتقا سط ...بیشتر
کتاب موتورخانه بخار شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: موتورخانه بخار/ ق ...بیشتر
مقررات ملّي ساختمان ايران مبحث نوزدهم
دانلود فایل PDF مقررات ملی ساختمان ایران-مبحث نوزدهم-صرفه جویی در مصرف انرژی ...بیشتر
راه اندازی سختی گیر نیمه اتوماتیک رزینی
دستور العمل راه اندازی سختی گیر های نیمه اتوماتیک رزینی سختی گیرهای رزینی از ...بیشتر
جانمایی بویلر در موتورخانه
براي عملکرد مناسب بويلرها و تجهيزات وابسته بايد فضاي کافي را در موتورخانه به آن ...بیشتر
کتاب انتخاب بویلر شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: انتخاب بویلر/ قرب ...بیشتر
مراحل آموزش و نگهداری دیگ های بخار سیار
مقدمه از دیرباز استفاده از تجهیزات مولد بخار در صنایع مختلف از جمله صنایع نفت ...بیشتر
معرفی کتابچه دیگ آبگرم شرکت پاکمن
راه اندازی آموزش و بهره برداری از   Hot Water Boilers   ...بیشتر
معرفی کتابچه موتور خانه استخر
نام مقاله: کتابچه موتور خانه استخر نام نویسنده: دپارتمان پژوهش شرکت پاکمن ...بیشتر
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار براي استفاده بهينه از بویلر ...بیشتر