خوردگی در حفاظت آندی

خلاصه مقاله:
حفاظت آندي از جمله روشهاي كنترل خوردگي است كه با استفاده از تغيير پتانسيل سطح صورت مي گيرد. با نگه داشتن پتانسيل فلز در محدوده روئين بوسيله اعمال جريان خارجي سطح فلز يا آلياژ در برابر محيط روئينشده و تحت حفاظت قرار مي گيرد. دراين مقاله خوردگي و حفاظت نمونه هاي فولاد ساده كربني در اسيد سولفوريك با غلظت هاي بالا در دماهاي مختلف مورد بررسي قرار گرفته است.

بوسيله اطلاعات بدست امده از آزمايشهاي پلاريزاسيونتانسيواستاتيك (E-Log i) ومنحني هاي پتانسيواستاتيك (I-t) اثر پارامترهاي زمان، پتانسيل، غلظت و دما بر روي حفاظت آندي بررسي شده است. نتايج نشان ميدهد كه با كاهش غلظت (از ۹۸ درصد به ۹۲ درصد) و افزايش دما سرعت خوردگي، افت نهايي جريان در پتانسيل حفاظت زياد شده است. تركيب شيميايي لايه روئين بوسيله E.D.A.X , X.R.D نيز مورد بررسي قرار گرفته است. تركيب لايه بصورت سولفات آهن با مقداري آب تبلور متفاوت (در غلظت هاي مختلف) مي باشد.

روش‌های حفاظت و جلوگیری از خوردگی
۱ـ جلوگیری از خوردگی با تغییر نوع فلز و طراحی‌های مناسب
الف) تغییر تركیب (تغییر نوع آلیاژ)
ب) طراحی مناسب
۲ـ حفاظت فلزات با اصلاح محیط خورنده

الف) برداشت عوامل خورنده از محیط
ب) افزایش مواد بازدارنده
(آبكاری كردن) نشاندن لایه‌ای از روی برروی
۳ـ جلوگیری از خوردگی با روش پوشش‌دهی به سطح
الف) پوشش‌ فلزی (فلزنشانی ـ اندود‌كاری)

ب) پوشش‌های غیرفلزی (معدنی) (فسفاته‌كاری و كروماتوكاری) زیررنگ
ج) پوشش‌های آلی (استفاده از رنگ‌های آلی)
۴ـ حفاظت از خوردگی با تغییر مقدار پتانسیل فلز ـ محیط خورنده:
الف) حفاظت كاتدی
ب) حفاظت آندی
۱ـ تغییر نوع آلیاژ: در انتخاب آلیاژ‌ها باتوجه به نوع محیط خورنده باید دقت لازم صورت گیرد تا از یك آلیاژ مناسب برای كاربرد مورد نظر استفاده نمود

با تشكیل آلیاژ مناسب و یا انجام عملیاتی كه به هنگام تلخیص و استخراج صورت می‌گیرد همانند اجرای عملیات حرارتی مناسب و یا سردن كردن مناسب و یا تغییر شرایط سطحی از قبیل صیغل‌كاری و اسید‌شوئی می‌توان به مقدار قابل ملاحظه‌ای مقاومت فلز را در برابر خوردگی افزایش داد.

۲ـ طراحی مناسب : وظیفه یك مهندس طراحی تاسیسات آن است كه قطعات بكار رفته از لحاظ ساخت و استفاده از تاسیسات دارای استحكام مكانیكی ماكزیمم باشد همچنین درخصوص ساخت بناها و تاسیسات ضرورت‌های اساسی رعایت شود. برای مثال رعایت مكان جغرافیائی، اطلاع از میزان خوردگی در محیطی كه تاسیسات اجیاد می‌شود. شناخت اتمسفر موجود در محیط‌ها و غیره.

طراحی می‌بایست تا حد امكان ساده باشد زیرا هرچه شكل تاسیسات ساده‌تر باشد یعنی آنكه زوایا، گوشه‌ها و لبه‌ها و سطوح داخلی كمتر باشد احتمال خوردگی ضعیف‌تر است. (زیرا در این نقاط تجمع انرژی بیشتر است)

۳ـ برداشت عوامل خورنده از محیط: برای حذف عوامل خورنده از محیط می‌توان اعمال زیر را انجام داد:
۱ـ حذف اكسیژن از آب با تقلیل فشار محیط
۲ـ حذف اسید‌ها از محیط با خنثی كردن ۳
ـ حذف املاح وجود در آب و …
۴ـ حفاظت كاتدی و آندی: نظر به اینكه خوردگی فلزات در محیط‌های مرطوب ماهیت الكتروشیمیائی دارند. لذا با استفاده از ماهیت الكتروشیمیائی و بكار بردن روش‌های اكتروشیمیایی مناسب مقدار پتانسیل الكترود به نحوی تغییر داده می‌شود تا سرعت خوردگی انحلال فلز به حداقل برسد.

حفاظت آندی: در حفاظت آندی، آند نقطه مورد نظر می‌باشد و كاتد یك فلز مقاوم مانند برنج با پوشش پلاتین است و الكترود سوم، الكترود مرجع می‌باشد كه دستگاه پتانسیواسكات محلول (پتانسیومتر را نسبت به آند ثابت در نظر می‌گیرد).

همه ي ما تاكنون زنگ زدگي آهن كه آن را به رنگ زردي در مي آورد، سبز شدن ظرف مسي و سياه شدن نقره را ديده ايم .
همه ي اين ها نمونه هايي از خوردگي هستند. پس بنابر اين خوردگي فلزات عبارت است از: واكنش فلزات با محيط و مواد درون محيط براي تبديل آن فلز به شكل پايدارترش يعني اكسيد يا سولفور يا كربنات.

خوردگي معمولا از سطح فلز آغاز شده و تا درون آن نفوذ مي كند كه اين كار تدريجي و پيوسته صورت مي پذيرد.
فلزات يا آلياژها به يكي از چهار شكل زير خورده مي شوند:
۱- خوردگي شيميايي: كه بين يك جامد (فلز) و يك مايع يا گاز رخ مي دهد. اگر با گاز خورده شود در اين صورت خوردگي خشك و اگر با مايع خورده شود نوعي از خوردگي اتفاق افتاده است كه جريان الكتريكي نقشي در آن نمي تواند داشته باشد.

براي اين نوع خوردگي مثال خيلي كم وجود دارد به گونه اي كه تنها مي توان به خورده شدن فلز توسط جيوه اشاره كرد.
۲- خوردگي الكتروشيميايي: اين نوع خوردگي هنگامي ايجاد مي شود كه در فلز يا در جسم، ناهمگني وجود داشته باشد.

وجود ناهمگني در فلز سبب ايجاد پيل شده و بين كاتد و آند جريان الكتريكي به وجود آمده و فلز خورده مي شود.چون تمام فلزات همگن نيستند بنابر اين اگر در يك الكاروليت قرار گيرند خورده مي شوند آن هم به شكل الكتروشيميايي .

۳- خوردگي بيوشيميايي: كه توسط عوامل زيستي مانند باكتري ها اين نوع خوردگي ايجاد مي شود. مانند خورده شدن لوله هاي نفت در دل زمين به وسيله ي باكتري ها.
۴- خوردگي فرسايشي: كه با سايش بين يك ماده ي جامد يا مايع يا حتي گاز با فلز موجب خوردگي فرسايشي مي شود مانند خوردگي لوله هاي آب به وسيله ي عبور آب از درون آن.

عوامل موثر در خوردگي فلزات:
۱- درجه ي خلوص فلز : هرچه فلز خالص تر باشد و ناهمگني كم تري داشته باشد ديرتر خورده مي شود.
۲- تغييرات فيزيكي و مكانيكي فلز
۳- غلظت ماده ي موثر و جنس آن(عامل خورنده)
۴- مقدار اكسيژن

محيطPH5-
6- درجه ي حرارت
حفاظت در برابر خوردگي:
براي اين كار ما سه روش پيش رو داريم:
۱- ايجاد پوشش و قراردادن ماده اي بين محيط و فلز
۲- سلسله اعمالي را كه به آن ها نام اعمال الكتروشيميايي مي دهند روي فلز انجام دهيم تا خوردگي كم يا هيچ گردد.

۳- موادي را درون فلز افزايش دهيم تا سرعت خوردگي كم شود كه از اين مواد با عنوان كندكننده هاي خوردگي ياد مي شود.
حفاظت يا ايجاد پوشش: كه در اين روش فلز يا پلاستيك يا رنگي را روي فلز مي كشند تا مانع از خوردگي آن شوند.

حفاظت با رنگ: براي حفاظت از فلز با رنگ به دو نوع رنگ نياز داريم:
۱- رنگ آستري
۲- رنگ نهايي
رنگ آستري معمولا روغن كتان يا گليسروفتاليك است كه داراي كرومات روي است.
رنگ نهايي كه معمولا براي زيبايي روي رنگ آستري مي كشند، بايد اين نوع رنگ براي اكسيژن هوا غير قابل نفوذ باشد.

حفاظت الكتروشيميايي: در اين روش فلز را به پتانسيلي مي بريم كه در آن پتانسيل شدت واكنش آندي هيچ يا بسيار ناچيز مي شود و عمر قطعه ي مورد نظر طولاني تر مي گردد. براي حفاظت الكتروشيميايي دو نوع حفاظت آندي و كاتدي وجود دارد.

حفاظت با كندكننده هاي خوردگي: گندكننده هاي خوردگي به موادي گفته مي شود كه با ايجاد يك لايه بين ماده و فلز مانع از خوردگي مي شوند يا در حد امكان از سرعت خوردگي مي كاهند.
به طور كلي دو نوع كند كننده وجود دارد:
۱- آلي
۲- غير آلي

كندكننده هاي آلي مانند: آمين ها چرب و مشتقات آن ها، آميدها، الكل ها، تيواوره و تركيبات آلي كه داراي يك يا چند اتصال سه گانه اند.
تيغ خود تراش يا برخي از قطعات يدكي خودروها را براي خورده نشدن در هنگام نقل و انتقال درون پوششي از كاغذ آغشته به روغن قرار مي دهند.

در پايان بايد گفت كه مواظب فلزات دور و بر خود باشيد كه اكسيژن هر لحظه در كمين شما و وسايل شماست.
در پناه استفاده از مواد كندكننده ي خوردگي خود و وسايلتان سالم، پيروز و سربلند باشيد.
منبع
خوردگی کف مخازن را می توان با به کارگیری همزمان حفاظت کاتدی و ممانعت کننده خوردگی از نوع فاز بخار و یا تنها با به کارگیری وی سی آی (VCI) تحت کنترل قرار داد.

خوردگی کف مخازن نفتی یکی از مشکلات مهم ذخیره سازی نفت خام و مایعات گازی است. نشست مخازن بزرگ نفتی موجب آلودگی آب های زیرزمینی و وارد آمدن خسارت های جبران ناپذیر به محیط زیست می شود. در گذشته کف مخازن (قسمت بیرونی مخزن که با زمین در ارتباط است) با به کارگیری حفاظت کاتدی نتوانسته است به طور کامل مانع از نشت و جلوگیری از خوردگی کف مخازن ذخیره نفت شود.

در این مقاله دلایل ناتوانی سیستم حفاظت کاتدی در جلوگیری از خوردگی کف مخازن نفتی و آخرین روشهای مورد استفاده برای حفاظت کف مخازن بررسی می شود.

به کارگیری سیستم حفاظت کاتدی، بازدارنده های خوردگی از نوع فاز بخار و به کارگیری همزمان حفاظت کاتدی و بازدارنده های خوردگی فاز بخار از جمله روش های حفاظت از خوردگی کف مخازن است.