محافظت از فولاد

محافظت از فولاد در مقابل خوردگی

خوردگی غالباً به زنگ زدگی یا کدر شدن فولاد و فلزات گفته می‌شود. عمق حفره‌های ایجاد شده رو قطعات فولاد ، تابع شدت حمله خوردگی موضعی است. حمله شدید باعث ایجاد حفره عمیق می‌شود. شدت حمله بستگی به این دارد که آیا فولاد یا فلز مور نظر حفاظت شده باشد یا خیر . اگر قطعه فلزی کاملاً حفاظت شده باشد، خوردگی ایجاد نخواهد شد یا خیلی کم خواهد بود، اما اگر هیچ نوع حفاظتی صورت نگرفته باشد یا خوب حفاظت نشده باشد.

تمامی قطعات فلزی دچار حمله خورندگی خواهد شد و رفته رفته باعث خوردگی های شدید تر خواهد شد که در شدید ترین حالت، منجر به تشکیل ترک های ریز نفوذی می شود که در نتیجه قسمت سالم سطح مقطع قطعه فلزی را کاهش می‌دهد و سرانجام هنگامی که نیرو به حد کافی باشد، فلز تحت تاثیر نيرو، گسیخته و منهدم خواهد شد. در نتیجه می‌توان گفت، خوردگی باعث ایجاد دو مشکل اساسی می شود. در این مطلب قصد داریم روش های محافظت از فولاد را بیاموزیم …

تعریف علمی خوردگی فولاد

واکنش شیمیایی یا الکتروشیمیایی سطح خارجی و داخلی فولاد و اتصالات آنها با عوامل محیطی و تخریب تدریجی آنرا خوردگی گویند. خوردگی، واکنشی نامطلوب است که سبب جدا شدن اتم های سطح فلز و تخریب ساختار فیزیکی آن می شود. شدت و میزان خوردگی با توجه به محیط استقرار فولاد ، نوع سیال عبوری، درجه حرارت و غلظت ماده خورنده متفاوت است. همچنین عوامل دیگری مانند تنش های مکانیکی و فرسایشی می تواند به خوردگی کمک کند.

خوردگی شیمیایی فلزات و فولاد از جمله مشكلات اساسی و هزینه ساز صنایع بزرگ به خصوص صنعت نفت، گاز، پتروشیمی،نیروگاهی و آب و فاضلاب به شمار می رود. لوله های انتقال و توزیع سوخت و آب، اسکله ها، کشتی ها، كندانسورها، دکل های انتقال نیرو، مخازن ذخیره سوخت و دیگر سازه های مدفون و یا شناور در یك الكترولیت،متناسب با شرایط و با توجه به ساختار متالورژیكی خود، خورده شده و بعد از مدتی كار سیستم را مختل كرده و منجر به ضرر و زیان های غیر قابل پیش بینی می‌شوند.

سالیانه هزینه‌های زیادی در سراسر جهان صرف نگهداری سازه‌های فلزی و محافظت از آنها در مقابل خوردگی می‌شود یکی از این موارد خطوط لوله انتقال نفت، گاز و آب است.

محافظت از فولاد در برابر خوردگی

در میان تاسیسات فرآوری نفت خام، بیشترین میزان خوردگی در واحدهای نمک زدایی و به دلیل جداسازی نمک از نفت و تولید پساب می باشد.
به طور کلی می توان گفت شدت خوردگی در بخش انتقال پساب بسیار زیاد و علی رغم تزریق مواد کنترل کننده، خوردگی همچنان غیر قابل کنترل می باشد.
اما با توجه به تحقیقات صورت گرفته استفاده از پوشش سطح داخلی لوله می تواند خسارت های ناشی از فرایندهای خوردگی را تا حد زیادی کاهش دهد.

انواع خوردگی فولاد

خوردگی یکنواخت

در این نوع خوردگی واکنش های شیمیایی به طور یکنواخت در سطح فولاد با جابجایی پیوسته آند و کاتد و به علت پلاریزاسیون ایجاد می شود. اهمیت و قدرت این نوع خوردگی از دیگر انواع خوردگی ها کمتر است.

خوردگی حفره ای

خوردگی حفره ای نوعی خوردگی موضعی است که به دنبال آن حفره هایی در سطح فولاد ظاهر شده و یا ادامه فعل انفعال خوردگی حفره ها عمیق تر می شوند و باعث سوراخ شدن فولاد می گردد.

خوردگی شکافی

خوردگی شکافی، نوعی از خوردگی الکتروشیمیایی موضعی است که در شکاف ها و در زیر سطوح فلزی پوشش داده شده (به عنوان لایۀ محافظت کننده)، در جایی که محلول های راکد وجود دارد، اتفاق می افتد. مکانیزم خوردگی شکافی تا حدود زیادی مشابه با مکانیزم خوردگی حفره ای است.

خوردگی بین دانه ای

این نوع خوردگی که در مرز دانه ها اتفاق می افتد از انواع خوردگی موضعی می باشد. طی فرآیند انجماد، مرز دانه ها آخرین نقاطی هستند که منجمد می شوند، لذا غلظت عناصر آلیاژی و ناخالصی در مرز دانه لوله فولادی بیشتر است. اختلاف غلظت آلیاژی بین سطح و مرز دانه ها باعث اختلاف انرژی و در نتیجه تمایل به خورده شدن سطح و مرز دانه ها بوجود می آید و در نهایت مرز دانه ها آند و سطح دانه ها کاتد می شود.

خوردگی تنشی

خوردگی تنشی نتیجه تاثیر همزمان تنش های مکانیکی محیط خورنده مناسب بر روی فولاد است. این تنش های مکانیکی می تواند ناشی از تنش های خارجی و یا داخلی (پسماند) باشد.

خوردگی توأم با خستگی

خوردگی توأم با خستگی نوع دیگری از خوردگی است که در آن نقطه فلزی تحت تأثیر همزمان واکنش شیمیایی و بار دینامیکی (متناوب) قرار می گیرد. در نتیجۀ این فعل و انفعال تَرَک های درون دانه ای ظاهر می شود، که شبیه به ساختار میکروسکوپی ترک ها در شکست دائم خواهد بود.

خوردگی فرسایشی

فعل و انغعالی که به جدا شدن قسمتی از سطح فلز و در نتیجه شتاب در سرعت تهاجم خوردگی فولاد در ارتباط با حرکت نسبی مایع و یاز گاز خورنده و سطح تماس فلز می انجامد را خوردگی فرسایشی گویند.

خوردگی سایشی

در اثر سایش ناشی از حرکت سیال، خوردگی سایشی بوجود می آید با افزایش مواد جامد در سیال، این نوع خوردگی تشدید می شود. افزایش سرعت گردش سیال حفاری، میزان مواد جامد گل و جریان آشفته سیال حفاری از عواملی هستند که باعث تشدید این نوع خوردگی می شوند. با کاهش سرعت گردش سیال حفاری و میزان مواد جامد یا برقراری جریان لایه ای در سیال حفاری، سرعت این نوع خوردگی کاهش می باید.

روش های محافظت از فولاد

1- انتخاب مواد مقاوم در برابر خوردگی در ساخت قطعات
2- ایجاد تغییرات در محیط خورنده برای کاهش خوردگی
3- انتخاب پوشش و عایق های حفاظتی فولاد و اتصالات

***     شرکت صدرا پروفیل کاوه      ***