اگر صخره در مسیر رود نبود ،رود هیچ آوازی از خود سر نمی داد.
خانه » لیست » پروژه » متالوژی » دانلود پروژه مطالعه و بررسی دلایل خوردگی در خطوط لوله حمل نفت
دانلود پروژه مطالعه و بررسی دلایل خوردگی در خطوط لوله حمل نفت

دانلود پروژه مطالعه و بررسی دلایل خوردگی در خطوط لوله حمل نفت

مطالعه و بررسی دلایل خوردگی در خطوط لوله حمل نفت

فهرست مطالب

مقدمه: 7
فصل اول: 9
انواع خوردگي 9
2-1- خوردگي گالوانيكي يا دو فلزي: 11
شكل 2-1- مقطع يك باطري خشك 12
جدول 2-1 نيروي الكتروموتوري استاندارد فلزات 13
2-2-1 اثرات محيط 18
3-2-1- اثر فاصله دو الكترود: 19
4-2-1- اثر سطح 20
شكل 4-1 جزئيات تانك فولادي كه در يك قسمت آن روكش فولاد زنگ نزن بكار رفته است 23
3-1 خوردگي شياري 25
شكل 7-1 خوردگي شياري يك كويل حرارتي نقره اي 26
شكل 9-1 خوردگي شياري – مراحل اوليه 30
شكل 10-1 خوردگي شياري- مراحل بعدي 30
3-3-1 مبارزه باخوردگي شياري 33
4-3-1 خوردگي فيلامنتي 34
شكل 11-1 شكل شما تيكي يك فيلامنت خوردگي كه در حال پيشروي سطح فولاداست 36
مكانيزم 38
شكل 13-1 مقطع يك فيلامنت خوردگي روي سطح فولاد 39
شكل 16-1 حفره دار شدن يك لوله كندانسور از جنس فولاد زنگ نزن 44
شكل 19-1 فرآيندهاي اتوكاتاليتيك در داخل يك حفره 46
شكل 20-1- مكانيزم رشد لوله خوردگي 49
شكل 21-1 تأثير سرعت بر حفره دارشدن فولاد رنگ نزن 52
شكل 23-1 عمق حفره به عنوان تابعي از سطح نمونه كه در معرض محيط خورنده قرار دارد. 55
شكل 24-1 نمايش شماتيكي مرزدانه ها در فولاد زنگ نزن نوع 304 كه حساس شده است. 60
شكل 27-1 خوردگي بين دانه اي در منطقه پوسيدگي جوش 62
3-5-1- كنترل فولادهاي زنگ نزن آستينتي 65
شكل 31-1 شيب كربن قطعات ريختگي از جنس 3-CF. 69
4-5-1 خوردگي شيار چاقو 71
6-1- جدايش انتخابي 75
1-6-1- زدايش روي، ويژگي ها 76
شكل 35-1 زدايش يكنواخت روي در يك لولة برنجي 77
شكل 36-1 زدايش روي از نوع موضعي 77
شكل 37-1 مقطع يكي از نقاط نشان داده شده در شكل 35-1 78
4-6-1- گرافيت شدن 81
5-6-1- سيستم هاي آلياژي ديگر 83
1-7-1- پوسته هاي سطحي 87
شكل 44-1 خوردگي سايش فولاد زنگ نزن 347 بوسيله اسيدنيتريك دودكننده سفيد درF°108 95
3-7-1- تلاطم يا توروبولانس 95
شكل 45-1 خوردگي زانو در خط كاندانس بخار 97
5-7-1- اثرات گالوانيك 98
شكل 48-1 اثر تماس با سرب در خوردگي سايشي آلياژ 100
8-7-1- خسارت حبابي: 106
شكل 49-1 نمايش شماتيكي مراحل خوردگي حبابي 109
شكل 50-1 مثالي از محلهائي كه خوردگي فرسايشي اتفاق مي افتد. 111
شكل 51-1 تئوري اكسيداسيون- سايش بطور شماتيكي 113
جدول 11-1 مقاومت مواد مختلف از نظر خوردگي فرسايشي 114
شكل 53-1 مقطع تركهاي scc در فولاد زنگ نزن (×500) 117
شكل 57-1 scc بين دانه اي برنج 122
شكل 61-1  سرعت پيشروي ترك نسبت به عمق ترك تحت باركششي 125
جدول 12-1 محيطهايي كه ممكن است باعث scc فلزات و آلياژها گردند 129
شكل 66-1 scc اتوكلاو از جنس فولاد زنگ نزن304 131
شكل 67-1 scc خارجي فولاد زنگ نزن304 132
شكل 69-1 scc سيمهائي از جنس آهن- نيكل- كرم در محلول 42% كلرورمنيزيم جوشان 134
6-8-1- مكانيزم 136
شكل 72-1 دياگرام شماتيكي نشان دهنده محدودههاي پتانسيل 143
جدول 16-1 146
جدول 19-1 ترك خوردن در اثر خوردگي توام با تنش در محيطهاي مختلف- سيستمهاي آلياژي 147
ادامه جدول 19-1 148
3-8-8-1 مكانيزهاي هيدروژن 152
9-8-1 روشهاي جلوگيري 153
شكل 73-1 نمايش شماتيكي شكستهاي ناشي از خستگي و خوردگي- خستگي 156
2-11-8-1 فاكتورهاي محيطي 163
شكل 76-1نمايش شماتيكي مكانيزم تاول زدن در اثر هيدروژن 164
شكل 78-1 منحني هاي خستگي استاتيكي در غلظتهاي مختلف هيدروژن كه با پختن فولاد 4340 در 300 درجه فارنهايت در زمانهاي مختلف حاصل شده است. 167
1-9-1- انتخاب مواد 173
خالص كردن فلز 176
مواد حذف كننده عوامل مضر: 182
جدول 20-1 ليست مراجع ممانعت كننده هاي خوردگي 185
2-9-1- طراحي 191
شكل 80-1 حفاظت كاتدي يك تانك زيرزميني با استفاده از روش اعمال جريان خارجي 198
شكل 82-1 حفاظت يك لولة زيرزميني با يك آند منيزيمي 199
شكل  83-1 الكترود مقايسه مس- سولفات مس 201
شكل 84-1 اندازه گيري پتانسيل لولة زميني بوسيله الكترود مرجع 201
شكل 85-1 جريان هاي سرگردان ناشي از حفاظت كاتدي 204
شكل 86-1 جلوگيري از خوردگي ناشي از جريانهاي سرگردان با طراحي صحيح 205
مقايسه حفاظت آندي و كاتدي 208
جدول 25-1 مقايسه حفاظت آندي و كاتدي 209
آبكاري الكتريكي: 212
پاشيدن مشعلي: 213
ايجاد تغييرات در سطح فلز: 218
لايه رويي: 222
تجهيزات تازه ونو: 227
تعمير ونگهداري : 227
جدول28-1  تخمين هزينه هاي آماده سازي سطح و كاربرد پوشش ها براي حالات مختلف 229
استانداردهاي كنترل خوردگي 229
ج- پوشش مياني 230
فصل دوم 233
آلياژهاي مورداستفاده درلوله هاي انتقال نفت وگازAPT-5L 233
4-2 خواص مكانيكي : 236
تست مجدد: 239
فصل سوم 242
خوردگيهاي خطوط انتقال نفت و گاز 242
آب نمكدار: 243
2-3 خوردگي از خارج: 248
4-2-3 فولاد لوله قديمي و جديد: 250
جدول1-3 خواص فيزيولوژيكي جانوران ميكروسكوپي 256
موجودات ماكروسكوپي 257
شكل 1-3  جريان هاي سرگردان ناشي از حفاظت كاتدي 263
شكل 2-3 جلوگيري از خوردگي ناشي از جريان هاي سرگردان با طراحي صحيح 264
مقاومت در برابر ديس باندينگ: 268
انواع پوشش ها: 269
پوشش هاي اپوكسي پيوند خورده با ذوب: 272
مدارهاي الكتريكي اصلي همسايه: 281
تكنيكهاي ساخت: 283
كابل هاي لوله اي سيستم الكتريكي: 289
سلول هاي پلاريزاسيون: 290
فصل چهارم 292
بررسي علل شكست خط لوله انتقال نفت خام 292
شمايي از قسمت سالم لوله 16 اينچ (1) 295
شمايي از سطح شكست در منشأ شروع ترك (4) 296
جدول شماره 1-4 نتايج آناليز شيميايي آلياژ لوله در مقايسه با استاندارد. 300
* نتايج آناليز تركيبات داخل لوله: 300
جدول شماره 2-4  نتايج آزمايش كشش لوله 302
بحث و نتيجه گيري: 304
نتيجه گيري: 312
توصيه ها براي جلوگيري: 313

چكيده :
نياز بررسي و تحقيق در زمينه خوردگي در خطوط لوله حمل نفت خام ما را بر اين داشت تا به بررسي كوتاه در اين زمينه بپردازيم ابتدا با مقدمه اي مختصر در مورد خطوط لوله و نقش آنها در چرخه تأمين سوخت مورد نياز .و حمل و نقل نفت و گاز و حجم عمليات انجام گرفته و توجيه اقتصادي بررسي هاي خوردگي و تحقيقات انجام گرفته در اين زمينه پرداختيم و سپس انواع خوردگي را مورد بررسي قرار داديم در يك فصل مجزا به بررسي انواع خوردگي در خطوط لوله پرداختيم.
در ادامه با بررسي انواع جنس هاي مورد استفاده در ساخت لوله هاي انتقال نفت خام و ترجمه قسمتي از استانداردها در اين زمينه اين پخش را تكميل نموديم. در پايان مورد عملي را كه در طي پروژه انجام داده شده بود. و يك مورد انهدام لوله نفت خام بود را آورديم كه مثال خوبي از يك مورد تحقيقي بود و روش و فرايند اين نوع تحقيقات را بيان مي كرد و تجربيات و اطلاعات خوبي در زمينه اين نوع پروژه ها را در بر دارد و مي توان در موارد مشابه از اين تجربيات استفاده كرد.
اين مورد يك حالت از خوردگي ميكروبي را نشان داد و ما با انجام مطالعات در اين زمينه روش هاي را براي پيشگيري ارائه نموديم.
مقدمه:
خوردگي را تخريب يا فاسد شدن يك ماده در اثر واكنش با محيطي كه در آن قرار دارد تعريف مي كنند.
خطوط لوله در سراسر جهان به عنوان حمل كننده هاي گازها و مايعات در ساخت هاي طولاني از منبع تا محل مصرف نهايي نقش بسيار مهمي را بازي مي كنند.
به طور عمومي اطلاعات در مورد شما و خطوط لوله كه به طور پيوسته در سرويس هستند. به عنوان بخش عمده اي از سيستم حمل و نقل بدين صورت است:
خطوط لوله در سرويس مدفون زير خاك به دور از ديد هستند به استثناء شهرها، ايستگاه هاي پمپاژ يا فشار و ترمينال ها.
در حال حاضر حدود Km 460000 خطوط لوله حمل معمولي در حدود 46% تمام نفت خام و محصولات پالايش را حمل و نقل مي كنند در ايالت متحده در 1984 بيش از Km 6 10 × 106 خطوط لوله گاز طبيعي در سرويس وجود داشت. حدود 25% كل سوريس هاي بين ايالتي در حدود Km 280000 بودند كه حمل مي كردند مايعات را.
سوريس هاي بين ايالتي در ايالاتي متحده گسترش پيدا كرد براي ايجاد مايل هاي بيشتري از خطوط لوله در 1986 و Km 9800 از خطوط گاز طبيعي ساخته شده و Km 5740 براي خط لوله نفت خام و Km 2660 از خط لوله براي محصولات پالايش نيز ساخته شد.
با اين شبكه پهناور بدون تغيير خط لوله به كار رفته براي استفاده در حمل منابع طبيعي و محصولات نهايي به مكان هايي كه آنها مورد استفاده قرار مي گيرند. آشكار مي گردد كه نگهداري آنها در سرويس بوسيله جلوگيري از خوردگي تكنيكي است و بطور اقتصادي با فايده مي باشد.
كنترل خوردگي خطوط لوله در سراسر جهان انجام مي شود به دلايل زياد به وسيله استفاده از حفاظت كاتدي همراه با يك پوشش دي الكتريك مناسب. سيستم حفاظت كاتدي با استفاده از جريان محافظ در سطح بيروني لوله محلي كه در معرض خاك مجاور در ناپيوستگي هاي سيستم پوشش قرار دارد از لوله محافظت مي كند. سيستم پوشش به كار مي رود براي كاهش مقدار مجموعه زياد جريان محافظ مورد نياز در طول عمر عملياتي لوله.
مبحث كنترل خوردگي در فاز طراحي خط لوله بايد شروع شود و ادامه يابد همراه با راه اندازي و تمام عمر اقتصادي لوله.
اين نوشته به طور خلاصه انواع خوردگي ها و روش هاي جلوگيري را به طور عمومي ابتدا بررسي مي كند و سپس به طور اختصاصي خوردگي خط لوله حمل نفت و گاز را بررسي و در نهايت يك مورد عملي از پروژه هاي خوردگي لوله هاي نفت خام مورد بررسي قرار خواهد گرفت.
فصل اول:
انواع خوردگي
1-1- خوردگي يكنواخت:
معمول ترين متداول ترين نوع خوردگي است. معمولاً بوسيله يك واكنش شيميايي يا الكترو شيميايي به طور يكنواخت در سرتاسر سطحي كه در تماس با محلول خورنده قرار دارد، مشخص مي شود. فلز نازك و نازكتر شده و نهايتاً از بين مي رود يا تجهيزات مورد نظر منهدم مي شوند. مثلاً يك قطعه فولاد يا روي در داخل يك محلول رقيق اسيد سولفوريك معمولاً با سرعت يكساني در تمام نقاط قطعه خورده خواهد شد.
خوردگي يكنواخت يا سرتاسري ، از نظر نتاژ مقدار فلز خورده شده بالاترين رقم را دارد، لكن اين نوع خوردگي از نقطه نظر فني اهميت چنداني ندارد، زيرا عمر تجهيزاتي كه تحت اين نوع خنوردگي قرار مي گيرد را دقيقاًمي توان با آزمايشات ساده اي تخمين زد. براي اين منظور، تنها قرار دادن نمونه هاي آزمايش در داخل محلول مورد نظر غالباً كافي است. خوردگي يكنواخت را بطرق زير ميتوان متوقف نمود يا كم كرد:
(1) انتخاب مواد پوشش صحيح، (2) بوسيله ممانعت كننده، و يا (3) با استفاده از حفاظت كاتدي. روش هاي مبارزه با اين نوع خوردگي را كه مي توان بتنهايي با يكديگر بكار برد.
2-1- خوردگي گالوانيكي يا دو فلزي:
موقعي كه دو فلز غير همجنس كه در تماس الكتريكي با يكديگر هستد، در معرض يك محلول خورنده يا هادي قرار بگيرند، اختلاف پتانسيل بين ان دو باعث برقراري جريان الكترون بين انها مي شود.
نسبت به موقعي كه اين دو فلز در تماس الكتريكي با يكديگر نباشند، خوردگي فلزي كه مقاومت خوردگي كمتري دارد، افزايش يافته و بر عكس، خوردگي فلز مقاومتر، تقليل مي يابد. فلزي كه مقاومت خوردگي كمتري دارد اندي شده و فلز مقاومتر (از نظر خوردگي) كاتدي مي شود. معمولاً كاتد يا فلز كاتد در اين نوع خوردگي يا اصلاً خورده نمي شود و يا اگر خورده شود، مقدار خوردگي آن خيلي كم خواهد بود. بعلت وجود جريان هاي الكتريكي بين فلزات غير هم جنس اين نوع خوردگي، خوردگي گالوانيكي ناميده مي شود. اين دو نوع خوردگي، خوردگي الكتروشيميايي بوده، لكن براي سهولت تشخيص، اصطلاح گالوانيكي يا دو فلزي را در اين مورد بكار مي بريم.
نيروي محركه براي برقراري جريان و در نتيجه خوردگي، پتانسيلي است كه بين اين دو فلز وجود دارد. باطري خشك كه بطور شماتيكي در شكل 2-1 نشان داده شده است مثلاً خوبي در اين مورد است. الكترود كربني بعنوان يك فلز مقاوم خوردگي – كاتد- عمل نموده و جداره آن كه از فلز روي ساخته شده بعنوان آند عمل مي كند و خورده مي شود. خمير بين الكترودها هادي الكتريسيته است (و خورنده) و جريان الكتريكي را در داخل باطري هدايت مي كند. از منيزيم نيز مي توان بعنوان فلز آند يا جداره باطري استفاده نمود.
شكل 2-1- مقطع يك باطري خشك
1-2-1- نيروي الكتروموتوري (EME) و سري گالوانيكي
بطور خلاص، پتانسيل بين فلز در تماس با محلول حاوي تقريباً يك اتم گرم يون فلز مربوطه (اكتيويته واحد)، در يك درجه حرارت قابت بدقت اندازه گيري مي شود. جدول 1-1 كه غالباً جدول نيرو الكتروموتوري يا جدول emf ناميده مي شود، طرز قرار گرفتن فلزات مختلف را نسبت به يكديگر نشان مي دهد. براي سادگي كليه پتانسيل ها را نسبت به يك الكترود مرجع (H2/H+) كه بطور دلخواه صفر فرض شده مي سنجند. پتانسيل بين فلزات مختلف را با گرفتن پتانسيل بين الكترودهاي رورسيبل مس و نقره 462% ولت است. اختلاف بين مس و روي 1/1 ولت است. براي آلياژهايي كه از دو يا چند جزء فعالي تشكيل شده اند، بدست آوردن پتانسيل رورسيبل عملي نيست، لذا در جدول 2-1 فقط فلزات خالص وجود دارند.
در مسائل عملي خوردگي، تماس گالوانيكي بين فلزات در حال تعادل با يون هاي خود بندرت اتفاق مي افتد. همانطور كه در بالا ملاحظه شد قسمت اعظم اثرات خوردگي گالوانيكي در اثر ارتباط الكتريكي با يكديگر نيز در حال خورده شدن هستند. همچنين چون اكثر مواد مهندسي را آلياژها تشكيل مي دهند، بنابراين اتصال گالوانيكي معمولاً مشتمل بر يك (يا دو) آلياژ فلزي مي باشد. اين شرايط جدول گالوانيكي، جدول 2-1 پيش بيني دقيق تري از روابط گالوانيكي مي كند تا جدول emf، جدول 2-1 بر اساس اندازه گيري هاي پتانسيل و آزمايشات خوردگي گالوانيكي در آب درياي آلوده نشده مي باشد كه بوسيله شركت بين المللي نيكل انجام شده است. بخاطر اختلاف بين آزمايشات مختلف، تنها موقعيت نسبي فلزات در اين جدول مشخص شده است نه پتانسيل آنها. در حالت ايده آل، جداول مشابهي براي فلزات و آلياژها در تمام محيط ها در درجه حرارت هاي مختلف مورد نياز خواهد بود، لكن در اين صورت تقريباً بي نهايت آزمايش بايستي انجام شود.
بطور كلي موقعيت فلزات و آلياژها در جدول گالوانيكي به نحو مناسبي با موقعيت فلزات تشكيل دهنده
جدول 2-1 نيروي الكتروموتوري استاندارد فلزات
آنها در جدول emf تطابق دارد. غير فعال شدن (روئين شدن) بر رفتار خوردگي گالوانيكي اثر مي گذارد. توجه كنيد در جدول 2-1 فولاد زنگ نزن در حالت غير فعال در موقعيت نجيب تري قرار دارد مسبت به موقعي كه اين آلياژها در حالت فعال قرار دارند. رفتار مشابهي بوسيله اينكونل كه يك نيكل زنگ نزن است مشاهده مي شود.
يك ويژگي جالب توجه ديگر جداول گالوانيكي كروشه هايي است كه در جدول 2-1 نشان داده شده است. آلياژهايي كه در اين كروشه ها جمع شده اند، تا اندازه اي از نظر تركيب مشابه هستند، مثلاً، مس و آلياژهاي مس. كروشه ها نشان مي دهند كه در اثر كاربردهاي عملي خطر كمي براي خوردگي گالوانيكي زوج هاي فلزات و آلياژهايي كه در يك كروشه خاص قرار دارند، وجود دارد. اين بخاطر نزديكي اينها بهم ديگر در جدول مي باشد، و در نتيجه پتانسيل بوجود آمده بين آنها چندان قابل توجه نحواهد بود. در اين جدول نيز هر چه دو فلز از يكديگر دورتر باشند، اختلاف پتانسيل بين آنها بيشتر خواهد بود.
جدول 2-1 جدول گالوانيكي بعضي فلزات و آلياژها در آب دريا
در صورت عدم وجود نتايج آزمايشات در يك محيط خاص، سري گالوانيكي راهنماي خوبي براي اثرات احتمالي گالوانيكي مي باشد. به عنوان مثال جند مورد انهدام را با استفاده از جدول 2-1 بررسي مي كنيم. يك بدنه قايق از جنس مونل يا ميخ پرچ هاي فولادي در اثر خوردگي سريع ميخ پرچ هاي فولادي سوراخ شد. لوله هاي آلومينيوم متصل به لوله هاي برگشتي برنجي بشدت خورده شدند. تانك هاي آب گرم منازل از حنس فولاد در محل اتصال لوله هاي مسي به تانك سوراخ مي شوند. شفت پمپ ها يا تيغه هاي والواها از جنس فولاد يا موارد مقاومتر خوردگي، در اثر تماس با گرافيت خورده شدند.
خوردگي گالوانيكي گاهي اوقات در محل هاي غير منتظره اي اتفاق مي افتد. مثلا در يك مورد، خوردگي در لبه هاي جلوي مدخل ورودي محفظه موتورهاي جت اتفاق افتاد. خوردگي در اثر پارچه اي كه روي مدخل ورودي موتور قرار داشت، اتفاق افتاده بود. براي جلوگيري از رويش قارچ و جلبك روي اين پارچه، آنرا با نمك هاي مس آميخته كرده بودند. آميختن پارچه با نمك هاي مس براي جلوگيري از رويش قارچ جلبك، ضد آتش كردن و دلايل ديگر خيلي متداول است. نمك مس باعث آب شدن مس روي فولاد آلياژي شده و در نتيجه فولاد بطور گالوانيكي خورده شده بود. اين مسئله با استفاده از يك نايلون يا پوشش وينيلي كه حاوي هيچگونه فلزي نباشد، حل شد.
اين مثال ها بر اين واقعيت تاكيد مي كنند كه مهندس طراح بايستي مخصوصاً از اثرات خوردگي گالوانيكي آگاه باشد. گاهي اوقات كاربرد فلزات همجنس در تماس با يكديگر اقتصادي است. مثلاً ديگ بخار (بويلر) با لوله هاي مسي و صفحه لوله چدني يا فولادي در تماس است. در صورت وقوع خوردگي گالوانيكي، صفحه لوله ها كه ضخيم و حجيم است خورده خواهد شد (در مقايسه با لوله هاي نازك مسي)، و بخاطر ضخامت زياد صفحه لوله ها، عمر آنها زياد خواهد بود. در عين حال بجاي صفحه لوله هاي برنزي گران قيمت از صفحات چدني با فولادي كه ارزانتر هستند، استفاده شده است. در شرايطي كه از نظر خوردگي شديدتر است، مثلاض در محلول هاي رقيق اسيدي يا در مواردي كه كمترين سرعت خوردگي باعث آلودگي و در نتيجه خساراتي به سيستم خواهد بود، ممكن است صفحه لوله ها را از جنس برنز انتخاب كنند.
پتانسيل توليد شده بوسيله يك پيل گالوانيكي كه از دو فلز غير همجنس ساخته شده است. با زمان تغيير مي كند. اختلاف پتانسيل باعث جريان شده و خوردگي در الكترود اندي اتفاق مي افتد. با پيشرفت خوردگي، محصولات حاصل از خوردگي يا واكنش هاي ديگر ممكن است روي سطح آند يا كاتد يا هر دو مجتمع نمايند و بدين ترتيب سرعت خوردگي تقليل يابد.
درخوردگي گالوانيكي، معمولاً پولاريزاسيون واكنش احيا (پولازريزاسيون كاتدي) كنترل كننده است. چون درجه پولاريزاسيون و موثر بودن آن بستگي به فلز و آلياژ دارد، لذا قبل از آنكه بتوان ميزان خوردگي گالوانيكي را براي يك كوپل پيش بيني نمود، لازم است اطلاعاتي درباره ويژگي پولاريزاسيون آنها بدست آورد. مثلاً تيتانيم در آب دريا خيلي نجيب مي‌باشد (مقاومت علي نشان مي دهد) معهذا خوردگي گالوانيكي يك فلز فعالتر از مقداريست كه پيش بيني مي شود. دليل آن اين است كه تيتانيوم بسهولت در آب دريا بصورت كاتدي پولاريزه مي شود.
بطور خلاصه جدول سري گالوانيكي ويژگي هاي خوردگي گالوانيكي را دقيق تر از جدول emf نشان مي دهد. لكن همانطور كه بعداً بحث خواهد شد بايستي توجه داشت كه در مورد سري گالوانيكي نيز استثنايي وجود دارد، لذا هر جا كه مسكن باشد بايستي آزمايشات خوردگي در شرايط مورد نظر انجام شود.
2-2-1 اثرات محيط
ماهيت وخورندگي محيط به ميزان زيادي بر شدت خوردگي گالوانيكي تاثير مي گذارد. معمولا فلزي كه مقاومت كمتري نسبت به محيط مورد نظر دارد، آند مي شود.
بعضي وقت ها پتانسيليك زوج گالوانيكي در يك محيط ديگر عكس مي شود. جدول 3-1 رفتار عمومي فولاد بر روي را در محيط هاي آبي نشان مي دهد. معمولاً هم فولاد و هم روي هر كدام به تنهايي خورده مي شوند، لكن موقعي كه آنها را به هم متصل مي كنيم روي خورده شده و فولاد حفاظت مي شود. در موارد خاصي مثل ديگ هاي آب گرم خانگي در درجه حرارت هاي بالاتر از f 180 حالت فوق بر عكس شده و فولاد آندي مي شود. ظارهراً در اين حالت محصولات خوردگي روي باعث نجيب تر شدن اين فلز نسبت به فولاد مي شوند. Haney  نشان داد كه در حضور يون هاي ممانعت كننده نظير نيترات ها، بي كربنات ها و يا كربنات ها در آب، روي به مقدار كمي نجيب تر مي گردد و پتانسيل ها بر عكس خواهد شد.
جدول 3-1 تغيير وزن فولاد ورودي به تنهايي و در تماس با يكديگر (گرم)
تانتال از نظر مقاومت در برابر خوردگي فلزي بسيار مقاوم است و نسبت به پلاتين و كربن آند است. ليكن پيل حاصل تنها در درجه حرارت هاي بالا فعال است. مثلاً در زوج تانتال – پلاتين جريان تا C110 بر قرار نمي شود و C 256 جريان حدود ma/tt 100 وجود دارد. تانتال نسبت به چدن پر سيليسيم در اسيد سولفوريك غليظ كاتد است، ليكن جريان بين آند و به سرعت به صفر مي رشد. در بالاتر از C145 قطبين پين عكس مي شود تانتال را نبايستي در تماس با فلزات آندي قرار داد زيرا هيدروژن كاتدي را جذب نموده و ترد مي شود.
خوردگي گالوانيكي در اتمسفر نيز واقع مي شود. شدت آن بستگي به نوع و مقدار رطوبت موجود در اتمسفر دارد. مثلاً خوردگي نزديك سواحل دريا بيشتر از اتمسفر خشك مي باشد. كندانس بخار در نزديك ساحل دريا حاوي نمك است و لذا هادي‌تر و خورنده تر است و در رطوبت و درجه حرارت يكسان نسبت به كندانس در يك ناحيه دور از دريا الكتروليت بهتري است. آزمايشات اتمسفري در نقاط مختلف نشان داده اند كه روي (zn) در تمام موارد نسبت به فولاد آند است آلومينيم وظعيت مختلف و متغييري داشته و قلع  و نيكل همواره كاتد بوده اند. موقعي كه فلزات كاملاً خشك باشند خوردگي گالوانيكي اتفاق نخواهد افتاد، زيرا الكتروليتي براي حمل جريان بين سطوح الكترودها وجود دارد.
3-2-1- اثر فاصله دو الكترود:
خوردگي گالوانيكي معمولاً نزديك محل اتصال دو فلز شديد تر است و با دور شدن از اين نقطه خوردگي نيز كم مي شود. فاصله اي كه تحت تأثير خوردگي قرار مي گيرد بستگي به مقاومت محصول دارد. با در نظر گرفتن مسير جريان و مقاومت مدار اين مسأله واضح است، در آبي با مقاومت بالا و يا كاملاً خوردگي ممكن است به صورت يك شيار باريك ظاهر گردد. خوردگي گالوانيكي از موضعي بوده آن در نزديكي محل اتصال دو فلز به سهولت تشخيص است.
4-2-1- اثر سطح
يك فاكتور مهم ديگر در خوردگي گالوانيكي اثر سطح، يا نسبت سطح كاتد به سطح آند مي باشد. نسبت سطحي نا مناسب مشتمل بر كاتد بزرگ و آند كوچك است. براي يك مقدار معين جريان در پيل، دانسيته جريان براي الكترود كوچك به مراتب بزرگتر از تا دانسيته جريان براي الكترود بزرگتر، هر چه دانسيته جريان در يك منطقه آندي بزرگتر باشد، سرعت خوردگي بيشتر است خوردگي نواحي آندي ممكن است 100 تا 1000 برابر بيشتر از حالتي باشد كه سطح آند با كاتد برابرند. شكل 3-1 دو مثال خوب از اثر سطح را نشان مي دهد. نمونه ها، صفحات پرچ  شده مسي و فولادي هستند كه هر دو در يك زمان به مدت 15 ماه در آب دريا قرار گرفته اند. در سمت چپ صفحات فولادي با ميخ پرچ هاي مسي، و در طرف راست صفحات مسي با ميخ پرچ هاي فولادي قرار دارند. مس نسبت به فولاد در آب دريا، فلز نجيب تر يا مقاوم تر در برابر خوردگي است. صفحات فولادي در سمت چپ قدري خورنده شده اند، ليكن اتصال حاصل از ميخ پرچ ها هنوز قوي است. نمونه سمت راست داراي نسبت سطحي نا مناسبي است ميخ پرچ هاي فولادي كه در تماس با سطح بزرگ كاتدي قرار دارد خيلي بيشتر است.
تخلف از اصل ساده فوق غالباً منجر به خسارات زيادي مي گردد. به عنوان مثال در يك كارخانه در طي يك برنامه عظيم توسعه چند صد تانك بزرگ نصب گرديد. اگر تانك هاي قديمي را از فولاد معمولي مي ساختند و با يك رنگ فنلي پخته شده قسمت داخلي را پوشش مي دادند. محلولي كه در تانك، اثر خوردنگي كمي روي فولاد داشت.
شكل 3-1- تأثير نسبت سطحي بر خوردگي گالوانيكي در كوپل فولاد- مس
لكن آلوده شدن محصول مسأله مهمي بود. اين پوشش در قسمت كف خساراتي متحمل مي شود كه اكثر در اثر ضربات مكانيكي بود و لذا هر چند وقت يك بار بايستي پوشش كف معمولي كه فولاد زنگ نزن 8-18 روكش شده بود ساخته شد. ديواره ها و سقف تانك از فولاد معمولي ساخته شده و به وسيله همان رنگ فنلي پوشش داده شده، شكل 4-1 و پوشش را تا اندكي روي فولد زنگ نزن در قسمت زير خط جوش ادامه داده اند.
چند ماه بعد از آغاز به كار كارخانه جديد، تانك ها يكي بعد از ديگري شروع به سوراخ شدن در قسمت ديواره ها نمودند. اكثر سوراخ ها در يك باند به پهناي 2 اينچ در بالاي خط جوش واقع مي شدند. بعضي از تانك هاي تمام فولادي قديمي از نقطه نظر سوراخ شدن ديواره ها، 10 تا 20 سال بدون كوچكترين دردسر عمر كرده بودند.
توجيه و علت مسأله فوق به قرار زير است: به طور كلي پوشش هاي رنگي قابل نفوذ بوده و ممكن است داراي نواقصي باشند مثلاً اين رنگ فنلي پخته شده حتي در مقابل آب دريا كه دو بار تقطير شده از بين مي رود. سوراخ شدن تانك هاي جديد ناشي از نسبت سطح كاتد به آند نامناسب مي باشد. آندهاي كوچكي كه روي ورقه هاي فولادي ديواره بوجود آمده بود، در تماس الكتريكي با سطح بزرگ فولاد زنگ نزن بوده و باعث ايجاد سرعت هاي بالاي خوردگي در حدود mpy 100 شده است.
شكل 4-1 جزئيات تانك فولادي كه در يك قسمت آن روكش فولاد زنگ نزن بكار رفته است
5-2-1- جلوگيري:
روش هايي براي مبارزه يا حداقل نمودن خوردگي گالوانيكي وجود دارد. بعضي وقت ها يكي از اين روش ها كافي است، ليكن بعضي مواقع ممكن است يك يا چند تا از اين روش ها لازم باشد. اين روش ها به شرح زير مي باشند:
1- در صورت نياز به كاربرد فلزات غير همجنس حتي الامكان سعي كنيد كه موقعيت آنها در جدول گالوانيكي به يكديگر نزديكتر باشد.
2- از نسبت سطحي نامطلوب، آند كوچك و كاتد بزرگ، بپرهيزيد. قطعات كوچك مثل پيچ و مهره ها يا ميخ پرچ ها براي نگه داشتن فلزات فعال تر به يكديگر مناسب هستند.
3- فلزات غير همجنس هر جا كه ممكن ات از يكديگر عايق سازيد و در صورت امكان بايستي اجزائ را كاملاً عايق بندي كرد. يك اشتباه متداول در اين زمينه در اتصالات پيچي همچون فلانچ ها مي باشد. بعنوان مثال مي توان به اتصال لوله و والر به يكديگر اشاره كرد. بطوريكه لوله از جنس فولاد و يا سرب و والو ار مواد ديگري انتخاب گردد.
در اين حالت براي عايق كردن دو قسمت از واشر با كليتي در زير پيچ و مهره ها استفاده مي گردد ولي باز هنوز بدنه پيچ ها با فلانچ در تماس است. براي حل اين مسئله هم ماه واشر از تيوب هاي پلاستيكي بر روي بدنه پيچ ها استفاده مي گردد. بطوري كه پيچ ها كاملاً از فلانج ها مجزا گردند. شكل 5-1 نحوه صحيح عايق كردن در يك اتصال با پيچ را نشان مي دهد. نوار پيچي و رنگ، مقاومت الكتريكي مدار را زياد مي كنند و راه حل هاي ديگري مي باشند.
4- پوشش ها را البته با احتياط بكار ببريد. از حالات شبيه آنچه كه در رابطه با شكل 4-1 گفته شد، پرهيز نمائيد. پوشش را بخوبي تعمير كنيد، مخصوصاً پوشش روي نواحي آندي.
5- در صورتيكه ممكن باشد براي كم كردن خوردگي محيط، از ممانع كننده استفاده كنيد.
6- در باره موادي كه در جدول گالوانيكي دور از يكديگر قرار دارند، از اتصالات پيچ و مهره اي پرهيز نمائيد. همانطور كه در شكل 5-1 نشان داده شده است. قسمتي از ضخامت موثر جداره فلز در مرحله پيچ سازي برداشته مي شود. به علاوه، مايعات كندانس شده يا رطوبت كندانس شده، مي تواند در شيارهاي پيچ تجمع پيدا كند و همان جا باقي بماند.
اتصال زرد، جوش با استفاده از يك از يك آلياژي كه حداقل نسبت به يكي از دو فلز تحت اتصال نجيب تر باشد، ارجحيت دارد. استفاده از الكترود همجنس با فلز زمينه اي كه جوشكاري در آن صورت مي گيرد مطلوب تر است.
7- قسمت هاي آندي را طوري طراحي كنيد كه به سهولت قابل تعويض باشند. با آنها را ضخيم تر انتخاب كنبد تا عمر بيشتري داشته باشد.
8- به اتصال هاي گالوانيكي، فلز سومي كه نسبت به دو فلز قبلي آند باشد متصل نمائيد.
3-1 خوردگي شياري
اكثرا در شيارها و نواحي ديگري روي سطح فلز كه حالت مرده دارند و در معرض محيط خورنده قرار دارند، خوردگي موضعي شديدي اتفاق مي افتد. اين نوع خوردگي معمولاً هر ماه يا حجم هاي كوچك محلول ها يا مايعات كه در اثر وجود سوراخ، سطوح واشرها، محل روي هم قرار گرفتن دو فلز رسوبات سطحي و شيارهاي زير پيچ، مهره ها، و يمخ پرچ ها ساكن شده اند يا به اصطلاح حالت مرده پيدا كرده اند، مي باشد در نتيجه اين نوع خوردگي را خوردگي شياري يا گاهي اوقات خوردگي لكه اي يا واشري نيز مي نامند.
1-3-1- فاكتورهاي محيطي
مثال هايي از رسوباتي كه ممكن است باعث خوردگي شياري، (يا خوردگي لكه اي) بشوند عبارتند از: ماسه، كثافات، محصولات خوردگي و جامدات ديگر. رسوب بعنوان يك مانع عمل مي كند و در زير آن محلول بصورت ساكن در مي آيد. رسوبات مي توانند محصولات خوردگي نيز باشند. شكل 7-1 خوردگي شياري يك كويل حرارتي از نقره خالص را بعد از فقط چند ساعت كار نشان مي دهد. جامدات معلق ناحلول روي سطح كويل راسب شده و در مثال حاضر باعث خوردگي نشان داده شده گرديده است. جداره داخلي تانك با روكش نقره هيچگونه اثري از خوردگي نشان نداده زيرا در اين نواحي رسوبي بوجود نيامده است.

شكل 7-1 خوردگي شياري يك كويل حرارتي نقره اي
تماس بين سطوح فلز و غير فلز نيز مي تواند باعث خوردگي شياري گردد. اين حالت در مورد بعضي واشرها پيش مي آيد. مثال هائي از اين گونه واشرها كه مي توانند باعث اين نوع خوردگي گردند عبارتند از چوب، پلاستيك، لاستيك، شيشه، بتن، آزبست، موم و پارچه. شكل 8-1 مثلا خوبي از خوردگي شيراي در فصل مشترك واضر با فولاد زنگ نزن مي باشد. داخل لوله مقدار ناچيزي خورده شده است.
فولادهاي زنگ نزن خصوصاً مستعد به خوردگي شياري هستند. مثلاً يك ورقه فولاد زنگ نزن 8-18 را مي توان با قرار دادن يك كش لاستيكي به دور آن و سپس فرو بردن آن در آب دريا از وسط به دو نيم كرد. خوردگي شياري در محل تماس لاستيك و فلز شروع شده و پيشروي مي كند.
براي عمل كردن بعنوان يك محل خوردگي، شيار بايستي باندازه كافي باز باشد تا مايع بتواند داخل آن شود، لكن بايستي آنقدر نيز باريك باشد تا يك منطقه ساكن محلول بوجود آورد. بدين دليل است كه خوردگي شياري معمولاً در شيارهايي با دهانه هائي به عرض چند هزارم اينچ يا كمتر اتفاق مي افتد.
شكل 8-1 خوردگي واشري (شياري) يك فلانج بزرگ از فولاد زنگ نزن
اين نوع خوردگي بندرت در شيارهاي بازتر (مثلا به عرض حدود3 ميليمتر) اتفاق مي افتد و اشرهاي اليافي كه داراي خاصيت جذب آب مي باشد، تشكيل يك محلول كاملا ساكن روي سطح فلاج داده و شرايط تقريبا ايده آلي را براي خوردگي شياري فراهم مي آورند.
2-3-1 مكانيزم
تا همين اواخر، عقيده بر آن بود كه خوردگي شياري صرفا در اثر اختلاف غلضت يون فلز يا اكسيژن بين داخل شيار و محيط اطرافش مي باشد. در نتيجه اصطلاح خوردگي پيل غلضتي نيز براي مشخص كردن اين نوع خوردگي بكار رفته است. مطلاعات جديدتر نشان داده است كه اگر چه اختلاف غلضت يون فلز و اكسيژن در خوردگي شياري وجود دارد، لكن علل اساسي و اصلي اين نوع خوردگي نيستند بذاي نشان دادن مكانيزم خوردگي شياري، ييك اتصال پرچ شده از فلز M (مثل آهن يا فولاد ) را كه در آب دريا قرار دارد، در نظر بگيريد (7 ,( PH=شكل 9-1 واكنش كلي مشمل بر انحلال فلزM و احياء اكسيژن به يونهاي هيدروژن كسيل به هيدروكسي مي باشد.

برای خرید اطلاعات خود را وارد کنید
  • کلیه پرداخت های سایت از طریق درگاه بانک سامان انجام می گیرد.هر مرحله از خرید می توانید مشکل خود را با پشتیبان و فرم تماس با ما در جریان بگذارید در سریعترین زمان ممکن مشکل برطرف خواهد شد
  • پس از پرداخت وجه ، فایل محصول هم قابل دانلود می باشد و هم به ایمیل شما ارسال می گردد .
  • آدرس ایمیل را بدون www وارد نمایید و در صورت نداشتن ایمیل فایل به تلگرام شما ارسال خواهد شد .
  • در صورت داشتن هرگونه سوال و مشکل در پروسه خرید می توانید با پشتیبانی سایت تماس بگیرید.
  • پشتیبان سایت با شماره 09383646575 در هر لحظه همراه و پاسخگوی شماست
  • اشتراک گذاری مطلب

    راهنما

    » فراموش نکنید! بخش پشتیبانی مقاله آنلاین ، در همه ساعات همراه شماست

    اطلاعات ارتباطی ما پست الکترونیکی: Article.university@gmail.com

    تماس با پشتیبانی 09383646575

    برای سفارشتان از سایت ما کمال تشکر را داریم.

    از اینکه ما را انتخاب نمودید متشکریم.

    معادله فوق را حل نمایید *

    تمام حقوق مادی , معنوی , مطالب و طرح قالب برای این سایت محفوظ است