خوردگی در چدنها

گسترش روزافزون صنایع شیمیایی پتروشیمی ها و آزمایشگاه‌های مدرن شیمی و صنایع مربوطه که با محیط‌ها یا مواد خورنده سر و کار دارند، نیاز به این نوع چدنها، یعنی چدن‌های مقاوم به خوردگی در محیط‌های اسیدی،  بازی و ... بیشتر احساس می‌شود که لازم است به آنها اهمیت  و توجه بیشتری شود.

به همین دلیل ابتدا ما در این قسمت قصد بر این داریم که خوردگی چدنهای غیر آلیاژی در محیط‌های مختلف و علت اینکه به چدنهای آلیاژی مقاوم به خوردگی احتیاج می‌شود را مورد بررسی قرار داده و سپس به انواع چدن‌های آلیاژی مقاوم به خوردگی اشاره مختصری کرده و بعداً در ادامه در مورد کلیات تولید آلیاژ مورد نظرمان در تحقیق و آزمایش (چدنهای پرسیلیسم)، مواد اولیه مورد نیاز برای تولید آن، تجهیزات ذوب و قالبگیری، نحوه آزمایش، مراحل عملیات و نتایج آن توضیحات مفصل‌تری داده خواهد شد.

 

خوردگی چدنهای خاکستری غیر آلیاژی

مقاومت خوردگی خاصیت ویژه‌ای برای یک ماده محسوب نمی‌شود. ارزیابی این مشخصه به وضعیت قرار گرفتن ماده در معرض خوردگی و به کیفیت لازم برای کاربرد بستگی دارد.

مقاومت خوردگی چدنها اصولاً به ترکیب شیمیایی و نحوه پخش عناصر داخل ساختار میکروسکوپی آن بستگی دارد. طبق تعریف همه چدنها غیر متقارن بوده و بدین ترتیب لااقل دو مورد از اجزا مختلف در ساختارشان دارند. تیپ‌های مختلف چدنها به وسیله شکل و نحوه پخش گرافیک در ساختار و تیپ زمینه‌ میکروسکوپی از هم متمایز می‌شوند.

 

چگونه چدنها خورده می‌شوند؟

خوردگی چدنها با خوردگی فولادها تفاوت دارد زیرا چدنها شامل مقادیر محسوس کربن و سیلیم می‌باشند. مقدار زیادی از کربن به صورت گرافیت درمی‌آید که به طور کلی نامحلول بوده و در بیشتر محیطهای خورنده خنثی است. گرافیت موجود در چدن، در برابر حمله  خوردگی بیشتر محیطهای خورنده بی‌اثر است، حمله خوردگی به طور اصلی روی زمینه ساختار فلز می‌باشد. اگر گرافیت روی سطح در جای خود بماند باعث تشکیل پوسته محافظ به رنگ سیاه یا خاکستری به نظر می‌رسد. این پوسته محافظ گرافیتی می‌تواند عاملی برای سرعت دادن یا کاهش سرعت خوردگی در فلز باشد.

در یک محیط خورند با PH کم، گرافیت در برابر آهن به شدت کاتدیک است و شاید به طور الکترولیتی موجب تسریع حمله خوردگی روی فلز شود. اما اگر محصولات خوردگی در روی فلز نگاه داشته شوند، می‌توانند مانند یک سد مکانیکی موجب افزایش مقاومت الکتریکی شده و حمله ثانوی خوردگی را جلوگیری کنند.

 

تشکیل پوسته محافظ

موقعیت سطح آهن خام در معرض رطوبت و هوا قرار می‌گیرد، نوعی اکسید هیدراته به رنگ قهوه‌ای پرتقالی (لیمونیت) به سرعت روی آن تشکیل می‌شود، اما با  ماندن در معرض شرایط خوردگی فوق، یک اکسید سیاه رنگ روی سطح شکل می‌گیرد. وجود سیلیسم در چدن موجب تشکیل یک پوسته سیلیکات متراکم و چسبنده روی اکسید آهن شده و پوسته محافظ می‌تواند اکسید اسیدن ثانوی را متوقف نماید. بدین ترتیب در بعضی از کاربردها چدن با سطح خام می‌تواند سالها مورد استفاده قرار گیرد. تشکیل اکسید روی آهن محدودیت دیگری به همراه دارد. وقتی فولاد زنگ می‌زند، نسبت به فلز اولیه یک افزایش زیاد در مجموع حجم فلز و اکسید وجود خواهد داشت. این افزایش حجم که انبساط به همراه دارد می‌تواند نیروی کافی برای ایجاد ترک در بتنی که این فولاد در آن کار گذاشته شده است بشود. از اینکه این اتفاق در قطعات چدنی نمی‌افتد، در کاربردهای ساخت در پوشی رینگهای MANHOLE که به طور کامل در یک پریود طولانی زمان در بتن جاده کار گذاشته شده‌اند مورد استفاده قرار می‌گیرند. به دلیل وجود لاینفک سیلیسم در چدن به طور کلی مقدار کم عناصر دیگر اثر مفید و برجسته‌ای ندارند.

وجود 6% - 4% درصد مس در خوردگی در معرض هوا می‌تواند مفید باشد. در بعضی کاربردها، مجموع معتدل کرم و نیکل ممکن است عمر سرویس‌دهی را افزایش دهند.

خوردگی در هوا

میزان خوردگی در هوا به رطوبت نسبی و حضور گازهای مختلف و ذرات جامد معلق در هوا بستگی دارد. رطوبت زیاد به طور کلی میزان خوردگی را افزایش می‌دهد.

دی‌اکسید گوگردد و کلریدهای موجود در هوای، مناطق مشرف به دریا موجب افزایش  خوردگی می‌شوند.

میزان خوردگی چدن خاکستری در هوای مناطق صنعتی موجود باشد و کلریدهای موجود در هوای مناطق مشرف به دریا موجب افزایش خوردگی می‌شوند.

میزان خوردگی چدن خاکستری در هوای مناطق صنعتی بعید است که بیش از mm12% باشد. این امر به علت به وجود آمدن یک لایه اکسیده روی سطح چدن خاکستری است که حالت محافظ را دارد.

خوردگی در معرض گازهای سوخت

استفاده از چدن خاکستری در برابر گازهای سوخت از صدها سال پیش شروع شده است. خوردگی به وسیله گازهای داغ در سطوح گرم یک مسئله مهم در ماشین‌های دیگ بخار ، زغال سنگ سوز و سیستم حرارت مرکزی می‌باشد. از این خاصیت می‌توان در بخشهای گرم کننده هوا و آب در جائیکه حرارت سطح فلز بین 0C 300-100 هست استفاده نمود . چدن خاکستری دارای کارایی خوبی در مقابل این نوع خوردگی می‌باشد.

خوردگی در آب

چدنهای خاکستری غیر آلیاژی اساساً برای لوله‌های آب استفاده می‌شوند. مقاومت خوردگی چدن بستگی به توانایی تشکیل پوسته محافظ دارد. در آبهای سخت به دلیل رسوب کربنات کلسیم روی چدن، پوسته محافظ تشکیل می‌شود که میزان خوردگی سطح آنرا به طور کلی کم می‌کند. در آبهای سبک پوسته  محافظ نمی‌تواند به طور کامل تشکیل شود و مقداری خوردگی رخ خواهد داد. در آبهای صنعتی، میزان خوردگی اصولاً یک تابع از آلودگی‌ها و میزان PH می‌باشد. آبهای اسیدی خوردگی را افزایش می‌دهند، در حالیکه آبهای قلیایی میزان خوردگی کمتری دارند. حضور آب دریا مسائل ویژه‌ای برای چدن خاکستری ایجاد می‌کند. در آب دریا میزان خوردگی به سرعت تلاطم آب دریا بستگی دارد. با افزایش سرعت تلاطم آب دریا به دلیل افزایش مقدار اکسیژن موجود در تلاطم، میزان خوردگی افزایش می‌یابد.

/ 1 نظر / 432 بازدید
محسن

سلام . مطالب خوبه . میشه بی زحمت رفرنس مطالب رو هم تو سایت بذارید . با سپاس فراوان از شما