Παράγοντες που επηρεάζουν τη διάβρωση

Εισαγωγή:

Όταν τα υλικά αντιδρούν με το περιβάλλον, ενδέχεται να προκύψουν ηλεκτροχημικές και χημικές αντιδράσεις. Αυτές οι αντιδράσεις προκαλούν διάβρωση του υλικού. Ο όρος διάβρωση χρησιμοποιείται πολλαπλά στην περίπτωση των μετάλλων. Ο σκουριασμένος σίδηρος είναι το καλύτερο παράδειγμα διάβρωσης μετάλλων. Η διάβρωση καταστρέφει σταδιακά το υλικό. Η διάβρωση είναι ένας τομέας μείζονος ανησυχίας επειδή αποδυναμώνει το υλικό και τελικά το καταστρέφει. Θα συζητήσουμε τους παράγοντες που επηρεάζουν τη διάβρωση και μερικές κοινές μεθόδους που αναπτύχθηκαν για την πρόληψη της διάβρωσης..

Οι αιτίες της διάβρωσης στα υλικά είναι οι εξής: 

1. Η φύση του μετάλλου

• Καθαρότητα μετάλλων
• Η φυσική κατάσταση του μετάλλου 
• Θέση στη σειρά Galvanic 
• Θέση στην ηλεκτροχημική σειρά
• Η φύση του φιλμ οξειδίου

2. Φύση του περιβάλλοντος στο οποίο φυλάσσεται το υλικό

• pH 
• θερμοκρασία
• ρυπαντές στην ατμόσφαιρα
• υγρασία και δροσιά
• υγρασία

1. Φύση του μετάλλου: Συγκέντρωση διαβρωτικής επίδρασης στο υλικό όταν το δυναμικό ηλεκτροδίου του υλικού είναι υψηλό. Τα ευγενή μέταλλα χρυσού, ασημιού, πλατίνας έχουν το μικρότερο ποσοστό διάβρωσης, ενώ άλλα μέταλλα όπως το μαγνήσιο, ο ψευδάργυρος, το αλουμίνιο με χαμηλό δυναμικό ηλεκτροδίων υφίστανται διάβρωση ταχύτερα. Η μεγάλη διαφορά στο δυναμικό του ηλεκτροδίου μεταξύ δύο μετάλλων που βρίσκονται σε επαφή μεταξύ τους έχουν μεγαλύτερη πιθανότητα διάβρωσης. Για παράδειγμα, όταν ο σίδηρος έρχεται σε επαφή με τον χαλκό, ο σίδηρος διαβρώνεται γρήγορα. Λαμβάνοντας αυτό υπόψη τα ίδια μέταλλα θα πρέπει να χρησιμοποιούνται και η χρήση ανόμοιων μετάλλων δεν θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη.

• • Καθαρότητα μετάλλων: Η περιεκτικότητα σε μοριακό επίπεδο ενός μετάλλου είναι πολύ σημαντική στην περίπτωση της Διάβρωσης. Το καθαρό μέταλλο έχει λιγότερες πιθανότητες διάβρωσης. Αλλά στην περίπτωση των ακάθαρτων μετάλλων λόγω της παρουσίας μικροσκοπικών ηλεκτροχημικών στοιχείων, υπάρχουν μεγάλες πιθανότητες διάβρωσης.
  • Η φυσική κατάσταση του μετάλλου: Η φυσική κατάσταση του μετάλλου παίζει σημαντικό ρόλο στον ταχύτερο ρυθμό διάβρωσης. Το μέταλλο με λιγότερη πίεση διαβρώνεται με πιο αργό ρυθμό. Αλλά στην περίπτωση που υπάρχει υπερβολική τάση στο μέταλλο, ο ρυθμός διάβρωσης θα είναι υψηλός.
  • Θέση στη σειρά Galvanic: Τα μέταλλα που τοποθετούνται σε υψηλότερη θέση στη σειρά Galvanic παρουσιάζουν μεγαλύτερη ισχύ οξείδωσης, επομένως έχουν μεγαλύτερη τάση να γίνονται ανοδικά και επομένως παρουσιάζουν μεγαλύτερο ρυθμό διάβρωσης.
  •  Θέση στις ηλεκτροχημικές σειρές: Τα μέταλλα με υψηλότερο ρυθμό αντίδρασης θα εμφανίσουν περισσότερο ρυθμό διάβρωσης, από την άλλη πλευρά, τα λιγότερο αντιδραστικά μέταλλα παρουσιάζουν μικρότερο ρυθμό διάβρωσης. Η ηλεκτροχημική σειρά χρησιμοποιείται για την εύρεση της αντιδραστικότητας των μετάλλων.
• Φύση του φιλμ οξειδίου: Ειδικός λόγος όγκου είναι ο όρος που χρησιμοποιείται για να βρεθεί η ποσότητα του μεταλλικού οξειδίου προς το μέταλλο. Εάν η αναλογία ειδικού όγκου είναι περισσότερο σε μέταλλο, υπάρχουν λιγότερες πιθανότητες οξείδωσης και επομένως λιγότερες πιθανότητες για διάβρωση

2. Φύση του διαβρωτικού περιβάλλοντος

• Υγρασία και δροσιά: Είναι ένας από τους σημαντικότερους παράγοντες που προκαλούν τη διάβρωση των μετάλλων. Όταν τα μέταλλα εκτίθενται σε περιοχές που περιέχουν υψηλές ποσότητες υγρασίας και δροσιάς, έχει ως αποτέλεσμα το σχηματισμό σκουριάς ή διάβρωσης γρήγορα. Οι ξηρές και μη υγρές συνθήκες είναι η ιδανική διάταξη για μέταλλα, ειδικά για μέταλλα που δεν είναι κραματοποιημένα. Είναι αδύνατο να χρησιμοποιηθούν μέταλλα μόνο σε ξηρές και μη υγρές συνθήκες. Θα πρέπει επίσης να χρησιμοποιήσουμε μέταλλα εκτός από ξηρές και μη υγρές συνθήκες. Η βαφή και η χρήση μετάλλων από κράμα μπορεί να είναι χρήσιμη για την πρόληψη της διάβρωσης ή της σκουριάς. Σήμερα είναι διαθέσιμα ειδικά κατασκευασμένα αντισκωριακά χρώματα που αποτρέπουν τη φθορά των μετάλλων λόγω διάβρωσης σε κάποιο βαθμό.

• Θερμοκρασία: Η θερμοκρασία παίζει επίσης σημαντικό ρόλο στη διάβρωση των μετάλλων. Η υψηλή θερμοκρασία είναι ένα σημαντικό ζήτημα σε βιομηχανίες όπως η αυτοκινητοβιομηχανία, ο χαρτοπολτός και το χαρτί, η επεξεργασία ορυκτών και μεταλλουργικών προϊόντων, η διύλιση και η πετροχημική βιομηχανία, η αεροδιαστημική κ.λπ.. 

Οποιοδήποτε συστατικό κινδυνεύει δυνητικά όταν βρίσκεται σε μη αδρανές περιβάλλον και εκτίθεται σε υψηλότερες θερμοκρασίες. Σε υψηλότερες θερμοκρασίες, τα περισσότερα από τα κράματα και τα μέταλλα διαβρώνονται και οξειδώνονται. Η επιτάχυνση της διάβρωσης όταν εκτίθεται σε υψηλότερες θερμοκρασίες οφείλεται στην αύξηση της θερμοκρασίας με αποτέλεσμα την αύξηση του ενεργού κέντρου διάβρωσης σε υλικό ή μέταλλο. Επομένως, είναι απαραίτητη η προστασία του εξοπλισμού και των μεταλλικών προϊόντων από υψηλότερες θερμοκρασίες. Η επίστρωση μετάλλων με τη δομική επίστρωση υψηλής θερμοκρασίας θα βοηθήσει στην αποφυγή της διάβρωσης λόγω υψηλότερων θερμοκρασιών ως ένα βαθμό.

• Ρύποι στην ατμόσφαιρα: Τα μέταλλα που βρίσκονται κοντά στη θάλασσα και τις βιομηχανίες φαίνονται να διαβρώνονται πιο γρήγορα. Αυτό οφείλεται σε ρύπους που υπάρχουν στην ατμόσφαιρα όπως το διοξείδιο του άνθρακα, το υδρόθειο, το διοξείδιο του θείου και το HCl που προέρχεται από τις βιομηχανίες. Από την άλλη πλευρά το NaCl που υπάρχει στον ατμοσφαιρικό αέρα των παράκτιων περιοχών έρχεται σε επαφή με το επιφανειακό στρώμα και αυξάνει την υγρή παρουσία στην επιφάνεια των μετάλλων. Λόγω αυτών των προβλημάτων αυξάνεται η οξείδωση και ο ρυθμός διάβρωσης.

• Υγρασία: Ο ρυθμός διάβρωσης παρατηρείται περισσότερο στα μέρη με περισσότερη υγρασία. Αυτό συμβαίνει επειδή η περιεκτικότητα σε υγρασία θα αυξήσει τον ρυθμό οξείδωσης και το ρυθμό διάβρωσης των μετάλλων.

Πρόληψη  διάβρωσης

Η διάβρωση είναι ένα ανεπιθύμητο γεγονός που συμβαίνει σε μέταλλα και άλλα υλικά. Η φάση της διάβρωσης μπορεί να είναι αργή, αλλά θα επηρεάσει τον πυρήνα του μετάλλου και θα μειώσει τη σταθερότητά του. Υπάρχουν διαφορετικές μέθοδοι για την αντιμετώπιση της διάβρωσης μερικές από αυτές είναι: 

• Ζωγραφική
• Εσμάλτωση
• Πισίνα
• Γαλβανισμός 
• Ηλεκτρομετάλλευση
• Κασσίτερο

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ: 

Είναι σαφές ότι όταν τα υλικά αντιδρούν με το περιβάλλον ή κάποιο μέσο, ​​μπορεί να συμβούν ηλεκτροχημικές και χημικές αντιδράσεις. αυτές οι αντιδράσεις προκαλούν διάβρωση του υλικού. Τις περισσότερες φορές ο όρος διάβρωση χρησιμοποιείται στην περίπτωση των μετάλλων. Η διάβρωση είναι ένα ανεπιθύμητο γεγονός που συμβαίνει σε μέταλλα και άλλα υλικά. Η φάση της διάβρωσης μπορεί να είναι αργή, αλλά θα επηρεάσει τον πυρήνα του μετάλλου και θα μειώσει τη σταθερότητά του. Διαφορετικοί παράγοντες επηρεάζουν και ενισχύουν το ρυθμό διάβρωσης. Η λήψη κατάλληλων προληπτικών μέτρων είναι η πιο αποτελεσματική βοήθεια για την πρόληψη της διάβρωσης.