【बुनियादी ज्ञान 21】छिद्र-क्षय एवं इसकी रोकथाम (पुरस्कार वाला प्रश्नोत्तरी)

धातु की अधिकांश सतहों पर कोई क्षय नहीं होता, या फिर क्षय बहुत ही मामूली होता है। लेकिन कुछ स्थानों पर क्षय के कारण छोटे-छोटे छिद्र बन जाते हैं, एवं ये छिद्र आगे भी विकसित होते रहते हैं। इस घटना को “छिद्रक्षय” या “बिंदुक्षय” कहा जाता है। छिद्रण, एक विनाशकारी एवं गंभीर समस्या पैदा करने वाली अपक्षय प्रक्रिया है। छिद्रों के क्षय को प्रभावित करने वाले कारक (1) धातु के गुण – धातु का छिद्र-क्षय विभव जितना अधिक होता है, उतना ही बेहतर होता है। तो, छोटे छिद्रों के कारण होने वाला संक्षारण कम ही होता है। वे धातुएँ या मिश्रधातुएँ, जिनमें स्व-क्षयकारी गुण होते हैं, छिद्र-क्षय के प्रति अधिक संवेदनशील होती हैं। जितनी कम प्रतिरोधक क्षमता होती है, उतनी ही अधिक संवेदनशीलता होती है। (2) धातु की सतह की स्थिति – आम तौर पर, चिकनी एवं स्वच्छ सतहों पर छिद्रण नहीं होता; जबकि धूल या विभिन्न धातुओं/गैर-धातुओं के अशुद्धियों से भरी सतहों पर छिद्रण आसानी से हो जाता है। ठंडी प्रक्रियाओं के दौरान बनने वाली खुरदरी सतहें, या सतह पर बचे हुए वेल्डिंग के अवशेष, ऐसी जगहों पर छिद्रण का कारण बन सकते हैं। (3) पर्यावरणीय कारक: अधिकांश कोरोसिव क्षय, क्लोराइड आयनों या क्लोराइड युक्त माध्यमों में ही होता है। प्रयोगों से पता चला है कि एनोडिक पोलराइजेशन की स्थिति में, यदि माध्यम में क्लोराइड आयन मौजूद हों, तो धातु में छिद्रण हो सकता है। इसलिए, क्लोराइड आयनों को “छिद्रण का कारक” भी कहा जा सकता है। इसके अलावा, माध्यम में क्लोराइड आयनों की सांद्रता बढ़ने पर, पोर-एट्रोफी होने की संभावना भी बढ़ जाती है; क्योंकि ऐसी स्थिति में पोर-एट्रोफी होने का विद्युत विभ क्षारीय माध्यम में, pH मान बढ़ने के साथ, धातु का Ebr मान काफी हद तक धनात्मक हो जाता है; इससे छिद्रण की प्रक्रिया धीमी हो जाती है। अम्लीय माध्यम में pH मान के प्रभाव को लेकर अलग-अलग राय हैं। कुछ शोधकर्ताओं का मानना है कि pH मान बढ़ने के साथ Ebr मान में थोड़ी वृद्धि होती है; जबकि अन्य शोधकर्ताओं का मानना है कि pH मान का Ebr मान पर कोई प्रभाव ही नहीं पड़ता। जैसे-जैसे माध्यम का तापमान बढ़ता है, धातु का Ebr मान काफी कम हो जाता है; इसके कारण छिद्रण की प्रक्रिया तेज हो जाती है। माध्यम का प्रवाह, छिद्रण की प्रक्रिया को धीमा कर देता है। माध्यम की गति बढ़ जाती है। एक ओर, इससे ऑक्सीजन का धातु की सतह तक पहुँचना आसान हो जाता है, जिससे प्रतिरोधक परत आसानी से बन सकती है। ； दूसरी ओर, इससे धातु की सतह पर अवक्षेपों के जमने की संभावना कम हो जाती है; जिससे “छिद्रभक्षण” होने की संभावना भी कम हो जाती है।

छिद्रीकरण, जिसे “पिटिंग” भी कहा जाता है, वह ऐसी क्षय प्रक्रिया है जिसमें क्षय धातु की सतह पर स्थित बहुत छोटे क्षेत्रों में होता है, एवं यह क्षय धातु की आंतरिक सतह तक भी पहुँच जाता है।

कोरोसिव एट्रीशन को “पॉइंट एट्रीशन” भी कहा जाता है। यह ऐसी क्षय प्रक्रिया है, जिसमें क्षय धातु की सतह पर स्थित छोटे-छोटे क्षेत्रों में होता है, एवं धातु की आंतरिक सतह तक भी पहुँच जाता है। इससे सतह की चिकनाई में सुधार होता है, एवं पेंट की सुरक्षा भी बढ़ जाती है।

धातु, किसी एक बिंदु पर गहराई तक क्षय हो जाती है।

कौन-सी चीज है “छिद्रण”? इसे रोकने के उपाय क्या हैं? कौन-सी चीज है “छिद्रण”? उत्तर: धातुओं की अधिकांश सतहों पर कोई जंग नहीं लगता, या फिर जंग बहुत ही मामूली होती है। जब किसी स्थान पर छोटे-छोटे छिद्र बन जाते हैं, एवं वे आगे भी विकसित होते रहते हैं, तो इस घटना को “छिद्रण” कहा जाता है। इसे रोकने के उपाय क्या हैं? उत्तर: उत्कृष्ट सामग्री का ही चयन करें। क्षय-रोधक पदार्थ मिलाएं।

परिभाषा: स्टेनलेस स्टील की सतह पर मौजूद स्थानीय निष्क्रियकरण परत क्षतिग्रस्त हो जाती है; इसके कारण बिंदुओं के रूप में छेद बन जाते हैं, एवं ये छेद ऊर्ध्वाधर दिशा में फैलते जाते हैं। इससे “गहरे छेद” बन जाते हैं, एवं कभी-कभी टैंक/बर रोकथाम: पैलेटाइज्ड फिल्म को चिकना एवं बिना किसी दोष के रखना आवश्यक है; क्लोराइड आयनों से पैलेटाइज्ड फिल्म को नुकसान पहुँचने से बचना चाहिए। साथ ही, माध्यम में किसी भी प्रकार का संघनन या अवक्षेपों का जमाव होने से भी बचना आव

यह ऐसी स्थानीय क्षय प्रक्रिया है, जिसमें धातु की सतह पर ही क्षय होता है, एवं यह क्षय बहुत तेज़ गति से धातु के अंदर भी फैल जाता है। रोकथाम के उपाय: 1. उच्च गुणवत्ता वाली सामग्री का चयन करें। ； 2. आकाशीय अवक्षय-रोधक पदार्थ।

कोरोसिव एट्रीशन, वह प्रकार का क्षय है जिसमें क्षय धातु की सतह पर स्थित एक छोटे क्षेत्र में ही होता है, एवं यह धातु की आंतरिक सतह तक भी पहुँच जाता है। रोकथाम के उपाय: इस्पात में मौजूद अशुद्धियों को कम करना, विशेष रूप से सल्फर की मात्रा को कम करना। ； दूसरा, इस्पात की सतह की जंग-प्रतिरोधक क्षमता में सुधार करना है। सतह की जंग-प्रतिरोधकता को प्रभावित करने वाले मुख्य संयोजक तत्व हैं – क्रोमियम, मोलिब्डेनम एवं नाइट्रोजन।

छिद्रीकरण, जिसे “पॉइंट करोसिवनेस” भी कहा जाता है, वह ऐसी क्षय प्रक्रिया है जिसमें क्षय मेटल की सतह पर स्थित बहुत छोटे क्षेत्रों में होता है, एवं यह मेटल की आंतरिक सतह तक भी पहुँच जाता है। छिद्रों के नुकसान को रोकने हेतु, क्षारकों एवं विद्युत-रासायनिक संरक्षण विधियों का उपयोग किया जा सकता है।

उपकरणों पर मौजूद छोटे-छोटे छिद्रों में जंग रोकथाम के उपाय: निर्माण के समय छिद्र-अपघटन प्रतिरोधी सामग्री का उपयोग करना, माध्यम में एंटी-कॉरोसिव एजेंट मिलाना, माध्यम के तापमान को नियंत्रित करना, एवं माध्यम की गति को नियंत्रित करना।

कोरोसिव एट्रीशन को “पॉइंट एट्रीशन” भी कहा जाता है। यह ऐसी क्षय प्रक्रिया है, जिसमें क्षय धातु की सतह पर स्थित छोटे-छोटे क्षेत्रों में होता है, एवं धातु की आंतरिक सतह तक भी पहुँच जाता है। रोकथाम के उपाय: सतह की चिकनाई में सुधार करना, रंग लगाकर संरक्षण प्रदान करना, इस्पात में मौजूद अशुद्धियों को कम करना, विशेष रूप से सल्फर की मात्रा को कम करना, एवं इस्पात की सतह की जंग-प्रतिरोधक क्षमता में सुधार करना आदि।

छिद्रण (पॉइंट करोसिवनेस): धातु की सतह पर बिखरे हुए, गहरे छिद्रों के रूप में होने वाला क्षय; इससे बचने के उपाय: ① छिद्रण-प्रतिरोधी सामग्रियों का उपयोग करें, जैसे: टाइटेनियम, निकल, क्रोमियम, मोलिब्डेनम आदि।； ②क्षारक पदार्थ मिलाएं।

धातु की अधिकांश सतहों पर कोई क्षय नहीं होता, या फिर क्षय बहुत ही मामूली होता है। लेकिन कुछ स्थानों पर क्षय के कारण छोटे-छोटे छिद्र बन जाते हैं, एवं ये छिद्र आगे भी विकसित होते रहते हैं। इस घटना को “छिद्रक्षय” या “बिंदुक्षय” कहा जाता है। छिद्रण, एक विनाशकारी एवं गंभीर समस्या पैदा करने वाली अपक्षय प्रक्रिया है। छिद्रों के क्षय को प्रभावित करने वाले कारक (1) धातु के गुण – धातु का छिद्र-क्षय विभव जितना अधिक होता है, उतना ही बेहतर होता है। तो, छोटे छिद्रों के कारण होने वाला संक्षारण कम ही होता है। वे धातुएँ या मिश्रधातुएँ, जिनमें स्व-क्षयकारी गुण होते हैं, छिद्र-क्षय के प्रति अधिक संवेदनशील होती हैं। जितनी कम प्रतिरोधक क्षमता होती है, उतनी ही अधिक संवेदनशीलता होती है। (2) धातु की सतह की स्थिति – आम तौर पर, चिकनी एवं स्वच्छ सतहों पर छिद्रण नहीं होता; जबकि धूल या विभिन्न धातुओं/गैर-धातुओं के अशुद्धियों से भरी सतहों पर छिद्रण आसानी से हो जाता है। ठंडी प्रक्रियाओं के दौरान बनने वाली खुरदरी सतहें, या सतह पर बचे हुए वेल्डिंग के अवशेष, ऐसी जगहों पर छिद्रण का कारण बन सकते हैं। (3) पर्यावरणीय कारक: अधिकांश कोरोसिव क्षय, क्लोराइड आयनों या क्लोराइड युक्त माध्यमों में ही होता है। प्रयोगों से पता चला है कि एनोडिक पोलराइजेशन की स्थिति में, यदि माध्यम में क्लोराइड आयन मौजूद हों, तो धातु में छिद्रण हो सकता है। इसलिए, क्लोराइड आयनों को “छिद्रण का कारक” भी कहा जा सकता है। इसके अलावा, माध्यम में क्लोराइड आयनों की सांद्रता बढ़ने पर, पोर-एट्रोफी होने की संभावना भी बढ़ जाती है; क्योंकि ऐसी स्थिति में पोर-एट्रोफी होने का विद्युत विभ क्षारीय माध्यम में, pH मान बढ़ने के साथ, धातु का Ebr मान काफी हद तक धनात्मक हो जाता है; इससे छिद्रण की प्रक्रिया धीमी हो जाती है। अम्लीय माध्यम में pH मान के प्रभाव को लेकर अलग-अलग राय हैं। कुछ शोधकर्ताओं का मानना है कि pH मान बढ़ने के साथ Ebr मान में थोड़ी वृद्धि होती है; जबकि अन्य शोधकर्ताओं का मानना है कि pH मान का Ebr मान पर कोई प्रभाव ही नहीं पड़ता। जैसे-जैसे माध्यम का तापमान बढ़ता है, धातु का Ebr मान काफी कम हो जाता है; इसके कारण छिद्रण की प्रक्रिया तेज हो जाती है। माध्यम का प्रवाह, छिद्रण की प्रक्रिया को धीमा कर देता है। माध्यम की गति बढ़ जाती है। एक ओर, इससे ऑक्सीजन का धातु की सतह तक पहुँचना आसान हो जाता है, जिससे प्रतिरोधक परत आसानी से बन सकती है। ； दूसरी ओर, इससे धातु की सतह पर अवक्षेपों के जमने की संभावना कम हो जाती है; जिससे “छिद्रभक्षण” होने की संभावना भी कम हो जाती है।

छिद्रीकरण, जिसे “पिटिंग” भी कहा जाता है, वह ऐसी क्षय प्रक्रिया है जिसमें क्षय धातु की सतह पर स्थित बहुत छोटे क्षेत्रों में होता है, एवं यह क्षय धातु की आंतरिक सतह तक भी पहुँच जाता है।

छिद्रीकरण, जिसे “पिटिंग” भी कहा जाता है, वह ऐसी क्षय प्रक्रिया है जिसमें क्षय धातु की सतह पर स्थित बहुत छोटे क्षेत्रों में होता है, एवं यह क्षय धातु की आंतरिक सतह तक भी पहुँच जाता है। रोकथाम के उपाय: सतह की चिकनाई में सुधार करना, रंग लगाकर संरक्षण प्रदान करना, इस्पात में मौजूद अशुद्धियों को कम करना, विशेष रूप से सल्फर की मात्रा को कम करना, एवं इस्पात की सतह की जंग-प्रतिरोधक क्षमता में सुधार करना आदि।

धातु की अधिकांश सतहों पर कोई जंग नहीं लगता, या फिर जंग बहुत ही मामूली होती है। जब किसी स्थान पर छोटे-छोटे छिद्र बनते हैं, एवं वे आगे भी विकसित होते रहते हैं, तो इस घटना को “छिद्रीय क्षय” कहा जाता है; इसे संक्षेप में “पिटिंग क्षय” भी कहा जाता है। छोटे छिद्रों के माध्यम से होने वाला क्षय, एक विनाशकारी एवं गंभीर समस्या है। छिद्रण होने पर, भले ही वजन में ज्यादा कमी न हो, लेकिन चूँकि एनोड का क्षेत्रफल बहुत छोटा होता है, इसलिए क्षय की गति बहुत तेज हो जाती है। गंभीर स्थितियों में इससे पाइपों की दीवारों में छिद्र हो जाते हैं, जिससे तेल, पानी एवं गैस लीक होने लगती है। कभी-कभी ऐसी स्थितियों में आग लगने या विस्फोट होने जैसी गंभीर दुर्घटनाएँ भी हो जाती हैं। आम तौर पर, धातुओं की सतहों पर छिद्रण हो सकता है। कैथोडिक संरक्षण परत (Sn, Cu, Ni) से लेपित इस्पात उत्पादों में, यदि लेप पर्याप्त रूप से मजबूत न हो, तो इस्पात की सतह पर छिद्र बन सकते हैं। यदि एनोडिक कॉरोसिव इनहिबिटर की मात्रा पर्याप्त न हो, तो वह हिस्सा जिस पर कॉरोसिव इनहिबिटर लगा ही नहीं है, एनोड क्षेत्र बन जाता है; इसके कारण भी छिद्रण हो सकता है। 1) गैर-धात्विक सुरक्षा परत। क्षयरोधी गैर-धातु पदार्थों, जैसे पेंट, स्प्रे पेंट, इनामेल, सिरेमिक, काँच, डामर, एवं उच्च आणविक वजन वाली सामग्रियों (जैसे प्लास्टिक, रबर, पॉलिएस्टर) को, सुरक्षा हेतु उपयोग में आने वाली धातु सतहों पर लगाया जाता है; ताकि धातु को क्षयकारी पदार्थों से अलग रखा जा सके। (2) धातु की सुरक्षा परत। संरक्षित की जाने वाली धातु की सतह को, अधिक प्रतिरोधक क्षमता वाली धातुओं या मिश्रधातुओं से ढका जाता है। इसके लिए इलेक्ट्रोप्लेटिंग, थर्मल स्प्रे प्लेटिंग, वैक्यूम प्लेटिंग आदि विधियों का उपयोग किया जाता है। जंग-रोधी विद्युत-रासायनिक गुणों के आधार पर, संरक्षण परतों को एनोडिक संरक्षण परत एवं कैथोडिक संरक्षण परत में विभाजित किया जा सकता है। एनोडिक संरक्षण परत में प्रयोग होने वाली धातुओं का मानक इलेक्ट्रोड विभव, मूल धातु की तुलना में कम होता है। उदाहरण के लिए, जिंक-लेपित लोहे की प्लेट में जिंक एनोड का कार्य करता है, जबकि लोहा कैथोड का कैथोडिक संरक्षण परत में प्रयोग होने वाली धातुओं का मानक इलेक्ट्रोड विभव, मूल धातु की तुलना में अधिक होता है। उदाहरण के लिए, टिन से लेपित लोहे की प्लेट में टिन कैथोड होता है, जबकि लोहा एनोड होता है सुरक्षा परतों के द्वारा धातु एवं पर्यावरण को अलग रखने के मामले में, दोनों प्रकार की सुरक्षा परतों में कोई विशेष अंतर नहीं है। लेकिन जब सुरक्षा परत क्षतिग्रस्त होकर अपूर्ण हो जाती है, तो स्थिति अलग हो जाती है। जैसा कि पहले बताया गया है, कैथोडिक संरक्षण परत के कारण मूल धातु एनोड बन जाती है, जिससे छिद्रण हो जाता है। एनोडिक संरक्षण परत, जैसे कि जिंक-लेपित लोहे की प्लेटें; इसमें जिंक एनोड का कार्य करता है, जबकि मूल धातु लोहा कैथोड का कार्य करती है। इस प्रकार, क्षय होने वाली परत जिंक ही होती है, न कि लोहा। जब तक परत को काफी नुकसान नहीं पहुँच जाता, और वह मूल धातु की रक्षा करने में असमर्थ हो जाती है, तब तक मूल धातु में सड़न शुरू नहीं होती। (3) विद्युत-रासायनिक संरक्षण। ①बलिदानी एनोड संरक्षण: मानक इलेक्ट्रोड विभव कम होने वाली धातुओं को, उन धातुओं से जोड़ दिया जाता है जिनकी सुरक्षा आवश्यक है; इस प्रकार एक बैटरी बन जाती है। इस स्थिति में, संरक्षण की आवश्यकता वाला धातु, इलेक्ट्रोडों के उच्च विभव के कारण ऋणात्मक ध्रुव बन जाता है; इस प्रकार यह क्षय से बच जाता है, अर्थात् इसका संरक्षण हो दूसरा ऐसा धातु, जिसकी इलेक्ट्रोड विभव स्थिति कम होती है, वह एनोड होता है; यह ही क्षय का शिकार होता है। उदाहरण के लिए, समुद्र में यात्रा करने वाले जहाजों के नीचे के हिस्से में जिंक के टुकड़े लगे होते हैं। इस स्थिति में, जहाज़ का ढाँचा “कैथोड” होता है, इसलिए यह सुरक्षित रहता है; जबकि जिंक का टुकड़ा “एनोड” के रूप में कार्य करता है, और जहाज़ के ढ यह सुरक्षा विधि, कैथोड की रक्षा हेतु प्रयोग में आती है; इसमें एनोड को बलिदान करना पड़ता है। इसी कारण इसे “बलिदानी एनोड सुरक्षा विधि” कहा जाता ②कैथोडिक संरक्षण: यह, धातु की रक्षा हेतु बाहरी विद्युत स्रोत का उपयोग करने संबंधी एक विधि है। उस धातु को, जिसे सुरक्षा की आवश्यकता है, ऋणात्मक ध्रुव से जोड़ देना चाहिए; ऐसा करने पर वह

छिद्रीकरण, वास्तव में सामग्री के क्षय का ही एक रूप है; इसमें क्षय गहराई की ओर होता है, जिससे छिद्र बन जाते हैं। छिद्रण का कारण मुख्य रूप से ऑक्सीजन सांद्रता में अंतर, सतह पर जमे हुए अवशेषों में सूक्ष्मजीवों का विकास, एवं क्षय होने वाले स्थान पर पदार्थों का सांद्रीकरण है। इसलिए, छिद्रों के निर्माण को रोकने हेतु भी मुख्य रूप से उन कारकों को कम करने पर ही ध्यान दिया जाता है, जो छिद्रों के निर्माण का कारण बनते हैं। :)

कॉरोसिव एट्रिशन, जिसे पॉइंट एट्रिशन भी कहा जाता है, वह ऐसी क्षय प्रक्रिया है जिसमें क्षय धातु की सतह पर स्थित छोटे-छोटे क्षेत्रों में होता है, एवं धातु की आंतरिक सतह तक भी पहुँच जाता है। छिद्र-क्षय को धीमा करने हेतु, एंटी-कॉरोसिव पदार्थ म