اثر یون‌های کلر بر خوردگی فولاد کربنی و فولاد ضدزنگ

به نظر می‌رسد خوردگی ناشی از تفاوت پتانسیل باشد؛ دقیقاً من هم نمی‌دانم. علاوه بر این، وقتی فولاد کربنی و فولاد ضدزنگ کنار هم قرار می‌گیرند، در نهایت کدام یک خوردگی می‌کند؟ گفته می‌شود که فولاد کربنی را خوردگی می‌زند؛ پس اگر هر دو با هم قرار بگیرند و فولاد کربنی آسیب ببیند، چه نگرانی‌ای وجود دارد؟ @ylb913 @ماهی‌های سرگردان در بیابان

قرار دادن فولاد کربنی و فولاد ضدزنگ کنار هم، باعث آلودگی فولاد ضدزنگ می‌شود

ارتباط نزدیکی با دما، فشار و غلظت دارد: فلزات در حالت کند شدن نیز همچنان توانایی واکنشی مشخصی دارند؛ یعنی حل شدن و ترمیم لایه کند شونده (بازکند شدن) در یک تعادل پویا قرار دارد. هنگامی که محیط حاوی آنیون‌های فعال (مانند یون‌های کلرید) باشد، تعادل برهم می‌خورد و حل شدن غالب می‌شود. دلیل آن این است که یون‌های کلر می‌توانند به طور انتخابی و در اولویت، روی فیلم خنثی‌کننده جذب شوند و اتم‌های اکسیژن را از آنجا بیرون کنند؛ سپس با کاتیون‌های موجود در فیلم خنثی‌کننده ترکیب شده و کلریدهای محلول تشکیل می‌دهند. در نتیجه، در نقاط خاص فلز پایه‌ای که در معرض دید قرار گرفته‌اند، حفره‌های کوچکی ایجاد می‌شود (قطر این حفره‌ها معمولاً بین ۲۰ تا ۳۰ میکرومتر است). این حفره‌های کوچک، هسته‌های خوردگی نامیده می‌شوند و می‌توان آن‌ها را به عنوان مراکز فعالی که منجر به ایجاد سوراخ‌های خوردگی می‌شوند، در نظر گرفت. وجود یون‌های کلر، تأثیر مخرب مستقیمی بر حالت خنثی فولاد ضدزنگ دارد. در منحنی رابطه بین پتانسیل و جریان، که با روش پتانسیل ثابت بر روی نمونه‌های فولاد ضدزنگ در محلول‌هایی با غلظت‌های مختلف یون کلرید اندازه‌گیری شده است، مشخص می‌شود که هنگامی که پتانسیل آندی به یک مقدار مشخص می‌رسد، چگالی جریان به طور ناگهانی کاهش می‌یابد؛ این امر نشان‌دهنده شروع تشکیل یک لایه پوششی پایدار است. مقاومت الکتریکی این لایه نسبتاً بالا بوده و در یک بازه پتانسیلی مشخص (منطقه پوشش‌زایی) حفظ می‌شود. با افزایش غلظت یون‌های کلر، چگالی جریان بحرانی نیز افزایش می‌یابد؛ همچنین پتانسیل خنثی‌سازی اولیه نیز بالاتر می‌شود و محدوده ناحیه خنثی‌سازی کوچکتر می‌گردد. توضیح این ویژگی این است که در ناحیه پتانسیل خنثی‌سازی، یون‌های کلر با مواد اکسیدکننده رقابت می‌کنند و وارد لایه نازک می‌شوند؛ در نتیجه نقص‌هایی در الگوی بلوری ایجاد شده و مقاومت الکتریکی اکسید کاهش می‌یابد. بنابراین، در محیط‌هایی که یون‌های کلر وجود دارد، نه تسلیح شدن به راحتی اتفاق می‌افتد و نه حفظ آن آسان است. در مخازن فشاری ساخته شده از فولاد ضدزنگ آستنیتی، در صورت وجود محلول کلریدها، خوردگی ناشی از تنش نیز رخ می‌دهد. این امر به دلیل یون‌های کلر موجود در محلول است که فیلم خنثی‌کننده سطح فولاد ضدزنگ را از بین می‌برند؛ تحت تأثیر تنش کششی، در نواحیی که فیلم خنثی‌کننده از بین رفته، ترک‌هایی ایجاد می‌شود که به عنوان منطقه آند سلول خوردگی عمل می‌کنند. خوردگی الکتروشیمیایی مداوم در نهایت می‌تواند منجر به شکستن فلز شود. این خوردگی رابطه چندانی با غلظت یون‌های کلر ندارد؛ حتی مقادیر بسیار کم از یون‌های کلر نیز می‌توانند باعث خوردگی تحت فشار شوند. در تولید واقعی، برخی از تجهیزات نه در شرایط عملکردی عادی دچار فرسودگی می‌شوند، بلکه در زمان توقف، به دلیل مایعات کلریدی با غلظت پایین (۵٪) که در محفظه‌ها باقی می‌مانند، ترک‌های ناشی از فرسایش تحت تنش ایجاد می‌گردد.

خوردگی فولاد ضدزنگ توسط یون‌های کلر، نوعی خوردگی الکتروشیمیایی است؛ یعنی اگر روی سطح فولاد ضدزنگ حفره یا شکافی وجود داشته باشد، یون‌های کلر در داخل آن حفره‌ها یا شکاف‌ها تجمع می‌کنند. در نتیجه، یون‌های دارای بار مثبت موجود در داخل شکاف‌ها به سمت بیرون حرکت کرده و باعث خوردگی می‌شوند. به همین ترتیب، یون‌های کلر نیز باعث خوردگی فولاد کربنی می‌شوند. سرعت خوردگی با غلظت یون‌های کلر مرتبط است.

در فولادهای ضدزنگ آستنیتی، مقدار بالاتر از ۲۵ PPM می‌تواند باعث خوردگی شود.

عمدتاً فولاد ضدزنگ را خورده می‌کند، معمولاً بیشتر از ۳۰۰ نمی‌شود

خوردگی فولاد ضدزنگ در محیط حاوی یون‌های کلر، زمانی رخ می‌دهد که میزان یون‌های کلر بیشتر از ۲۵ پی‌پی‌ام باشد؛ در چنین شرایطی، فولاد ضدزنگ دچار خوردگی ناشی از تنش، خوردگی سوراخی و خوردگی بین بلورها می‌شود. در واقع، در کاربردهای مهندسی که در آن‌ها غلظت بالایی از یون‌های کلر وجود دارد، از رنگ ضدخوردگی غیرآلی ZS-711 تولید شرکت Zhisheng Weihua استفاده می‌شود؛ این رنگ می‌تواند به خوبی از خوردگی فولاد ضدزنگ ناشی از یون‌های کلر جلوگیری کند. همچنین، این رنگ می‌تواند از خوردگی فولاد ضدزنگ در اثر کلریدهای حاوی اکسیژن نیز جلوگیری کند؛ زیرا وقتی مقدار اکسیژن بیشتر از ۱.۰×۱۰^-۶ باشد، می‌تواند باعث خوردگی فولاد ضدزنگ شود. لایه رنگ ضدخوردگی غیرآلی، محافظت خوبی در برابر خوردگی ناشی از یون‌های کلر ارائه می‌دهد. خوردگی فولاد ضدزنگ توسط یون‌های کلری با غلظت بالا؛ فولاد ضدزنگ در محیط‌های خورنده حاوی یون‌های کلری و اکسیژن، دچار خوردگی تنشی می‌شود. سهم خرابی ناشی از خوردگی تحت تنش حدود ۴۵ درصد است. اقدامات پیشگیرانه انجام داده، رنگ‌های ضدخوردگی غیرآلی اعمال شود تا عمر مفید فولاد ضدزنگ افزایش یابد و در برابر خوردگی ناشی از یون‌های کلری با غلظت بالا مقاومت شود.