یکی از فرآیندهای طبیعی در طی زمان صورت می‌گیرد و موجب تبدیل فلزات به حالت پایدار خود یعنی اکسید، هیدروکسید و سولفید می‌شود، خوردگی است. فرآیند خوردگی یک واکنش شیمیایی است به‌طورمعمول بین فلز و محیط اطراف ایجاد می‌شود. در این مقاله به بررسی سرعت خوردگی MPY با رویکرد خوردگی تجهیزات تاسیساتی خواهیم پرداخت.
این پدیده را می‌توان در انواع فلزات، کامپوزیت‌ها و پلیمرها، سرامیک و بسیاری از موارد دیگر مشاهده کرد. در نتیجه سیستم‌هایی که در صنعت استفاده می‌شوند، به علت کاربرد فلزات و ترکیبات دیگر در ساخت آن‌ها، دارای مشکل خوردگی خواهند شد.
خوردگی چیست؟
طبق تعریف، خوردگی یک پدیده الکتروشیمیایی است که در نتیجه اکسایش اتم فلزات در سطح آن‌ها اتفاق می‌افتد. فلزات هنگامی‌که در معرض یک ماده دیگر مانند اکسیژن، هیدروژن و یا یک جریان الکتریکی قرار می‌گیرند، دچار خوردگی می‌شوند. زمانی که فلزات و آلیاژهایی مانند فولاد تحت فشار بسیار زیاد قرار می‌گیرند و ترک‌خوردگی در آن‌ها ایجاد می شود، خوردگی می‌تواند اتفاق بیفتد.
به‌طورمعمول خوردگی یک فرآیند مضر و زیان‌بار است و هزینه‌های بسیاری را برجای می‌گذارد؛ اما گاهی می‌تواند مفید نیز باشد. به‌عنوان‌مثال تولید انرژي در باتری و همچنین حفاظت کاتدی در سازه‌های مختلف از فواید خوردگی است؛ اما به‌طورکلی اثرات زیان‌آور این فرآیند از فواید آن بیشتر بوده و به همین دلیل از مهار کننده‌هایی جهت جلوگیری از خوردگی استفاده می‌شود.
مهار کننده سرعت خوردگی MPY با رویکرد خوردگی تجهیزات تاسیساتی
همان‌طور که می‌دانید بسیاری از وسایل و تجهیزات اطراف ما امروزه از مواد و وسایل فلزی ساخته شده‌اند و با قرارگیری این وسایل و تجهیزات در معرض اکسید کننده‌ها، امکان ایجاد خوردگی نیز افزایش می‌یابد. در حال حاضر خوردگی تجهیزات صنعتی از مهم‌ترین مسائل در صنعت است که هزینه‌های بسیاری را ایجاد می‌کند.
در این راستا به‌منظور کاهش سرعت خوردگی MPY با رویکرد خوردگی تجهیزات تاسیساتی و جلوگیری از آن از مهار کننده‌های خاصی استفاده می‌شود. مهار کننده‌ها مواد شیمیایی هستند که با سطوح فلزی واکنش داده و در نتیجه از واکنش اتم‌های سطحی با اکسید کننده‌ها جلوگیری می‌کنند. انواع مختلفی از این مواد وجود دارند که در زیر از آن‌ها نام برده شده است:
- غیرفعال کننده آندی
- مهار کننده کاتدی
- مهار کننده آلی
- بازدارنده رسوبی
- مهار کننده‌های فاز بخار
- بازدارنده‌های سیستم‌های نفت و گاز
هر یک از مهار کننده‌های نام برده شده در بالا با فرآیند و روش‌های مخصوص خود از خوردگی فلزات و تجهیزات جلوگیری می‌کنند و بسته به نوع محیط مورد نظر، نوع مهار کننده مورد استفاده می‌تواند متفاوت باشد. به‌عنوان‌مثال مهار کننده آندی باید در غیاب اکسیژن مورد استفاده قرار بگیرد تا بتواند از سطح محافظت کند. همچنین غیرفعال کننده‌های بر پایه کروم ارزان‌ترین هستند و امروزه در صنعت بسیار مورد توجه هستند.
چیستی و چرایی سرعت خوردگی MPY با رویکرد خوردگی تجهیزات تاسیساتی
سرعت خوردگی که با عنوان میزان نفوذ در سال (MPY) نیز نشان داده می‌شود، مخفف عبارت mile penetration per year بوده و یک واحد اندازه‌گیری برابر با یک هزارم اینچ است. سرعت خوردگی MPY معمولاً در سیستم اندازه‌گیری ایالات متحده به‌عنوان mil شناخته می‌شود. از سرعت خوردگی MPY یا همان میزان نفوذ در سال برای اندازه‌گیری نرخ خوردگی کوپن استفاده می‌شود. این واحد همچنین ممکن است برای اندازه‌گیری ضخامت یا تولورانس پوشش استفاده شود.
MPY میزان خوردگی در سال را توضیح می‌دهد.
سرعت خوردگی MPY، سرعتی است که در آن فلزات در یک محیط خاص دچار زوال می‌شوند. این نرخ به شرایط محیطی و شرایط یا نوع فلز بستگی دارد. در ایالات متحده، نرخ خوردگی معمولاً با استفاده از mils محاسبه می‌شوند. برای محاسبه MPY (نرخ خوردگی)، موارد زیر باید تعیین شود:
- کاهش وزن (کاهش وزن نسبت به زمان مرجع)
- مساحت فلز ( مساحت سطح اولیه)
- زمان (طول زمان مرجع)
- چگالی فلز
شکل زیر فرمول محاسبه سرعت خوردگی MPY را نشان می‌دهد:
این اندازه‌گیری همچنین می‌تواند برای اندازه‌گیری ضخامت مواردی مانند موارد زیر انجام می‌گیرد:
- رنگ
- کاغذ
- سیم‌ها
- انواع فویل‌های آلومینیومی و جنس‌های دیگر
- ورق‌های پلاستیکی
به‌عنوان‌مثال، اندازه‌گیری ایده آل یک کارت شناسایی پلاستیکی متوسط حدود 30 میل (mils) است. mils می‌توانند از نظر تحمل (تولورانس) و ابعاد ساخت مفید باشد؛ مانند تولید واشرهای سر موتور خودرو یا مقدار ماده‌ای که باید از سر خودرو جدا شود تا بتوان نسبت تراکم، سیلندر را تنظیم کرد.
همچنین در سرویس موتورهای خودرو بسیار مفید است. جایی که برای اندازه‌گیری نقاط احتراق و شکاف شمع‌ها استفاده می‌شود. علاوه بر این، این واحد در مشخصات تولورانس سیلندرهای هیدرولیک و ساخت بردهای مدار چاپی (PCB) استفاده می‌شود.
تبدیل واحد سرعت خوردگی MPY با رویکرد خوردگی تجهیزات تاسیساتی
تبدیل نرخ خوردگی، عمل تغییر واحدهای اندازه‌گیری نرخ خوردگی معین به واحدهای دیگر برای مقایسه و یا یک کاربرد مهندسی خاص است. نرخ خوردگی را می‌توان به‌صورت دستی یا با استفاده از نرم‌افزار کامپیوتری انجام داد. هنگامی‌که به‌صورت دستی انجام شود، محاسبات تبدیل را می‌توان با استفاده از عوامل و داده‌های به دست آمده از نمودارهای تبدیل نرخ خوردگی انجام داد.
واحدهای اندازه‌گیری سرعت خوردگی MPY
سرعت خوردگی MPY را می‌توان به روش‌های مختلفی با استفاده از انواع مختلف واحدها بیان کرد. این سرعت‌ها را می‌توان بر حسب موارد زیر به دست آورد:
جریان خوردگی: میلی آمپر/ سانتی‌متر مربع (mA/cm2)
کاهش وزن: گرم/ متر مربع × روز (g/m2.day)
سرعت نفوذ: mm/y یا mpy
در طول کاربردهای مهندسی خاص ممکن است لازم باشد نرخ تبدیل محاسبه شده از یک واحد به واحد دیگر تبدیل شود. برای مثال ممکن است بهتر باشد که نرخ خوردگی را به‌صورت mA/cm2 در مقابل mpy بیان کنیم. در این حالت از نمودارها برای انجام تبدیل‌های لازم استفاده می‌شود. بسته به نوع تبدیلی که انجام می‌شود، ممکن است نیاز باشد اطلاعات اضافی مانند چگالی مواد، جرم اتمی عنصر و ظرفیت عناصر فلزی در آلیاژ مشخص شود.
جمع‌بندی
در این مقاله به معرفی مفهوم خوردگی و مزایا و معایب آن پرداختیم. طبق آنچه گفته شد، خوردگی بیشتر از مزایا، دارای معایب زیادی در صنعت است و به همین دلیل روش‌های بسیاری برای جلوگیری از خوردگی در آن انجام می‌گیرد.
همچنین به بررسی مفهوم سرعت خوردگی MPY با رویکرد خوردگی تجهیزات تاسیساتی پرداخته شد. سرعت خوردگی به عوامل مختلف محیطی و همچنین نوع فلز بستگی دارد و هریک از موارد نامبرده در مطلب فوق تأثیر بسزایی در سرعت خوردگی MPY دارند. همچنین اشاره‌ای نیز بر واحدهای خوردگی و تبدیل واحدهای آن به یکدیگر شد.
بازتاب: میلگرد استیل - ردا صنعت فروشگاه تجهیزات صنعت و ساختمان
بازتاب: سیستم ساپورت مدولار - ردا صنعت فروشگاه تجهیزات صنعت و ساختمان
بازتاب: بست لوله برق - ردا صنعت فروشگاه تجهیزات صنعت و ساختمان
بازتاب: لوله و اتصالات پنج لایه چیست؟ - ردا صنعت فروشگاه تجهیزات صنعت و ساختمان
بازتاب: دستگیره درب (یراق آلات در) - ردا صنعت فروشگاه تجهیزات صنعت و ساختمان