خوردگی سایشی چیست؟
خوردگی سایشی نوعی از خوردگی تسریع شده فلز به حساب می‌آید که در اثر حرکت نسبی میان محیط‌های خورنده و سطوح فلزی ایجاد می‌شود. یکی از موارد زیر می‌توانند به عنوان محیط خورنده عمل کنند.
- مایعات، به عنوان مثال آب یا محلول‌های حاوی سوسپانسیون‌ها؛
- مواد آلی، یا گازها یا بخار مانند مایع ژئوترمال
در فرآیند سایش فلزات، سطح فلز در اثر سایش مکانیکی یا هیدرولیکی یا سایش ناشی از جریان محیط، آسیب می‌بیند. در این خوردگی، سطح فلز توسط محصولات خوردگی پوشانده نمی‌شود، اما در ظاهر با شیارها، امواج، سوراخ‌های گرد یا دره‌ها مشخص می‌گردد و معمولا الگوی جهت داری را نشان می‌دهد.
انواع خوردگی سایشی کدام است؟
انواع خوردگی سایشی به شرح زیر می‌باشد:
- سایش معمولی- به‌طور کلی هر 2 ماده یا جسم که در معرض تماس دائمی با یک‌دیگر باشند، بر اثر اصطکاک بوجود آمده، دچار خوردگی سایشی خواهند شد.
- سایش چسبان- هنگامی که لغزش موضعی میان دو سطح درگیر، موجب گسیختگی اتصال و در نهایت انتقال ماده از یک سطح به سطح دیگر شود، خوردگی سایشی چسبنده رخ داده است.
- سایش خراشان- این خوردگی هنگامی اتفاق می‌افتد که سطحی زبر و سخت در مقابل سطحی نرم‌تر می‌لغزد.
کدام فلزات در معرض خوردگی سایشی هستند؟
فلزاتی که برای پاسیو شدن به تشکیل یک لایه سطحی نیاز دارند، مستعد سایش هستند؛ چراکه اگر لایه سطحی آسیب ببیند، فلز یا آلیاژ فلزی با سرعت بالایی مورد حمله قرار می‌گیرد. افزایش سرعت معمولا منجر به افزایش خوردگی سایشی می‌شود.
سایش می‌تواند در تجهیزات مورد استفاده در یک محیط ژئوترمال که در معرض سیال متحرک قرار دارد از جمله سیستم‌های لوله کشی به ویژه زانویی و سه راهی، پمپ‌ها، دریچه‌ها، لوله‌های مبدل حرارتی، کندانسورها، نازل‌ها و پره‌های توربین نیز ایجاد شود.
عوامل موثر بر خوردگی سایشی
لایه‌های سطحی– پوسته های محافظ سطحی که روی بعضی از فلزات و آلیاژها تشکیل می گردد، نقش مهمی در مقاومت فلز نسبت به سایش دارند. لایه های محافظ سطحی هر چه متراکم تر باشند، مقاومت بیشتری ایجاد می کنند و پوسته های سطحی نرم، ترد و تحت تنش، قدرت محافظت کنندگی کم تری دارند.
سرعت حرکت سیال- یکی از عوامل موثر بر خوردگی سایشی، سرعت حرکت سیال است. اغلب با افزایش سرعت حرکت سیال، لایه‌های سطحی کنده شده و سایشی افزایش پیدا می‌کند.
تلاطم سیال– گاهی اوقات هنگام عبور سیال از مبادی ورودی لوله‌ها، شیارها و یا تغییر سطح مقطع مسیر جریان، آشفتگی جریان سیال افزایش یافته که این امر سبب افزایش خوردگی سایشی می‌شود.
برخورد– حمله تصادمی سیال روی جدارهای سطحی فلز باعث افزایش میزان خوردگی سایشی می‌شود.
اثرات گالوانیک– خوردگی گالوانیکی می‌تواند بر خوردگی سایشی دو فلز هم جنس متصل به هم در یک سیستم متحرک اثرگذار باشد. تاثیر خوردگی گالوانیکی در شرایط سکون سیال، ممکن است صفر باشد اما در اثر حرکت سیال به شدت افزایش می‌یابد.
جنس فلز– مقاومت فلزات و آلیاژها در برابر خوردگی سایشی، به ترکیب شیمیایی، سختی و مقاومت خوردگی آلیاژ بستگی دارد. به طور کلی ترکیب شیمیایی یک فلز، مقاومت خوردگی آن را تعیین می‌کند. چنان چه فلز مورد نظر فعال باشد و میل ترکیبی زیادی با محیط داشته باشد، هنگامی می‌تواند در برابر خوردگی مقاومت کند که قادر به تشکیل پوسته محکم، چسبنده و محافظ باشد.
اضافه کردن یک عنصر به آلیاژ، اغلب مقاومت آن را در برابر این خوردگی افزایش می‌دهد. به عنوان مثال اضافه کردن آهن به آلیاژ مس نیکل، باعث افزایش مقاومت آن در آب دریا می‌گردد و یا افزودن مولیبدن به فولاد زنگ نزن 304 سبب افزایش مقاومت آن در برابر خوردگی سایشی می‌شود.
چه روش‌هایی برای کنترل خوردگی سایشی وجود دارد؟
در ادامه مطلب به بررسی روش‌هایی که تا حد مناسبی از وقوع سایش فلزات جلوگیری می‌کند، خواهیم پرداخت:
- انتخاب آلیاژ مناسب– یکی از اقتصادی‌ترین روش‌ها برای جلوگیری از این خوردگی، انتخاب آلیاژ درست است که پیش‌تر آن را بررسی کردیم.
- طراحی صحیح– افزایش قطر لوله‌ها با هدف کاهش سرعت سیال، بالا بردن شعاع انحناها، افزایش ضخامت فلز در نقاط بحرانی و مناطق آسیب پذیر و در نهایت انتخاب جنس مقاوم‌تر در محل ورودی سیال از ایجاد خوردگی سایشی جلوگیری می‌کند.
- تغییر محیط– می‌توان با اعمال تغییرات محیطی مانند حذف اکسیژن، حذف ذرات جامد معلق در سیال، کاهش درجه حرارت و غیره تا حدودی از گسترش این خوردگی جلوگیری کرد.
- استفاده از حفاظت کاتدی، بازدارنده‌های خوردگی و پوشش‌های مقاوم‌تر از خود فلز
جمع بندی
خوردگی سایشی یکی از انواع خوردگی‌های موضعی است که علت اصلی آن سایش و یا اصکاک میان فلز با دیگر اجسام می‌باشد. این خوردگی در انواع مختلف معمولی، چسبان و خراشان ایجاد می‌شود که با روش‌هایی همچون استفاده از آلیاژهای مناسب، تغییر محیط، استفاده از محافظ‌های کاتدی و غیره قابل جلوگیری است.
