خوردگی داغ

مقدمه

علاوه برخوردگی بوسیله گازهای خورنده ،آلیاژهایی که در محیط های صنعتی بکارمیروند،خصوصاٌ آنهایی که درمعرض محصولات احتراق سوختهای فسیلی قراردارند،در معرض نوعی خوردگی ناشی ازتشکیل رسوبات نمکی معمولا یک سولفات روی سطح فلز یا اکسید قرار می گیرنداین راخوردگی داغ می نامند.

شدت این نوع خوردگی،که می تواند ناگهانی صورت گیرد،به فاکتورهای مختلفی شامل ترکیب شیمیایی رسوب،آتمسفر،دماوتغییرات دما،فرسایش،ترکیبات شیمیایی آلیاژ،وساختارمیکروسکوپی آلیاژبستگی دارد.

موقعیکه یک رسوب روی سطح یک آلیاژتشکیل شده است اینکه این رسوب تا چه حدی برمقاومت خوردگی آلیاژاثرخواهد گذاشت،بستگی به این دارد که آیا این رسوب ذوب می شود،چسبندگی آن چگونه است،وتاچه حدسطح فلز راخیس می کند.معمولابرای وقوع شدید خوردگی داغ یک رسوب مذاب لازم است.

خوردگی داغ تقریبا درتمام آلیازهای مستعد دردو مرحله رخ میدهد:

1)مرحله شروع که در آن سرعت خوردگی کند است.

2)ومرحله گسترش که درآن خوردگی سریع،وغالبا ناگهانی رخ می دهد.

درمرحله شروع،آلیاژتغییرداده می شودوبرای خوردگی سریع اماده می گردد.این تغییر دادن شامل تخلیه عنصری که مسعول تشکیل پوسته محافظ(معمولاAlیاCr)است،تشکیل سولفید ها درآلیاژباعبور گوگرد ازپوسته ،انحلال اکسیدها بداخل نمک،وگسترش تنشهای رشد در پوسته است.این تغییردادن همچنین می تواند باعث تغییر درترکیب شیمیایی نمک به طرف وضعیت خورنده ترگردد.طول مرحله شروع از چندثانیه تاهزارها ساعت تغییر می کندوبستگی به تعداد متغیر ها شامل ترکیب شیمیایی آلیاژ،ضخامت نمک،شکل نمونه،حضور یاعدم حضور شرایط فرساینده دارد.

دربسیاری موارد،مرحله شروع بدنبال نفوذ نمک ازطریق پوسته وپخش شدن آن درفصل مشترک پوسته-آلیاژبپایان می رسد.که در آن نمک به محل هایی بااکتیویته پایین اکسیژن می رسدودرتماس باآلیاژی که ازAlیاCrتخلیه شده،معمولا منجر به مرحله گسترش سریع می گردد.مرحله گسترش بسته به آلیاژوشرایط فعل وانفعال به روش های مختلفی می تواند انجام شود.

یک نوع مرحله گسترش شامل واکنش های فلاکس شدن نمک است.واکنش های فلاکس شدن نمک شامل فلاکس شدن بازی است،که در آن پوسته اکسیدی باNa2Oترکیب میشود وبصورت عوامل آنیونی درنمک حل می گردد،وفلاکس شدن اسیدی که درآن پوسته باSO3ترکیب می شود وبصورت عوامل کاتیونی درنمک حل می گردد.

در فلاکس شدن اسیدی،غلظت یون اکسیژن درمذاب نسبت به مقدار لازم برای نگهداری تعدل درواکنش تجزیه اکسید فلز پایین است.درنتیجه درغلظت های پایین یون اکسیژن در مذاب سولفات ،فلاکس شدن اسیدی می تواند واقع گرددکه درآن اکسید فلز برطبق معادله زیر حل می گردد.

MO=M"2"+O"-2"

اگراکتیویته یون اکسیزن درمذاب سولفات نسبت به مقدار لازم برای تشکیل آنیونهای کمپلکس برطبق رابطه:

MO+O"-2"=MO2 "-2"

بالا باشد .دراین صورت یونهای کمپلکس می توانند تشکیل گردند واکسید فلز بصورت آنیون کمپلکس درمذاب سولفات حل می گردد.این رافلاکس شدن بازی می نامند.

فلاکس شدن اسیدی را می توان به دو گروه تقسیم نمود،فلاکس شدن اسیدی تحت تاثیر آلیاژ،که در آن شرایط اسیدی درنمک بوسیله انحلال عوامل آلیاژکه میل ترکیبی زیادی باNa2so4داردبرپا می گردد،وفلاکس شدن اسیدی تحت تاثیر گاز،که درآن شرایط اسیدی بوسیله فعل وانفعال بافازگازبوجودمی آید.

خوردگی اسیدی تحت تاثیر گاززمانی رخ می دهدکه آتمسفر دارای فشارجزیی نسبتاٌبالای SO3جزءاسیدی سولفات سدیم است.

گسترش خوردگی می تواند ازطریق واکنش هایی بین آلیاژواجزاءنمک صورت گیرد.اجزایی که اهمیت بیشتری دارند گوگرد،کربن،وکلر است.سولفیداسیون گسترده عناصرمثل Al,Crکه برای تشکیل یک پوسته محافظ به آنها نیاز می باشد،غالباٌمنجر به پوسته ای نامحافظ می گردد.این واقعه رخ میدهد،حتی اگر سولفیدها بتوانند دوباره حل شوند تاامکان تشکیل Al2O3,Cr2O3فراهم آید،زیراتمرکزموضعی Al,Crدرسولفیدهاظاهراٌسرعت ورود این عناصربه فصل مشترک آلیاژ-پوسته راتغییر می دهد.

حضور کربن که می توانددربعضی فرآیند احتراق حاصلکند،غالباٌباعث تشدید خوردگی می گردد.تاثیر عمده کربن کاهش فشار اکسیژن وافزایش فشار گوگرد درنمک است وباعث تشدید مکانیزم های می گرددکه به این شرایط حساس هستند،یعنی فلاکس شدن بازی وخوردگی تحت تاثیر گوگرد.حضور رسوباتNcClمی توانندباعث تشدیدخوردگی داغ شوند.

خوردگی داغ:

:تاثیرالاینده های مذاب خوردگی داغ در سوپرالیاژها

واژه خوردگی داغ به اکسیداسیون تسریع شدۀ پایه اهن،نیکل وکبالت توسط نمک های مذاب اطلاق می شود

این خوردگی می تواند در گازهای احتراقی شامل مقادیرکمی از ناخالصی های نامشخص مانند سدیم،سولفورووانادیم رخ دهد.شبا هتهایی بین خوردگی نمک مذاب وخوردگی بوسیلۀ محیط های گازی بیش از یک عامل اکسید کننده وجود دارد.اما تفاوتهای یی بین این دونوع خوردگی وجود دارد به عنوان مثال نمک های مذاب که ممکن است به طور مستقیم با پوسته های محافظ واکنش دهد بنابراین رسوبات نمک زمانی در شتاب دادن به حمله مؤثرند که بصورت یک لایه مذاب روی فلز وجود داشته باشند.

:فرایند خوردگی داغ

خوردگی در دمای بالا زمانی رخ میدهد که عناصر خورنده نظیر وانادیم-سرب-پتاسیم وسدیم .روی سطح ماده جمع شده یا راسب شوند

عوامل زیر باعث بوجود امدن خوردگی می شوند:

1-غلطت وترکیب مواد الوده کننده محیطی

2-خواص ضد خوردگی ماده

3-فشار ودما در سطح فلز.

انواع خوردگی داغ:

1-سولفیداسیون 2- پنتوکسید وانادیم

سولفیدا سیون:

در حضور سدیم وسولفور ایجاد می گردد.

پنتوکسید وانادیم:

بدلیل تشکیل پنتوکسید وانادیم در طی عملیات احتراق می باشد که با ذوب شدن خود در درجه حرارت بالا سبب خوردگی فلز می شود.

زمانی که سوپر الیاژدر محیط توربین گازی در درجه حرارت بالا در معرض گاز قرار گیرد، سطح الیاژ توسط رسوبات سولفات سیدم،کلرید سدیم ،پنتوکسید وانادیم وغیره پوشیده می شود وپس از ایجاد رسوب،خوردگی داغ طی دو مرحله برروی الیاژ اثر می گزارد:

الف:مرحله جوانه زنی

ب:مرحله رشد

یکی از مشخصه های مهم خوردگی داغ این ا ست که به واسطه اجاد رسوب برروی آلیاژ،فعالیت اکسیژن برروی آلیاژ کاهش می یابد زیرا رسوب به عنوان مانعی است که در جهت نفوذ هیدروزن عمل می کند.

:خوردگی داغ در کجا رخ می دهد

1-در موتورهای هواپیما یی که از جنس سوپر الیاژها ساخته شوند

2-در توربین های گازی

3-درمسیر دودخروجی از دیگ های بخار.

جلوگیری از خوردگی داغ:

1-کنترل عملیات سطحی فلزی

2-کاربرد ممانعت کننده ها

3-شستشوی سوخت

4-کاربرد پوششهای مقاوم خوردگی در قسمت های داغ.

منبع: رضی ،سیدمحمد(1375).کنترل خوردگی در صنایع جلد2 . اصفهان :انتشارات انجمن خوردگی ایران.

تهیه کننده:محمد یوسفی پور

خوردگی داغ

مطالب مشابه :

آدرس وبسایت استخدامی شرکت نفت قطر

سوالات درسpt آزمایش مایعات نافذ

سایت ساینس دایرکت

رزومه محمد یوسفی پور

خوردگی داغ

نمونه آزمون فنی حر فه ای سوالات درسpt آزمایش مایعات نافذ آزمایشات غیر مخرب

درمان معجزه آسا ی بیماری دیابت

چرا نفتی ها به مهاجرت فکر می کنند در حالی که آرزوی کار در شرکت ملی نفت را دارند

آلیاژ زاماک