خوردگی سطح فلز
خوردگی در واقع واکنش شیمیایی یا الکترو شیمیایی مخربی است که در اثر تماس سطح فلز با محیط اطراف به وجود می‌آید. در مباحث خوردگی برای هر ماده سطح انرژی را در نظر می‌گیرند و مطابق با سطح انرژی تمایل ماده برای خوردگی مشخص می‌شود. در واقع زمانی که دو ماده در تماس یکدیگر قرار می‌گیرند این دو ماده دارای سطح انرژی پتانسیل متفاوتی نسبت به یکدیگر می‌باشند که در نهایت موجب شروع فرآیند خوردگی می‌شود.
در واقع به هر میزان که سطح انرژی پتانسیل ماده کمتر باشد تمایل ماده برای خوردگی بیشتر می‌شود. لذا از لحاظ ترمودینامیکی مواد اکسید شده در سطح انرژی پایین‌تری نسبت به مواد در حالت معمول دارند.
سرعت خوردگی: بهترین روش برای تعیین سرعت خوردگی استفاده از تغییر ضخامتی است که در اثر خوردگی ایجاد می‌شود و بدین ترتیب است که ضخامت قسمت مورد نظر را اندازه گرفته و تغییرات ایجاد شده را در طول سال گزارش می‌کنند
جنبه الکتروشیمیایی خوردگی
واکنش‌های الکتروشیمیایی به واکنش‌هایی اطلاق می‌شود که در آن همزمان واکنش آندی و کاتدی انجام بگیرد. در واکنش خوردگی حضور سه عامل موجب ایجاد واکنش می شود که به ترتیب زیر است:
- عامل آند: قسمتی که الکترون تولید می کند و به عبارت دیگر سطح اکسید شده را گویند.
- عامل کاتد: قسمتی که الکترون‌های آزاد شده از سطح آند را دریافت می‌کند و به اصطلاح احیا می‌شود.
- عامل الکترولیت: مکانی که برقراری اتصال یونی بین آند و کاتد در آن انجام می‌گیرد.
نبود یکی از شرایط بالا موجب توقف فرایند خوردگی می‌شود. به عنوان مثال واکنش خورده شدن روی در محیط اسید کلربدریک به شکل زیر می‌باشد:
خوردگی
که واکنش اکسیداسیون و احیا آن به شکل زیر می‌باشد:
واکنش اکسیداسیون و احیا
فلزات یا آلیاژها معمولا در صنایع آب و فاضلاب به یکی از چهار شکل زیر خورده می شوند
1- خوردگی شیمیایی
این نوع خوردگی بین یک جامد (فلز) و یک مایع یا گاز رخ می دهد. اگر با گاز خورده شود در این صورت خوردگی خشک و اگر با مایع خورده شود نوعی از خوردگی اتفاق افتاده است که جریان الکتریکی نمی‌تواند نقشی در آن داشته باشد.
نمونه های خیلی کمی از این نوع خوردگی وجود دارد به گونه ای که تنها می توان به خورده شدن فلز توسط جیوه اشاره کرد.
2- خوردگی الكترو شیمیایی
این نوع خوردگی هنگامی ایجاد می شود که در فلز یا در جسم، ناهمگنی وجود داشته باشد. وجود ناهمگنی در فلز سبب ایجاد پیل شده و بین کاتد و آند جریان الکتریکی به وجود آمده و فلز خورده می شود. با توجه به اینکه تمام فلزات همگن نیستند در صورتی که در یک الکترولیت قرار گیرند خورده می شوند و این خوردگی از نوع الکترو شیمیایی خواهد بود.
3- خوردگی بیوشیمیایی
این نوع خوردگی توسط عوامل زیستی مانند باکتری ایجاد می شود. از جمله نمونه‌های خوردگی بیوشیمیایی می‌توان به خورده شدن لوله های نفت در دل زمین به وسیله باکتری ها اشاره کرد.
4- خوردگی فرسایشی
سایش بین یک ماده جامد یا مایع یا حتی گاز با فلز موجب خوردگی فرسایش می شود مانند خوردگی لوله های آب به وسیله عبور آب از درون آن.
• به طور کلی 8 نوع خوردگی وجود دارد:
- خوردگی یکنواخت یا سرتاسری Uniform attack
- خوردگی یکنواخت یا سرتاسری
- خوردگی گالوانیک یا دو فلزی (Galvanic or two metal Corrosion)
- خوردگی گالوانیک
- خوردگی شیاریCrevice Corrosion
- خوردگی شیاری
- حفره دار شدن (Pitting)
- حفره دار شدن
- خوردگی بین دانه‌ای (Intergranular Corrosion)
- جدایش انتخابی (Selective Leaching)
- خوردگی سایشی (Erosion Corrosion)
- خوردگی سایشی
- خوردگی توام با تنش (Stress Corrosion)
عوامل موثر در این خوردگی
- درجه خلوص فلز: هرچه فلز خالص‌تر باشد و نا همگنی کم تری داشته باشد دیرتر خورده می شود.
- تغییرات فیزیکی و مکانیکی فلز
- غلظت ماده موثر و جنس آن (عامل خورنده)
- مقدار اکسیژن
- PH محیط
- درجه حرارت
