خوردگی شیاری چیست؟
خوردگی شیاری نوعی خوردگی موضعی است که در نقاط باریک یا شکافها به وجود میآید و به دلیل اختلاف فشار هوا و حل شدن فلز، به سرعت افزایش مییابد. این پدیده معمولاً در نقاط تماس فلز با فلز یا فلز با مواد غیر فلزی اتفاق میافتد و حتی میتواند از ترکهای موجود بر روی سطح ناشی شود. در داخل این شکافها، جایی که ورود و خروج مواد محدود است، اکسیژن محلول و میزان pH به شدت کاهش مییابد. این امر باعث میشود که درون شکاف، غلظت یونهای کلرید افزایش پیدا کند. این تغییرات شیمیایی درون شکاف، سطح فلز را از حالت حفاظتشده خارج میکند و آن را در معرض خوردگی قرار میدهد. خوردگی شیاری به دلیل تعادل سرعت واکنشهای آندی و کاتدی که در داخل و خارج شکاف رخ میدهد، با شدت بالایی پیش میرود. فلزاتی که به لایههای اکسیدی برای حفاظت از خود اتکا دارند، معمولاً در برابر این نوع خوردگی آسیبپذیر هستند. از جمله این فلزات میتوان به فولاد ضدزنگ و آلومینیوم اشاره کرد. در مقابل، فلزاتی مانند تیتانیوم و نیکل و آلیاژهای آنها، مقاومت بهتری در برابر این نوع خوردگی از خود نشان میدهند و میتوانند به خوبی در شرایط سخت محیطی دوام بیاورند.
مکانیزم تخریب در خوردگی شیای چگونه است؟
مکانیزم خوردگی شیاری به طور کلی مشابه با مکانیزم خوردگی یکنواخت است، اما یک تفاوت کلیدی دارد. در این نوع خوردگی، پلاریزاسیون غلظتی نقش بسیار مهمی ایفا میکند. این پدیده به دلیل تفاوت در سطح اکسیژن در نقاط مختلف شیار رخ میدهد. در قسمتهای داخلی شیار که دارای اکسیژن کمتری هستند، این نقاط به عنوان آند عمل کرده و در نتیجه دچار خوردگی میشوند. در مقابل، قسمتهای بیرونی شیار به عنوان کاتد عمل کرده و معمولاً تحت تأثیر خوردگی قرار نمیگیرند. در حقیقت، این نوع خوردگی به خاطر عدم تعادل در توزیع اکسیژن در نقاط مختلف ایجاد میشود و میتواند باعث آسیبهای جدی به سازهها و تجهیزات شود. به همین دلیل، شناسایی و مدیریت این نوع خوردگی اهمیت ویژهای دارد تا از آسیبهای احتمالی جلوگیری شود.
عوامل موثر بر خوردگی شیاری چیست؟
خوردگی شکافی یا شیاری به دلیل دو عامل اصلی ایجاد میشود، اما عوامل دیگری نیز در ظهور آن نقش دارند. یکی از این عوامل رسوبات ناشی از محصولات خوردگی است. این رسوبات میتوانند بستر مناسبی برای بروز خوردگی شیاری فراهم آورند، زیرا قسمت زیرین رسوبات به عنوان یک محیط ایدهآل برای وقوع این نوع خوردگی عمل میکند. رسوبات اصلی شامل ذراتی مانند شن، لایههای آلوده و سایر جامدات میباشند. علاوه بر این، یونهای مخرب نیز در بروز خوردگی شیاری تأثیر بسزایی دارند. به عنوان مثال، هر محلول یا آب خنثی که حاوی یونهای کلرید باشد، میتواند موجب تشدید این نوع خوردگی در شیارها شود. همچنین، غلظت محلولهای خورنده و میزان اکسیژن حلشده در این محلولها نیز میتواند بر شدت خوردگی تأثیرگذار باشد. خوردگی شیاری به ویژه در فولاد زنگ نزن مشاهده میشود. حتی در صورتی که سطح این نوع فولاد هیچ گونه جوانه غیرهمگنی نداشته باشد، هنوز امکان بروز خوردگی شیاری در آن وجود دارد. در واقع، در این نوع خوردگی نیازی به وجود جوانه آغازین نیست. با توجه به کاربرد وسیع فولاد زنگ نزن 316 در صنایع مختلف، مطالعات متعددی در خصوص خوردگی شیاری این آلیاژ انجام شده است که به تأثیر عواملی همچون دما، پتانسیل، pH و غلظت یون کلرید در محلول اشاره میکند. برای بروز خوردگی شیاری، شکاف باید به اندازهای باز باشد که الکترولیت بتواند به درون آن نفوذ کند. این اندازه معمولاً بین 0.1 تا 0.25 میلیمتر است. نکته مهم این است که این شکاف باید به اندازهای محدود باشد که الکترولیت قابلیت ساکن ماندن در آن را داشته باشد. همچنین، شکل هندسی و ابعاد شکافها تأثیر زیادی بر شدت بروز خوردگی دارند. شیارهای باریکتر در مقایسه با شیارهای عریضتر بیشتر در معرض خوردگی قرار میگیرند. شیارهایی که بین فلز و مواد پلیمری ایجاد میشوند، آسیب بیشتری نسبت به شیارهای بین دو فلز متحمل میشوند. برای کنترل و جلوگیری از خوردگی شکافی، میتوان اقداماتی انجام داد. به طور کلی، کاهش میزان خوردگی محیط یا افزایش مقاومت فلز و آلیاژ میتواند از پیشرفت این نوع خوردگی جلوگیری کند. برای این منظور، میتوان محیط شیمیایی را یکنواخت کرده و غلظت یون کلرید، اسیدیته و دما را کاهش داد. همچنین، طراحی قطعات باید به گونهای باشد که از ایجاد نواحی نوکتیز و شیارها که باعث تجمع محلول میشوند، پرهیز شود. استفاده از مواد و اتصالات جاذب رطوبت، مانند واشرهای غیرجاذب رطوبت، نیز میتواند به کاهش احتمال بروز خوردگی کمک کند. به علاوه، حذف رسوبات و فیلتر کردن محلولها نیز از اهمیت بالایی برخوردار است. در اتصالات، به جای استفاده از میخ یا پیچ و مهره، توصیه میشود که از جوش کامل (پیوسته) بهرهبرداری شود. این اقدام میتواند به کاهش خطر خوردگی شیاری کمک کند.
