خوردگی در صنایع و مشکلات حاصل از آن

خوردگی در صنایع یکی از مشکلات بزرگ و پرهزینه ای است که همه دنیا را تحت تاثیر قرار می دهد. خوردگی در صنایع بر اساس آب و هوای محل می تواند بسیار شدید باشد تاجاییکه هزینه فراوانی را جهت نگهداری دستگاه ها و ماشین آلات به برخی از کشورها تحمیل می کند.

سیستم های آبیاری ، جاده ها ، پل ها ، فرودگاه ها ، حمل و نقل دریایی ، زمینی و هوایی ، ساختمان های مدارس ، دفاتر و مسکن و تاسیسات صنعتی همگی تحت تأثیر خوردگی قرار دارند و بنابراین مستعد فرسایش هستند. برای کسب اطلاعات بیشتر در این زمینه با ما در نشریه جهان شیمی فیزیک همراه باشید.

خوردگی یک مشکل اساسی در سراسر جهان است که به شدت بر محیط های طبیعی و صنعتی تأثیر می گذارد. امروزه به طور کلی پذیرفته شده است که خوردگی و آلودگی هوا فرآیندهای آسیب رسان و مرتبطی هستند زیرا بسیاری از آلاینده ها باعث افزایش سرعت خوردگی و فرسایش محصولات از طریق زنگ زدگی می شوند.

هر دوی این فرایندها هجومی هستند و  باعث اختلال در کیفیت محیط زیست، کارآیی صنعتی و کاهش دوام منابع زیرساختی می شوند. بنابراین  توسعه و استفاده از روش ها و تکنیک های کنترل خوردگی در همه جای دنیا یک امر ضروری است.

مشکل خوردگی در صنایع مختلف در ایران

شرایط آب و هوایی کشورهای مختلف تاثیر قابل توجهی بر شدت خوردگی در صنایع آنها دارد. با توجه به اینکه کشور ما در مناطق گسترده ای دارای آب و هوای مرطوب است  و اینکه خلیج فارس و دریای عمان جزء خورنده ترین آب های دنیا هستند می توان گفت بیشتر تاسیسات کشور که در مناطق جنوبی قرار دارند به شدت در معرض فرسایش ناشی از خوردگی هستند.

علاوه بر این در مناطق مرکزی محیط خشک و کویری و در شمال کشور رطوبت و بارندگی باعث آسیب بسیار زیاد به صنایع مختلف شده و هزینه های زیادی را به کشور تحمیل می کنند.

خوردگی یک مشکل خطرناک و بسیار پرهزینه است که در نتیجه آن ساختمان ها و پل ها می توانند دچار فروپاشی شوند ، خطوط لوله نفت شکسته شوند و مواد شیمیایی به بیرون نشت کنند و درنتیجه باعث آلودگی محیط زیست شوند.

متداول ترین انواع خوردگی ناشی از واکنش های الکتروشیمیایی است. خوردگی عموما زمانی اتفاق می افتد که اکثر یا تمام اتم های موجود در یک سطح فلز اکسیده شوند. بیشتر فلزات به راحتی اکسیده می شوند و به همین جهت اکثر صنایع خصوصا در آب و هوای مرطوب در معرض خطر جدی هستند.

آسیب های ناشی از خوردگی در صنایع مختلف

صنعت الکترونیک

خوردگی اجزای دستگاه هایی که توسط صنایع الکترونیکی تولید می شود ، مشکلی است که در مدت زمان طولانی رخ می دهد. اغلب اوقات خوردگی یک یا چند عنصر فلزی از یک قطعه الکترونیکی دلیل اصلی خرابی در تجهیزات مختلف است. تراکم زیاد اجزای مورد نیاز برای کاهش اندازه تجهیزات الکترونیکی و پردازش بهتر سیگنال ها منجر به ایجاد خوردگی محصور بین بخشهای فلزی نازک می شود.

بعلاوه  وقتی دستگاههای الکترونیکی در محیطهای مانند مناطق گرمسیری ، نیمه گرمسیری ، بیابانهای آلوده و غیره قرار بگیرند ، میزان خرابی آنها افزایش می یابد. مشکلات ناشی از خوردگی به دلیل تهاجمی بودن محیط در تجهیزات الکترونیکی برای استفاده نظامی ، در هواپیماها و سیستم های هدایت زیردریایی نیز رخ  می دهد.

خوردگی اجزای فلزی در صنعت الکترونیک ممکن است در مراحل مختلف از جمله در طول تولید ، ذخیره سازی ، حمل و نقل و سرویس دهی صورت بگیرد. عوامل اصلی در شروع خوردگی و توسعه آن شامل رطوبت و آلاینده های خورنده مانند کلریدها ، فلوریدها ، سولفیدها و ترکیبات نیتروژن ، بخارات حلال آلی ، رزین های استفاده شده به عنوان برچسب یا پوشش های تشکیل شده در طول استفاده از این تجهیزات هستند.

صنعت آب و فاضلاب

منابع آبی فراوان برای توسعه صنعتی یک کشور ضروری است. مقادیر زیادی از این مایع گرانبها برای خنک کردن ماشین آلات و تجهیزات ، برای تغذیه دیگهای بخار ، تأمین نیازهای بهداشتی و تأمین آب آشامیدنی برای انسان مورد نیاز است. برآورد مصرف آب برای هر کشور متفاوت است و به درجه توسعه صنعتی آن بستگی دارد.

در کشورهای جهان اول مانند ایالات متحده میزان مصرف به چندین صد میلیارد لیتر در روز می رسد. این کشورها به دلیل استفاده از دستگاه های مناسب برای تصفیه، استفاده مجدد از آب را با کارایی خاص اجرا کرده اند. آب ، یک الکترولیت طبیعی برای بسیاری از فلزات / آلیاژها بوده و یک محیط تهاجمی است بنابراین آنها را به صورت الکتروشیمیایی دچار خوردگی خواهد کرد.

بهتر است بدانید:

آب خام یا آب شیرین حاصل از منابع طبیعی مانند رودخانه ها ، دریاچه ها ، چاه ها یا چشمه ها هر یک دارای خاصیت منحصر به فرد هستند و یکی از این قابلیت ها حل کردن مقدار زیادی مواد موجود در پوسته و جو زمین است که به آب اجازه می دهد مقدار معینی ناخالصی را در خود جای دهد. این امر باعث ایجاد رسوب در سطح فلزات و در خطوط لوله ، لوله های دیگ بخار و انواع سطوح در تماس با آب شده و امکان خوردگی را در آنها افزایش می دهد.

اکسیژن گاز اصلی است که در آب حل می شود و همچنین به دلیل حمله به فلزات در تماس با اکسیژن محلول باعث تحمیل هزینه هایی برای تعویض لوله و تجهیزات می شود . سرچشمه همه رطوبت ها آبی است که از سطح زمین و اقیانوس ها تبخیر شده و سپس وارد  جو می شود. بسته به شرایط آب و هوایی منطقه ممکن است آب به صورت باران ، برف ، شبنم یا تگرگ دوباره به زمین برگردد. بارش باران در تماس با گازها و ذرات معلق به صورت گرد و غبار ، دود اتومبیل ها و دودهای صنعتی موجود در جو باعث تبدیل آن به یک ماده خورنده تر خواهد شد.

صنایع شیمیایی و پتروشیمی

خوردگی هایی که در  صنایع شیمیایی اتفاق می افتند شامل خوردگی کلریدی، اکسیداسیون، سولفیداسیون، خوردگی در زیر عایق های حرارتی و خوردگی ناشی از آمونیاک است.

در صنعت پتروشیمی استفاده از مبدل های حرارتی خنک شونده با آب دلیل اصلی فرسایش و پوسیدگی است که می تواند ناشی از خوردگی کلریدی باشد.

در صنایع شیمیایی و پتروشیمی به علت نگهداری مواد خام خورنده مثل نفت خام، اسیدها و بازها در مخازن ، لوله ها و مخازن بطور مداوم  دچار فرسایش ناشی از خوردگی می شوند.

صنایع دارویی

در صنایع داروسازی استفاده از ترکیبات کلردار در فرمولاسیون داروهای مختلف باعث افزایش خوردگی تجهیزات می شود. در این صنعت خوردگی مخازن، آستر شیشه ای و عایق ها معمولا رخ داده و هزینه هایی زیادی را بر این صنعت تحمیل می کند.

صنعت حمل و نقل

صنعت حمل و نقل شامل وسایل نقلیه از جمله اتومبیل، کشتی، هواپیما و قطار است که به دلیل ساختار فلزی همگی به شدت در معرض خطر خوردگی قرار دارند.

خوردگی در این وسایل به شدت بستگی به آب و هوا و شرایط اقلیمی کشور دارد که در کشور ما تنوع آب و هوایی صنعت حمل و نقل را در معرض آسیب گسترده و انواع خوردگی قرار می دهد.

صنایع نفت و پالایشگاه ها

تجهیزات بکار رفته در حفاری و اکتشاف از جمله لوله های سطحی، مخازن تحت فشار و مخزن های ذخیره نفت و گاز همگی تحت تاثیر خوردگی هستند. میزان خوردگی مخازن نفت بسته به شرایط اقلیمی، نوع نفت و محتوای CO_۲ و H_۲S آب موجود در مخازن متغیر است.

در صنعت نفت میکروارگانیسم های موجود در مواد اولیه و خام نیز می توانند به دیواره لوله ها حمله کرده و باعث خوردگی شوند. خوردگی در صنایع نفت و گاز به طور کلی ناشی از وجود اکسیژن، CO2، گاز سولفید هیدروژن، پلی سولفیدها، اسیدهای آلی و گوگرد است که باید با طرح های حفاظتی از این مسئله تا جاییکه امکان دارد، جلوگیری کرد.