خوردگی ورق استیل

ورق استیل یا فولاد ضد زنگ یکی از محصولات پرکاربرد و مقاوم در صنعت است. ورق استیل به دلیل داشتن حداقل 10.5 درصد کروم در ترکیب خود، مقاومت بالایی در برابر خوردگی و زنگ زدگی دارد. کروم با اکسیژن موجود در هوا واکنش داده و یک لایه نازک و محافظ از اکسید کروم روی سطح ورق تشکیل می دهد. این لایه به لایه پسیو معروف است و از ورق در برابر اکسیداسیون و خوردگی ورق استیل محافظت می کند.

اما این ویژگی به این معنا نیست که استیل هیچگاه دچار خوردگی نمی شود. بلکه بسته به شرایط محیطی و عوامل خورنده موجود، امکان دارد انواع مختلفی از خوردگی رخ دهد. در این مقاله به بررسی انواع خوردگی ورق استیل و راه های جلوگیری از آنها می پردازیم.

آیا ورق استیل دچار خوردگی می‌شود؟

ورق استیل مانند بیشتر فلزات در برخی از محیط های خورنده مورد حمله قرار می گیرد. حتی طلا نیز در مخلوطی قوی از اسیدهای نیتریک و هیدروکلریک حل می شود. اما این ورق بهتر از سایر فلزات در برابر خوردگی مقاومت می کند زیرا در مجاورت اکسیژن یک لایه اکسید کروم غیرفعال و بسیار نازک و بی رنگ روی آن تشکیل می شود و از ورق در مقابل اکسید شدن محافظت می کند.

هنگامی که به هر دلیل لایه پسیو شکسته می شود (تحت عوامل خورنده مانند آب و اکسیژن)، مجدد خود را ترمیم می کند. در محیط های تهاجمی مانند کنار دریا که نمک زیادی در هوا وجود دارد، امکان دارد در بعضی از آلیاژها لایه پسیو نتواند به میزان کافی تشکیل شود و مقداری خوردگی رخ دهد.

اگرچه این محصول در این حالت امکان دارد زنگ زده یا آسیب دیده به نظر برسد اما باید بدانید که روند خوردگی ورق استیل بسیار کندتر از سایر فلزات است. در حقیقت، زمان زیادی طول می کشد تا ورق استیل به طور کامل خورده شود.

عوامل موثر بر خوردگی ورق استیل

عوامل مختلفی می توانند بر توانایی ورق استیل برای مقاومت در برابر خوردگی تأثیر بگذارند. عناصر آلیاژی موجود در ورق اصلی ترین عامل در ایجاد مقاومت در برابر خوردگی ورق هستند. عناصر موجود در گریدهای مختلف ورق استیل می توانند اثرات مطلوب و نامطلوبی بر مقاومت ورق داشته باشند. محیطی که ورق در آن استفاده می شود عامل دیگری است که می تواند احتمال خوردگی را افزایش دهد.

انواع خوردگی ورق استیل

ورق استیل می تواند در برابر انواع خوردگی فلزات مقاومت کند. اما برخی از این انواع خوردگی امکان دارد در شرایط خاصی رخ دهند و به ورق آسیب برسانند. در این بخش به معرفی و توضیح برخی از انواع خوردگی ورق استیل می پردازیم:

خوردگی یکنواخت:

این نوع زمانی رخ می دهد که ورق در معرض یک محیط خورنده یکنواخت قرار گیرد و لایه پسیو آسیب ببیند. در این حالت، ورق به طور یکنواخت و همگن خورده می شود و ضخامت آن کاهش می یابد. این نوع خوردگی معمولاً کند و پیش بینی پذیر است و می توان با انتخاب گرید مناسب ورق استیل و یا اعمال روکش های محافظ آن را کاهش داد.

خوردگی شکافی:

خوردگی شکافی زمانی رخ می دهد که ورق استیل در معرض یک محیط خورنده ناهمگن قرار گیرد و لایه پسیو در شکاف ها، روزنه ها، اتصالات و یا زیر روکش ها آسیب ببیند. در این حالت، خوردگی به صورت محلی و عمیق در شکاف ها ایجاد می شود و امکان دارد به تخریب سازه منجر شود. این نوع خوردگی معمولاً سریع و ناپیش بینی پذیر است و می توان با طراحی مناسب، تهویه کافی، تمیز نگه داشتن سطح ورق و یا استفاده از گریدهای مقاوم تر ورق استیل آن را جلوگیری کرد.

خوردگی گالوانیک:

گالوانیک هنگامی ایجاد می شود که دو فلز با پتانسیل الکتروشیمیایی متفاوت در یک محیط خورنده و در ارتباط الکتریکی باشند. در این صورت، فلزی که پتانسیل کمتری دارد (اندوه) به عنوان آند عمل می کند و خورده می شود و فلزی که پتانسیل بیشتری دارد (باز) به عنوان کاتد عمل می کند و محافظت می شود.

خوردگی گالوانیک می تواند باعث تخریب سریع ورق استیل شود اگر با فلزاتی مانند آهن، مس، آلومینیوم و یا روی در تماس باشد. این نوع خوردگی می تواند با جدا کردن فلزات از یکدیگر، ایجاد یک محیط خشک و یا استفاده از گریدهای مقاوم تر ورق استیل کنترل شود.

خوردگی زیر لایه:

زیر لایه هنگامی ایجاد می شود که ورق با یک روکش نازک از فلز دیگری مانند مس، نیکل، کروم و یا روی پوشانده شود. در این حالت، در صورتی که روکش آسیب ببیند و محیط خورنده به ورق استیل دسترسی پیدا کند، خوردگی به صورت محلی و عمیق در زیر روکش ایجاد می شود و ممکن است باعث ترک خوردگی و یا جدا شدن روکش شود.

این نوع خوردگی می تواند با انتخاب روکش مناسب، اعمال روکش به روش های صحیح، تمیز نگه داشتن سطح ورق و یا استفاده از گریدهای مقاوم تر ورق استیل کاهش یابد.

انواع محیط های خوردگی ورق استیل

ورق استیل می تواند در برابر بسیاری از محیط های خورنده مقاومت کند. اما برخی از این محیط ها امکان دارد برای برخی از گریدهای ورق استیل بیشتر از دیگران خطرناک باشند. در این بخش به معرفی و توضیح برخی از این محیط ها می پردازیم:

• محیط های اسیدی مانند: سولفوریک، نیتریک، کلریدریک و یا اسیدهای آلی مانند استیک، فرمیک و یا اسیتیک
• محیط های قلیایی مانند: هیدروکسید سدیم، هیدروکسید پتاسیم و یا بازهای آلی مانند آمین ها
• محیط های نمکی شامل آب دریا، آبهای زیرزمینی، آبهای صنعتی و یا محلول های نمکی مانند کلرید سدیم، کلرید منیزیم و یا کلرید کلسیم

نحوه جلوگیری از خوردگی ورق استیل

استیل یکی از مقاوم ترین فلزات در برابر خوردگی است. اما برای حفظ و افزایش این مقاومت و جلوگیری از خوردگی ورق استیل باید اقداماتی انجام داد. در این بخش به برخی از این اقدامات اشاره می کنیم:

انتخاب گرید مناسب ورق استیل:

برای انتخاب گرید مناسب ورق استیل برای یک محیط خورنده خاص، باید به عواملی مانند نوع و غلظت عامل خورنده، دما، حالت جریان، تنش های مکانیکی، حضور اکسیژن و یا حضور عناصر آلیاژی مانند کروم، نیکل، مولیبدن و یا منگنز توجه کرد.

برای این منظور، می توان از جداول مقاومت خوردگی موجود در منابع معتبر استفاده کرد. به طور کلی، گریدهای با درصد بالای کروم و نیکل مقاومت بیشتری در برابر خوردگی دارند. برای مثال، ورق استیل گرید 316 (SS – 316) که حدود 16 درصد کروم و 10 درصد نیکل دارد، مقاومت بیشتری نسبت به ورق استیل گرید 304 (SS – 304) که حدود 18 درصد کروم و 8 درصد نیکل دارد، در برابر خوردگی دارد.

طراحی مناسب سازه:

به منظور جلوگیری از خوردگی ورق استیل باید در طراحی سازه به نکاتی مانند جلوگیری از ایجاد شکاف ها، روزنه ها، اتصالات و یا زیر روکش ها که می توانند محیط های خورنده ناهمگن ایجاد کنند، تهویه کافی برای جلوگیری از انباشت اکسیژن و یا نمک، انتخاب مواد مناسب برای اتصال به فلزات دیگر، جلوگیری از تنش های مکانیکی بیش از حد و یا تنش های متناوب که می توانند باعث خوردگی خستگی شوند، توجه کرد. همچنین، باید در طراحی سازه به امکان تعویض و یا تعمیر ورق استیل در صورت لزوم فکر کرد.

تمیز نگه داشتن سطح ورق استیل:

برای جلوگیری از خوردگی ورق استیل، باید سطح آن را از آلودگی های مختلفی مانند گرد و غبار، روغن و چربی، اکسیدهای آبی و مشکی، زنگ و یا مواد شیمیایی تمیز نگه داشت. این آلودگی ها می توانند باعث ایجاد خوردگی یکنواخت، شکافی، گالوانیک و یا زیر لایه شوند.

برای تمیز کردن سطح ورق استیل، می توان از روش های مختلفی مانند شستشو با آب و صابون، پاک کردن با الکل و یا استون، سنگ زنی و یا پولیش کردن با مواد ساینده، اسیدکاری و یا پاسیواسیون با اسیدهای مخصوص، استفاده کرد. باید توجه داشت که برای تمیز کردن سطح ورق استیل، باید از مواد و ابزار مناسب استفاده کرد و از آسیب رساندن به لایه پسیو جلوگیری کرد. همچنین، باید سطح ورق استیل را پس از تمیز کردن خشک کرد و از تماس با مواد خورنده جلوگیری کرد.

اعمال روکش های محافظ:

برای جلوگیری از خوردگی ورق استیل، می توان روکش های محافظی را بر روی سطح آن اعمال کرد. این روکش ها می توانند از نوع فلزی مانند مس، نیکل، کروم و یا روی، یا از نوع غیرفلزی مانند رنگ، پلاستیک، چوب و یا سرامیک باشند.

این روکش ها می توانند باعث کاهش تماس ورق استیل با محیط خورنده شوند و یا از آسیب رساندن به لایه پسیو جلوگیری کنند. برای اعمال روکش های محافظ، باید به نکاتی مانند انتخاب روکش مناسب برای محیط خورنده، اعمال روکش به روش های صحیح، تمیز نگه داشتن سطح ورق استیل قبل از اعمال روکش و یا تعویض و یا تعمیر روکش در صورت لزوم توجه شود.

جمع بندی خوردگی ورق استیل

ورق استیل یکی از محصولات پرکاربرد و مقاوم در صنعت است که به دلیل داشتن حداقل 10.5 درصد کروم در ترکیب خود، مقاومت بالایی در برابر خوردگی و زنگ زدگی دارد. این مقاومت به وجود آمدن یک لایه نازک و محافظ از اکسید کروم روی سطح ورق که به لایه پسیو معروف است، بستگی دارد.

اما این ویژگی به این معنا نیست که این ورق هیچگاه دچار خوردگی نمی شود. بلکه بسته به شرایط محیطی و عوامل خورنده موجود، ممکن است انواع مختلفی از خوردگی رخ دهد.

این انواع خوردگی می توانند شامل خوردگی یکنواخت، شکافی، گالوانیک، زیر لایه و یا خستگی باشند. برای جلوگیری از خوردگی ورق استیل ، باید اقداماتی مانند انتخاب گرید مناسب استیل برای محیط خورنده، طراحی مناسب سازه، تمیز نگه داشتن سطح ورق و یا اعمال روکش های محافظ انجام داد. این اقدامات می توانند باعث افزایش عمر و کارایی ورق استیل شوند و از تخریب سازه جلوگیری کنند.