بخشی از مقاله
انواع خوردگي (CORROSION) و آشکارسازي آن در صنايع هواپيمايي
چکيده
بحث خوردگي در صنايع هوايي از زمان ساخت هواپيما هاي اوليه مطرح بوده و اکنـون نيـز از اهميـت بـالايي در ايـن صـنايع برخـوردار است .درساخت قطعات مورد استفاده در صنايع هوايي از آلياژها و فلزات گوناگون استفاده مي شود.اين آلياژها و فلزات زماني که در شرايط مطلوب و مساعد خوردگي قرار مي گيرند شروع به تجزيه شدن در عناصر متاليـک شـبيه بـه اکسـيدها، هيدروکسـيدها و سـولفاتها مـي کنند.در واقع خوردگي اثر متقابل فعل و انفعالات شيميايي فلزات با محيط پيرامون آنهاست .همانطور که ساختار آلياژهاي فلزي به تـدريج پيچيده تر و در مقابل خوردگي مقاومتر مي شوند به همان ميزان با شرايط محيطي بدتر و دشوارتري مواجه مي شوند.بايـد هميشـه و در همه حال به ياد داشت که جلوگيري از خوردگي يک تلاش مداوم و مستمري است که هرگز به پايان نخواهد رسيدو هميشه اين تلاش در حال رشد و تکامل است .خوردگي بايستي آشکارسازي شده و تا حد امکان به سرعت برطرف گرددتا از ميـزان خسـارات وارده بـه قطعـات جلوگيري شود.اين عمل در صنايع هواپيمايي از اهميت بسيار زيادي برخوردار است .توجه به اين نکته ضروري است که تنها با کـم کـردن تغييرات محيطي و شرايط پيرامون فلزات مي توان حملات خورنده روي سطوح را کاهش داد. خوردگي در صنايع هواپيمايي به شـکلهاي مختلفــي بــروز مــي کنــد.شــامل : CONCENTRATION CELL CORROSION، GALVANIC CORROSION،OXYGEN CONCENTRATION CELL CORROSION ،FILLIFORM CORROSION و INTERGRANULAR CORROSION. البته بايد يـاد آور شد که تقسيم بندي خوردگي بيش از موارد ياد شده است .در اين مقاله سعي برآن است که انواع خوردگي ياد شده مخصوصا"نوع اول مورد بررسي قرار گرفته و به نقش حايز اهميت تستهاي غير مخرب N.D.T درآشکارسازي آنها پرداخته شود.
مقدمه
ساليانه ميليونها دلار فقط صرف خوردگي و فعاليتهاي جلوگيري از آن مي شود .بيشترين سهم در رابطه با خوردگي آهن و فولاد است ، گرچه در فلزات ديگر نيز خوردگي ايجاد مي شود.همانطور که مي دانيم هر جا بحث خوردگي به ميان مي آيد صحبت از وجود نم و رطوبت است .اکثر فلزات زماني که در مجاورت با آب (هواي مرطوب )-اسيدها- بازها-نمکها-روغنها- و ديگر مواد شيميايي مايع يا جامد قرار مي گيرند دچار خوردگي مي شوند .فلزات در مجاورت با مواد گازي شکل مثل بخارات اسيد – گازهاي آمونياک –گاز فرمالدئيد(HCHO) نيز دچار خوردگي خواهند شد.
اصول خوردگي
به طور کلي خوردگي امري اجتناب ناپذير است که صنايع مختلف از جمله صنايع هوايي با آن مواجه است و مي توان با يک برنامه درست تعمير و نگهداري و بازرسي به موقع و هدفمند مخارج ناشي از آن را به ميزان قابل ملاحظه اي کاهش داد.خوردگي به طور مشخص به پروسه اي اطلاق مي شود که در طي آن ساختار و ترکيب فلزات از هم پاشيده و رو به زوال و نابودي مي روند.بهترين و ساده ترين مثال ، زنگ خوردگي يک قطعه ي فولادي است .زماني که اتمهاي يک فلز در معرض مولکولهاي آب موجود در يک محيط قرار مي گيرند ؛ الکترونهاي خود را آزاد مي کنند و تبديل به يونهاي باردار مثبت مي شوند و به اين ترتيب ايجاد يک مدار کامل الکتريکي مي کنند .اين فعل و انفعالات مي تواند با متمرکز شدن روي يک محل ايجاد حفره ( Pit) و در بعضي موارد ايجاد ترک (Crack) نمايد.
به طور کلي مي توان عواملي را که در پروسه ي خوردگي حائز اهميت هستند به دو گروه عمده تقسيم کرد :
١-عواملي که به طور موثر به فلز مربوط مي شوند.
٢-عواملي که به طور موثر به محيط بر مي گردند.
عواملي که به فلز مربوط مي شوند عبارتند از :
١- پتانسيل الکتريکي موثر يک فلز در محلول
٢- همجنسي فيزيکي و شيميايي سطح فلز
٣- توانايي ذاتي براي تشکيل يک لايه محافظ غير حلال
عواملي که به محيط بر مي گردند عبارتند از :
١- غلظت يون هيدروژن (PH) در محلول
٢- نفوذ اکسيژن در محلول مجاور به فلز
٣- ساختار و غلظت يونهاي ديگر در محلول
٤- ميزان جريان و شار محلول در تماس با فلز
٥- توانايي محيط براي تشکيل يک لايه ته نشين محافظ روي سطح فلز
٦- درجه ي حرارت
٧- سيکل تنش (خوردگي خستگي )
٨- تماس بين فلزات
ماهيت خوردگي
همانطور که گفته شد خوردگي به طور معمول وابسته به فرآيندهاي شيميايي است که پيوندهاي شيميايي را شکسته و خوردگي را ايجاد مي کند.محيطهاي شيميايي شکست و سايش را تشديد مي کنند و بالعکس محصولات سايش باعث توليد رسوباتي مي شود که فرآيند هاي خوردگي را تشديد مي کنند .به احتمال زياد بشر از زمان استفاده از اشياء فلزي سعي در شناخت و کنترل خوردگي داشته است .خسارت خوردگي مي تواند به طور موضعي به يک سوراخ يا برخي اوقات به يک ترک اطلاق گردد و يا مي تواند در ناحيه ي وسيعي پخش شده و سبب ضايعات کلي شود .
روشهاي آشکار سازي خوردگي
انواع خوردگي از نظر آشکار سازي به سه گروه اصلي تقسيم مي شوند .
١-خوردگيهايي که با چشم غير مسلح قابل تشخيص هستند .
٢-خوردگيهايي که با استفاده از وسائل کمکي و روشهاي ويژه قابل تشخيص هستند .همانند استفاده از روش تست مواد نافذ (P.T)– تست ذرات مغناطيسي (M.T) يا وسايل کمکي مثل انواع ذره بينها و ميکروسکوپها.
٣-خوردگيهايي که فقط با ميکروسکوپها ي نوري يا الکتروني قابل تشخيص هستند .
انواع خوردگي از نظر شکل ظا هري و اثرات :
١- خوردگي يکنواخت (Uniform Corrosion)
اين نوع خوردگي در مقايسه با انواع ديگر کمترين خطر را داشته و ازنقطه نظر بازرسي نسبتا قابل تشخيص بوده و اثرات آن نيز قابل پيش بيني است .نمونه اي از اين خوردگي در( شکل ١) نشان داده شده است .
٢- خوردگي حفره اي (Pitting Corrosion) [١]
در اين خوردگي حفره يا سوراخهايي در سطوح فلزات ايجاد مي شوند .اين نوع خوردگي اهميت بيشتري نسبت به نوع قبل (خوردگي يکنواخت ) دارد و آشکار سازي ، پيش بيني و مبارزه با آن مشکل تر است .يک حفره ناچيز با کمترين تلفات فلزي مي تواند منجر به تخريب کل يک سيستم گردد.
برخي از عوامل موثر در پيدايش خوردگي عبارتند از :
- صدمات شيميايي يا مکانيکي موضعي وارده به لايه ي اکسيدي محافظ .
- عوامل شيميايي آب که مي توانند سبب تجزيه ي لايه ي پسيو(Passive) شوند.
- صدمه ي موضعي به پوشش محافظ يا استفاده از پوششهاي حفاظتي ضعيف .
- وجود عدم يکنواختي در ساختار فلزي (وجود آخالهاي غير فلزي )
اهميت اين نوع خوردگي با ضخامت قطعه ي خورده شده نيز مرتبط است .به اين معني که هر چه ضخامت قطعه نازکتر باشد يا مقاطع خورده شده نازک باشند مي تواند خطرناکتر باشد .اين نوع خوردگي (شکل ٢) را مي توان به وسيله ي روشهاي مختلفي نظير بازرسي چشمي ساده يک نمونه ي خورده شده يا تحت پايش شناسايي کرد .لازم به يادآوري است که در فرآيند بازرسي و آشکارسازي بايد به اين نکته توجه داشت که قطعات وسيستمهاي داراي اهميت بيشتر، در درجه ي اول بازرسي قرار گيرند تا اثرات مخرب ناشي از خوردگي در آنها کاهش يابد.
٣- خوردگي بين دانه اي( Intergranular Corrosion)[١]
خوردگي بين دانه اي شکلي از خوردگي موضعي است که در آن مسير باريکي ترجيحا در امتداد مرز دانه هاي يک فلز خورده مي شوند .اين نوع خوردگي (شکل ٣) بر روي سطح ايجاد شده و به وسيله ي واکنش سلول محلي ايجاد شده در مجاورت يک مرز دانه پيشرفت مي کند .
هر چند جزئيات مکانيزم خوردگي بين دانه اي با سيستم فلزي تغيير مي کند ، ولي ظاهر فيزيکي آن در مقياس ميکروسکپي براي اکثر سيستمهاي يکسان مي باشد .اثرات اين شکل از خوردگي بر خواص مکانيکي ممکن است بسيار مخرب باشد .عوامل خوردگي
