X
تبلیغات
فنی مهندسی - خوردگي
مهندسی جوش

مكانيزمهاي تخريب مواد كه با شرايط محيطي تشديد ميگردند در صنايع مختلفي به وقوع ميپيوندند. يكي از اين مكانيزمها حمله هيدروژني در دماي بالاست كه ميتواند باعث شكستهاي بسيار مخربي گردد لذا بايد توجه ويژه اي در زمينه منشا حمله هيدروژني، انتخاب مواد و بويژه انتخاب روش بازرسي مناسب به منظور تشخيص به موقع و مراقبت وضعيت مناسب تجهيزات مستعد حمله هيدروژني صورت گيرد.
حمله هيدروژني در دماي بالا در اثر واكنش بين هيدروژن اتمي با كربن و تشكيل متان اتفاق ميافتد.


Fe3C+2H2-->CH4+3Fe


در دما و فشار بالا هيدروژن اتمي به سرعت در ديواره مخازن تحت فشار نفوذ ميكند. ميزان فشار گاز متان توليد شده در اثر اين واكنش تابعي است از دما ،فشار جزيي هيدروژن و شرايطي كه باعث ناپايداري كاربيد ميشود. فشار گاز متان باعث رشد حفرات از از مناطق جوانه زني آنها در راستاي مرزدانه ها ميگردد.در اثر تشكيل متان در فولاد، استحكامژ و چكشخواري آن كاهش ميابد. نرخ تخريب خواص ماده به فشار متان، نرخ خزش و نسبت مرزدانه هاي گسسته شده بستگي دارد. در دما و تنش بالا ممكن است مكانيزمهاي حمله هيدروژني و خزش با يكديگر تركيب شوند، چرا كه هردو مكانيزم در اثر تشكيل و رشد حفرات در مرزدانه ها ايجاد ميشوند. در يك دما و فشار جزيي هيدروژن مشخص، حمله هيدروژني ابتدا در مناطقي اتفاق ميافتد كه بيشترين ناپايداري كاربيد را دارند. اين مناطق اغلب  ناحيه جوش و نواحي اطراف آن را شامل ميشوند. در اغلب كاربردها رشد فشار جزيي هيدروژن به اندازه كافي بالا هست كه باعث پيشرفت حمله هبدروژني در قسمت قابل توجهي از ضخامت قطعه شود. نتيجه اين پديده كاهش نسبتا شديد زمان رشد حمله هيدروژني از سطح به نيمه ضخامت قطعه ميباشد. بنابراين ما با يك كاهش قابل توجه در خواص ماده روبرو ميشويم كه مبتواند باعث پارگي سريع باقيمانده ضخامت قطعه در اثر اعمال بار بيش از حد تحمل ضخامت باقيمانده گردد. اگر كاربيدهاي ناپايدار درون ضخامت ديواره قطعه وجود داشته باشند، حمله هيدروژني ميتواند بخ جاي سطح از اين نواحي آغاز گردد.
در صورتيكه فشار جزيي هيدروژن كم باشد، حمله هيدروژني تنها در ناحيه باريكي از سطح قطعه اتفاق ميافتد. اين بدان معنيست كه در مواد همگن حمله هيدروژني در دماي بالا با سرعت كمي در ضخامت قطعه پيشرفت ميكند. شرايط بحراني براي ايجاد حمله هيدروژني هنگامي است كه كاربيدهاي ناپايدار در زمينه وجود داشته باشد، بخصوص وقتي كه علاده براين كاربيدها ،ناپيوستگيها (عيوب) و نواحي با تنش بالا نيز وجود داشته باشند. در اين نواحي، تنش بالا و تغييرات نتشي ميتواند باعث ايجاد ميكروتركها شده و نفوذ هيدروژن را با فشار عملياتي به درون قطعه تسهيل نمايد.
نتيجه اين حالت ايجاد حمله هيدروژني بصورت موضعي ميباشد. در اين حالت ميكروتركها همانند ماكروتركها جهت گيري و رشد ميكنند و در نتيجه تخريب تحت اين شرايط ناشي از نشتي ايجاد شده در اثر رشد ترك خواهد بود. هرچند كه احتمال ايجاد شكست ناگهاني همواره جود دارد.

         

+ نوشته شده در  دوشنبه بیست و یکم خرداد 1386ساعت 14:38  توسط روح اله سیاهپوش  | 
 

خوردگی ( Corrosion )

خوردگی اصطلاحی است که به فساد فلزات از طریق ترکیب فلز با اکسیژن وسایر مواد شیمیایی انجام می شود.

زنگ زدن ( Rusting )

زنگ زدن فقط در مورد اکسید شدن آهن وآلیاژهای آهنی در هوای خشک یا مرطوب به کار می رود که محصول خوردگی از جنس هیدرات فریک یا اکسید فریک است .

این فلزات شامل فلزات قلیایی و قلیایی خاکی هستند که وقتی اکسید شوند حجم قشر اکسید تشکیل شده متخلخل بوده و مانعی جهت نفوذ اکسیژن به داخل قشر اکسید نیست و اکسید خاصیت چسبندگی به فلز ندارد. به طور خاص سدیم وپتاسیم در حرارت های عادی و متعارفی میل ترکیبی شدیدی با اکسیژن دارند ولی در درجات حرارت خیلی کم اکسید شدن به تاخیر می افتد و اکسید تشکیل شده در این حالت خاصیت چسبندگی دارد.

 آلومينيوم ، فلزی نرم و سبک ، اما قوی است، با ظاهری نقره‌ای - خاکستری٬ مات و لایه نازک اکسیداسیون که در اثر برخورد با هوا در سطح آن تشکیل می‌شود، از زنگ خوردگی بیشتر جلوگیری می‌کند. وزن آلومینیوم تقریبأ یک سوم فولاد یا مس است . چکش خوار ، انعطاف پذیر و به راحتی خم می‌شود. همچنین بسیار بادَوام و مقاوم در برابر زنگ خوردگی است. بعلاوه ، این عنصر غیر مغناطیسی ، بدون جرقه ، دومین فلز چکش خوار و ششمین فلز انعطاف‌پذیر  است.

  

خواص فیزیکی

حالت ماده

جامد

نقطه ذوب

933.47 K (1220.58 °F)

نقطه جوش

2792 K (4566 °F)

گرمای تبخیر

293.4 kJ/mol

گرمای هم جوشی

10.79 kJ/mol

فشار بخار

2.42 E-06 Pa at __ K

سرعت صوت

5100 m/s at 933 K

خواص اتمی

وزن اتمی

26.981538 amu

شعاع اتمی (calc.)

125 (118) pm

شعاع کووالانسی

118 pm

شعاع وندروالس

اطلاعات موجود نیست

ساختار الکترونی

Ne]3 s<SUP>2 3p<SUP>1]

-e بازای هر سطح انرژی

2, 8, 3

درجه اکسیداسیون اکسید

3 (آمفوتریک)

ساختار کریستالی

مکعبی face centered

 

 

 

 

 

 

 

 

 

آلومینیوم از جمله جدیدترین مصالح ساختمانی است که در آغاز قرن 20 یک فلز نسبتا کمیاب بود و این روزها از متداولترین فلزات است که به صورت آلیاژی و غیر آلیاژی به کار می رود .

 ویژگی های عمومی خوردگی :

آلومینیوم یک فلز پست ( فعال ) است که با محیط اطراف میل ترکیبی شدیدی دارد . یعنی سطح آلومینیوم در معرض هوا به سرعت از یک لایه نازک اکسید آلومینیوم حدود 0.01 میکرومتر پوشیده می شود که فلز را از حمله بعدی خوردگی محافظت می کند . معادله زیر به معادله لگاریتمی معکوس معروف است که در مورد خوردگی و اکسید شدن فلزاتی نظیر آلومینیوم به کار می رود : 

1/y = 1/y<SUB>0 – k<SUB>9( Ln[a(t-t<SUB>0)+1])

 

   y<SUB>0  : ضخامت قشر اکسید در بدو آزمایش

t<SUB>0  : زمان آزمایش در بدو شروع

k<SUB>9  : ثابت                                            

این معادله در مورد اکسید شدن آلومینیوم د ردرجه حرارت معمولی و اکسیژن خشک صادق است . هم چنین د راین فلز و در فلز زیرکونیوم رشد فیلم به روش اکسید شدن آنودیک از این معادله پیروی می کند . وقتی آلومینیوم د رمجاورت اکسیژن خالص و خشک قرار می گیرد بین اکسیژن وآلومینیوم یک نوع پیل الکتریکی موضعی تشکیل می شود که سبب رشد فیلم می شود .

 خوردگی یکنواخت :

خوردگی یکنواخت فلز آلومینیوم در فضای باز معمولا قابل اغماض است . محلول های دارای PH خارج از دامنه اثر ناپذیری در نمودار پتانسیل PH سبب خوردگی مواد ساخته شده از آلومینیوم می شوند. ملاط تازه تهیه شده هم قلیایی است ولذا خورنده آلومینیوم است از این رو برای اجتناب از گسترش مناطق حک شده در سطح فلز باید مراقبت شود که از پخش شدن ملاط جلوگیری شود . سطوح آلومینیومی که در تماس با بتون تازه هستند حتما در آغاز زدوده می شوند ولی به زودی با تشکیل اندود آلومینات کلسیم برروی آن ها از خوردگی بعدی جلوگیری   می شود.

 

تشکیل حفره :

در اتمسفرهای باز آلوده ٬ حفره های کوچکی تشکیل می شوند که با چشم قابل رویت نیستند . روی این حفره ها جرم های کوچک محصولات خوردگی معمولا اکسید آلومینیوم و هیدروکسید آلومینیوم هستند ٬ تشکیل می شوند . حفره های کم عمق معمولا اثر چندانی بر استحکام مکانیکی ساختمان ها ندارند ٬ با این وجود جلای درخشنده فلز به تدریج از بین می رود و به جای آن اندود خاکستری – زنگاری محصولات خوردگی ظاهر می شود. اگر اتمسفر حاوی دوده فراوان باشد دوده توسط محصولات خوردگی جذب و رنگ زنگاری تیره ایجاد می شود .

اگر آلومینیوم به طور دائم در معرض آب قرار گیرد حفره دار شدن آن خیلی جدی خواهد بود . به خصوص اگر آب راکد باشد حضور اکسیژن وکلرید و یا یون های دیگر هالید ها تعیین کننده وجود حمله و شدت حمله خواهد بود . اگر یون های HCO<SUB>3 و Cu<SUP>2+وجود داشته باشند خطر حفره دار بودن بیشتر خواهد بود البته مشروط بر این که پتانسیل تشکیل حفره بالا رود . بیرون حفره واکنش کاتدی انجام می گیرد که کنترل کننده سرعت تشکیل حفره است .

 خوردگی دو فلزی :

چون آلومینیوم یک فلز پست است خطر خوردگی دو فلزی در تماس مستقیم آن  با یک فلز نجیب تر مثل فولاد وجود دارد . ولی شرط وقوع حمله ٬ حضور یک الکترولیت در نقطه تماس است . لذا خوردگی دو فلزی در فضای بسته خشک به وجود نمی آید و خطر حمله خوردگی دو فلزی در اتمسفر باز وجود دارد . البته این نوع خوردگی روی سطحی که با دوده آلوده شده باشد هم پیش می آید .

 خوردگی شکافی:

نوعی خوردگی شکافی در آلومینیوم در حضور آب پیش می آید نتیجه این خوردگی شکافی می تواند تشکیل اکسید آلومینیوم باشد که به صورت لکه های آب سبب بی رنگ شدن سطح می شود . زدودن لکه هاب آب دشوارو احتمالا غیر ممکن است .

 خوردگی لایه ای :

خوردگی لایه ای که به خوردگی پوسته شدن هم معروف است بیشتر به موادی که غلتک می خورند یا روزن ران می شوند ازنوع AlCuMg و AlZnMg محدود می شود . مکان حمله د رلایه های موازی نازک در جهت حرکت به جلو بوده است  و سبب می شود که رویه های فلزی که مورد حمله قرار گرفته اند از هم جدا شده و یا تاول هایی بر سطح فلز ایجاد شود . خوردگی لایه ای با  قرار گرفتن فلز در آب راکد و یا اتمسفر در یایی هم به وجود می آید و مقاومت در برابر خوردگی لایه ای هم از روی عملیات پیر سازی تعیین می شود .

یكی دیگر از خواص مشخصه آلیاژهای آلومینیوم مقاومت در مقابل خوردگی است. آلومینیوم خالص وقتی كه در هوا قرار گیرد بلافاصله با یك لایه چسبنده اكسید آلومینیومی پوشیده می‌شود، این لایه پوششی، مانع خوردگی می‌گردد. اگر در اثر سائیدگی این لایه كنده شود بلافاصله دوباره تشكیل می‌گردد. ضخامت این لایه نازك طبیعی در حدود 025/0 میكرون (یك میكرون = یك هزارم میلی‌متر) است، با این وجود بقدری محكم است كه مانع موثری در مقابل اغلب مواد خورنده محسوب می‌گردد.
البته برخی از آلیاژهای خاص آلومینیوم نسبت به دیگران مقاومتر است. برای مثال گروه آلیاژهای Al-mg مخصوصاً در مقابل هوا و آب دریا مقاوم است. از طرف دیگر آلیاژهای آلومینیوم حاوی مس یا روی از نظر مقاومت خوردگی ضعیف‌تر و از نظر استحكام   مكانیكی قویتر می‌باشد.                           
روش های زیر در جلوگیری از خوردگی به کار می رود :

حفاظت کاتد ی:

مصالح آلومینیوم غوطه ور در آب را می توان به روش حفاظت کاتدی در مقابل تشکیل حفره حفظ کرد. برای این کار پتانسیل  الکترودی را تا مقدار زیر پتانسیل تشکیل حفره جسم در محیط مورد نظر پایین می آورند٬ با وجود این گاز هیدروژن می تواند در کاتد تشکیل شود که نتیجه آن بالا رفتن مقدار PH است  . هرگاه PH بسیار بالا رود آلومینیوم احتمالا مورد حمله قرار می گیرد لذا از حفاظت اضافی آن باید اجتناب کرد .

 لایه اکسید تشکیل شده در سطح آلومینیوم در معرض هوا از خصلت حفاظتی خوبی برخوردار است اما این لایه اکسید را می توان با برقکافت ضخیم تر کرد . این کار را آندی کردن می گویند و اکسیدی که به این ترتیب تشکیل می شود اندود اکسید آندی نامیده می شود . با آندی کردن فلز مقاومت در برابر خوردگی افزایش می یابد ضمن اینکه سطح با قرار گرفتن  در فضای باز ظاهر جدیدی پیدا خواهد کرد . در موقع آندی کردن  آلومینیوم شی فلزی اند پیل الکترولیتی را تشکیل می دهد . اندود اکسید آندی که طی برقکافت ایجاد می شود شامل یک لایه فشرده به صورت سد در نزدیک سطح فلز و لایه دیگری با منافذ ریز بر روی آن است .

 رنگ کاری :

مصالح آلومینیومی را برای فضای باز مثل ساختمان ها نیاز به رنگ مقاوم به خوردگی ندارند . خوردگی اتمسفری ان قدر شدید نیست که بر مقاومت ساختمان اثر گذارد . در هر حال رنگ کردن آلومینیوم بیشتر به منظور زیبا سازی انجام  می شود.

اگر مقاومت طبیعی آلومینیوم برای بعضی از محیط‌ها كافی نباشد در آن صورت روش هایی وجود دارد كه بتوان مقاومت آن را افزایش داد. برخی از این روشها عبارتند از: پوشش دادن با آلومینیم ٬ آندایزه کردن یا آبکاری ٬ پوشش سخت دادن ومحافظت کاتدی .  

پوشش آلومینیومی دادن Alcladding:

بطور كلی آلیاژهای آلومینیوم با استحكام زیاد از نظر خوردگی كم مقاومترین آنها محسوب می‌گردند. این مطلب بخصوص در مورد آلیاژهای حاوی درصدهای زیاد مس یا روی صادق است. از طرف دیگر مقاومت به خوردگی آلومینیوم خالص بسیار زیاد است. پوشش آلومینیومی دادن یكی از روش های افزایش مقاومت خوردگی به یك آلیاژ با استحكام زیاد است. در این فرآیند یك لایه آلومینیوم خالص به سطح آلیاژ مورد نظر متصل شده و در نتیجه در مجموعه خواص مورد نظر حاصل می‌شود. این روش مخصوصاً در محصولات ورقه‌ای مناسب است.

آندایزه كردن (آبكاری) Anodizing:

در این روش از مقاومت زیاد در مقابل خوردگی لایه پوششی كه بلافاصله بر روی سطح آلومینیوم تازه بریده شده تشكیل می‌گردد استفاده می‌شود. همانگونه كه قبلاً ذكر گردید این لایه عامل مقاومت به خوردگی طبیعی این فلز است. آندایزه كردن در واقع یك نوع ضخیم كردن لایه اكسیدی به ضخامت تا چندین هزار برابر ضخامت لایه اكسید طبیعی است. نتیجه عمل، لایه‌ای است سخت با ضخامت حدود 5/25 میكرون بر تمام سطح آلومینیوم كه علاوه بر مقاومت به خوردگی در مقابل سایش نیز استحكام كافی دارد. آندایزه كردن یك روش الكتریكی است كه انواع مختلف آن اساساً از نظر محلولی كه فلز در آن مورد عمل قرار می‌گیرد و ضخامت لایه اكسیدی حاصل، فرق می‌نماید. از این طریق پوشش دادن علاوه بر حفاظت سطحی گاهی به منظور تزئینی نیز استفاده می‌گردد اگر فلز آندایزه شده را با انواع رنگهای مختلف پوشش دهند رنگ حاصل تقریباً بصورت قسمتی از اكسید سطحی بدست می‌آید.

 تاول زدن سطح قطعات آلومینیمی در هنگام عملیات حرارتی :

عواقب نفوذ هیدروژن بداخل مذاب از طریق واکنش سطحی مذاب با بخار آب در ریخته گری کاملا مشخص است. یک چنین واکنشی ممکن است در خلال عملیات حرارتی انحلال نیز با آلومینیوم جامد انجام گیرد که منجر به جذب اتم های هیدروژن شود. این اتم ها می توانند در حفره های داخلی با هم ترکیب شده و تشکیل مجموعه های گاز ملکولی دهند. در اثر حرارت دادن ماده فشار گازی موضعی ایجاد می شود و با توجه به اینکه در این دماهای بالا فلز دارای پلاستیسیته نسبتا زیادی است این امر منجر به تشکیل تاولهای غیر قابل جبران سطحی می گردد.  
تاولهای ایجاد شده بر سطح قطعات آلیاژ آلومینیومی عملیات حرارتی شده در محیط مرطوب حفره های داخلی که این تاولها در آنجا ایجاد می شوند از تخلخل های اولیه شمش که از بین نرفته اند ترکیبات بین فلزی که در خلال تغییر شکل ترک خورده اند و احتمالا خوشه های مکانهای خالی اتمی در شبکه که ممکن است در اثر حل شدن رسوبات یا ترکیبات حاصل شده باشند ناشی می شوند. در این گونه موارد وجود تاولی که باعث خرابی ظاهر سطحی قطعه می گردد ممکن است تاثیر برروی خواص مکانیکی قطعات بگذارد. در هر حال بیش از حد گرم کردن قطعه منجر به تاول زدن می گردد زیرا هیدروژن به آسانی می تواند توسط مناطق ذوب شده جذب گردد که در این صورت مساله جدی تر می شود و باعث مردود شدن قطعه کار   می گردد.
از آنجائی که حذف کامل حفره های داخلی در محصولات کار شده مشکل است ٬ لازم است مقدار بخار آب موجود در محیط کوره را به حداقل رسانید.اگر این امر امکان پذیر نباشد در آن صورت ورود یک نمک فلورایدی بداخل کوره در خلال عملیات حرارتی قطعات حساس می تواند از طریق کاهش واکنش سطحی قطعه با بخار آب مفید واقع شود.

منابع :

1) مبانی تکنولوژی خوردگی / اینار ماتسون / ترجمه عسگر هورفر  

2) خوردگی فلزات و جلوگیری از آن / مهندس محمد تقی علیزاده طوسی

3) اینترنت

+ نوشته شده در  یکشنبه بیستم خرداد 1386ساعت 13:8  توسط روح اله سیاهپوش  | 
خوردگی از 8 روش می تواند به سطوح فلزی حمله کند . هشت دلیل موجه برای به کارگیری کامپوزیت ها در سازه های نظامی و غیرنظامی . این 8 روش عبارتند از :

حمله یکنواخت Uniform Attack

در این نوع خوردگی که متداول ترین نوع خوردگی محسوب می شود ، خوردگی به صورتی یکنواخت به سطح فلز حمله می کند و به این ترتیب نرخ آن از طریق آزمایش قابل پیش بینی است .

خوردگی گالوانیک Galvanic Corrosion

این نوع خوردگی وقتی رخ می دهد که دو فلز یا آلیاژ متفاوت ( یا دو ماده متفاوت دیگر همانند الیاف کربن و فلز ) در حضور یک ذره خورنده با یکدیگر تماس پیدا کنند . در منطقه تماس ، فرایندی الکترو شیمیایی به وقوع می پیوندد که در آن ماده ای به عنوان کاتد عمل کرده و ماده دیگر آند می شود . در این فرآیند کاتد در برابر اکسیداسیون محافظت شده و آند اکسید می شود .

خوردگی شکافی Crevice Corrosion

این ساز و کار وقتی رخ می دهد که یک ذره خورنده در فاصله ای باریک ، بین دو جزء گیر کند . با پیشرفت واکنش ، غلظت عامل خورنده افزایش می یابد . بنابراین واکنش با نرخ فزاینده ای پیشروی می کند.

آبشویی ترجیحی Selective Leaching

این نوع خوردگی انتخابی وقتی رخ می دهد که عنصری از یک آلیاژ جامد از طریق یک فرآیند خوردگی ترجیحی و عموما ً با قرار گرفتن آلیاژ در معرض اسیدهای آبی خورده می شود . متداول ترین مثال جدا شدن روی از آلیاژ برنج است . ولی آلومینیوم ، آهن ، کبالت و زیرکونیم نیز این قابلیت را دارند .

خوردگی درون دانه ای Intergranular Corrosion

این نوع خوردگی وقتی رخ می دهد که مرز دانه ها در یک فلز پلی کریستال به صورت ترجیحی مورد حمله قرار می گیرد . چندین عامل می توانند آلیاژی مثل فولاد زنگ نزن آستنیتی را مستعد این نوع خوردگی سازند . از جمله حضور ناخالصی ها و غنی بودن یا تهی بودن مرزدانه از یکی از عناصر آلیاژی .

خوردگی حفره ای Pitting Corrosion

این نوع خوردگی تقریبا ً همیشه به وسیله یون های کلر و کلرید ایجاد می شود و به ویژه برای فولاد ضد زنگ بسیار مخرب است ؛ چون در این خوردگی ، سازه با چند درصد کاهش وزن نسبت به وزن واقعی اش ، به راحتی دچار شکست می شود . معمولا ً عمق این حفرات برابر یا بیشتر از قطر آنهاست و با رشد حفرات ، ماده سوراخ می شود .

خوردگی فرسایشی Erosion Corrosion

این نوع خوردگی وقتی رخ می دهد که محیطی نسبت به یک محیط ثابت دیگر حرکت کند ( به عنوان نمونه مایع یا دوغابی که درون یک لوله جریان دارد ) یک پدیده مرتبط با این گونه خوردگی ، سایش Fretting است که هنگام تماس دو ماده با یکدیگر و حرکت نسبی آنها از جمله ارتعاش به وجود می آید . این عمل می تواند پوشش های ضد خوردگی را از بین برده و باعث آغاز خوردگی شود .

خوردگی تنشی Stress Corrosion

این نوع خوردگی وقتی رخ می دهد که ماده ای تحت تنش کششی در معرض یک محیط خورنده قرار گیرد . ترکیب این عوامل با هم ، ترک هایی را در جزء تحت تنش
+ نوشته شده در  پنجشنبه سوم خرداد 1386ساعت 12:41  توسط روح اله سیاهپوش  | 
خوردگی بین دانه ای                          (intergranular corrosion)

 

همانطور که میدانیم فولاد های زنگ نزن به گروهی از  فولاد ها اطلاق میشود که دارای آنالیز شیمیایی زیر باشند:

1)    درصد کربن :                   حداکثر 1.2 %

3) درصد کرم:                      حداقل 11 %

2) درصد نیکل :                    به همراه کروم باید موجود باشد

4) سایر عناصر آلیاژی:           ناچیز

 

با توجه به کاربرد زیاد و وسیع این خانواده آلیاژ اهنی در صنعت (مخازن تحت فشار, دریچه سد, بویلر های حرارتی و ترکیبی و ...) و استفاده از پروسه های مختلف جوشکاری جهت ساخت بر روی اینگونه فلزات در حین انجام فرایند با مشکلات خاصی مواجه میشویم از جمله خوردگی بین دانه ای , میکرو فیشر ها, تمهیدات خاص جوشکاری و .....

یکی از مشکلات جوشکاری فولاد های زنگ نزن که اکثرا  در حین عملیات جوشکاری با آن مواجه میشویم خوردگی  بین  دانه    است که این نوع خوردگی بیشتر در منطقه متاثر از حرارت (HAZ) و منطقه جوش اتفاق می افتد و تا کنون باعث خسارات و زیانهای زیادی به صنعت شده است .

 

* خوردگی بین دانه ای چیست ؟

 

همانطور که  میدانیم فولاد های زتگ نزن دارای کروم بالایی هستند . هنگامی که یک قطعه از جنس فولاد مذکور تحت عملیات جوشکاری قرار میگیرد بین دمای )  428الی 870 درجه سانتی گراد )  که این منطقه به منطقه حساس یا  (sensitivey) موسوم است کروم های موجود در نواحی مرز دانه با  کربن ترکیب  شده و تولید یک ترکیب غیر فلزی(cr23c6) یا کاربید کروم مینماید  .

به وجود آمدن این ترکیب که به کاربید کروم موسوم است باعث فقیر شدن کروم اطراف مرز دانه  میشود و با توجه به اینکه کروم به خوردگی مقاوم است ولی کاربید کروم مقاومتی در مقابل خوردگی ندارد پس بعد از بروز این تحولات مرز دانه فولاد که فقیر از کروم است  به خوردگی حساس شده و  باعث تخریب این جوش میشود. در این حالت دانه های فولاد و کاربید کروم به عنوان کاتد عمل نموده و مناطق فقیر از کروم به عنوان آند عمل نموده که به این حالت پوسیدگی جوش یا (weld decay) هم موسوم است.

* فاکتور های موثر بر پوسیدگی جوش یا همان خوردگی بین دانه ای

1 –  ضخامت  قطعه کار  (thickness)

با کاهش ضخامت  قطعه کار خوردگی بین دانه ای  کاهش خواهد یافت

2 -  زمان جوشکاری     (time welding)

با افزایش مدت زمان جوشکاری خوردگی بین دانه ای افزایش خواهد یافت

3 -  سرعت جوشکاری  (speed welding)

با افزایش سرعت جوشکاری خوردگی بین دانه ای کاهش خواهد یافت

 

* روشهای جلوگیری از خوردگی بین دانه ای

1 – استفاده از عملیات حرارتی

2 -  استفاده از عناصر آلیاژی در حین تولید مراحل فولاد سازی

3 – استفاده از فولاد های زنگ نزن پایدار شده  (stabilized)

4 -  کاهش میزان درصد کربن , همانند  فولاد های   ۳۰۴L , ۳۰۶L   

5- استفاده از سیکلهای گرمایشی و پسگرمایشی کنترل شده حین جوشکاری

+ نوشته شده در  دوشنبه سی و یکم اردیبهشت 1386ساعت 17:20  توسط روح اله سیاهپوش  |