|
پایان نامه : بررسی خوردگي و اكسيداسيون فلزات (چدن‌ها ، فولاد‌ها و آلومينيوم هاو مقايسه بین آنها)
در اکثر کاربردهاي مهندسي که مقاومت شيميايي بالايي موردنياز است ، قيمت و مقاومت خوردگي مهمترين فاکتورها مي باشند. اگرچه در کاربردهاي معماري غالباً ظاهر مهمترين مسئله است. قابليت توليد که نشان دهنده سهولت شکل دادن جوشکاري و عمليات مکانيکي ديگر است نيز بايستي در نظر گرفته شود. در کاربردهاي مهندسي ، رفتار مکانيکي يا استحکام نيز مهم است و حتي در مواردي که انتخاب براي مقاومت در برابر خوردگي صورت مي گيرد بايستي در نظر باشد. در مورد بعضي مواد بسيار مقاوم در برابر خوردگي مثل : طلا ، پلاتين و بعضي آلياژهاي سوپر غالباً مسئله موجود بودن اين مواد ، عامل تعيين کننده مي باشد. در بعضي موارد زمان تحويل سفارش قطعاتي از فلزات و آلياژهاي خيلي خاص طولاني است بطوريکه ممکن است از کاربرد آنها صرفنظر شود. جنبه هاي مهندسي مقاومت خوردگي نيز نبايد ناديده گرفته شوند. مقاومت کامل در برابر خوردگي در تقريباً تمام محيط ها با استفاده از پلاتين يا شيشه امکان پذير است. لکن در اکثر موارد استفاده از اين مواد عملي نيست.مقاومت خوردگي يا مقاومت شيميايي بستگي به فاکتورهاي مختلفي دارد و مطالعه آن مستلزم داشتن اطلاعات در چندين زمينه علمي مي باشد. ترموديناميک و الکتروشيمي براي درک و کنترل خوردگي بسيار مهم هستند..............
مطالعات و محاسبات ترموديناميکي نشان دهنده جهت انجام يک واکنش مي باشند. در مورد خوردگي ، محاسبات ترموديناميکي مي تواند امکان يا عدم امکان تئوريکي خوردگي را تعيين کند. الکتروشيمي زمينه مربوطه و کينتيک الکترودها به طور مفصل بحث خواهد شد.
غالباً فاکتورهاي متالوژيکي تاثير زيادي بر مقاومت خوردگي مي گذارند. موارد زيادي وجود دارد که در آنها از کنترل ساختمان متالوژيکي آلياژها براي تقليل خوردگي مي توان استفاده کرد. شيمي فيزيک و زمينه هاي مختلف آن در مطالعه مکانيزم هاي واکنشهاي خوردگي ، شرايط سطحي و بعضي خواص اصلي فلزات بسيار مفيد مي باشند. چون در کاربرد هاي مهندسي سرعت خوردگي از اهميت ويژه اي بر خوردار است . تئوري و نظريه هاي الکتروشميائي مفصل تر بحث خواهند شد . فلزات و غير فلزات بر اساس مقاومت خوردگي با يک ديگر مقايسه خواهند شد . براي اينکه اين مقايسه ها مفهومي داشته باشد سرعت خوردگي مواد بايستي به طور کمي بيان گردد. براي بيان سرعت خوردگي از روش هاي مختلفي مثل درصد کاهش وزن ميليگرم بر سانتيمتر مربع بر روز و گرم بر اينچ مربع بر ساعت استفاده ميگردد. اين روشها ضخامت از دست رفته را نمي توانند نشان دهند .از نقطه نظر مهندسي سرعت نازک شدن يک قطعه ساختماني مي تواند مستقيما براي پيش بيني عمر آن به کار رود. بد لايل فوق ضخامت از دست رفته بر حسب هزارم اينچ در سال(MPY) بهترين روش بيان سرعت خوردگي است . با داشتن تقليل وزن نمونه در آزمايش خوردگي به وسيله ي رابطه ي زير ميتوان MPY را محاسبه نمود..............
تخمين هاي هزينه هاي سالانه خوردگي در ايالات متحده 8 تا 126 بيليون دلار مي باشد. خوردگي زيان اقتصادي عظيمي است و براي کاهش دادن آن کارهاي زيادي ميتوان انجام داد. اگر اين نکته را در نظر بگيريم که هر جا فلز و مواد ديگر مورد استفاده قرار مي گيرند خوردگي با درجه و شدت هاي متفاوتي واقع مي گردد. اين رقم هاي بزرگ دلاري چندان غير منتظره نخواهند بود. به مثالهاي زير توجه کنيد.
برطبق آمارهاي وال استريت جورنال (11 سپتامپر 1981) هزينه خوردگي در صنعت نفت وگاز حدود 2 بيليون دلار در سال است. اين هزينه ها در حال افزايش هستند زيرا چاه ها عميق تر و محيط ها خورنده تر مي شوند. دماهاي بالا و گازهاي سولفوري خورنده (مثلاً 500 درجه فارنهايت و سولفور هيدروژن).
خوردگي پلها با گذشت زمان يک مشکل اساسي است و تعويض آنها بيليون ها دلار هزينه دربردارد. خوردگي پلها حدود 500 ميليون دلار هزينه در بردارد. طراحي صحيح و استفاده از حفاظت کاتدي هزينه ها را به مقدار زيادي کاهش مي دهد. يک کمپاني بزرگ مواد شيميايي ساليانه بالغ بر 000/400 دلار صرف تعميرات و نگهداري در رابطه با خوردگي در واحدهاي اسيد سولفوريک مي کند. در حالي که شرايط خوردگي چندان حاد نبود. در يک کارخانه ديگر هزينه رنگ آميزي براي جلوگيري از زنگ زدن در اتسمفر دريايي 2 ميليون دلار در سال است. در يک پالايشگاه که فرآيند جديدي را شروع کرده بود. بعد از فقط 16 هفته ، مشکل حادي بوجود آمد، بعضي قطعات به ميزان تا اينچ خورده شده بودند.
صنعت نفت ايالات متحده براي حفاظت خطوط لوله زيرزميني روزانه يک ميليون دلار خرج مي کند.
در صنعت کاغذ پيش بيني مي شود که خوردگي باعث افزايش قميت کاغذ به ميزان 6 تا 7 دلار در هر تن مي شود. تبديل زغال سنگ به گاز و نفت مشتمل است بر دماهاي بالا ، ذرات ساينده ، گازهاي خورنده ، و لذا مشکلات خوردگي حادي را در بردارد که بايستي راه حلهاي آنها پيدا شود. هزينه هاي خوردگي در اتومبيل ها – سيستم سوخت ، رادياتور ، اگزوز و بدنه – در حد بيليون ها دلار است تقريباً 3 ميليون آبگرمکن خانگي سالانه به علت خوردگي بايستي تعويض گردد.
خوردگي در همه جا وجود دارد – در داخل و خارج از منزل ، در جاده ،در دريا، در کارخانه ، و در وسايل هوافضايي کل هزينه سالانه ، سيل ها ، گردبادها ، آتش سوزي ها ، رعد و برق ها و زمين لرزه ها کمتر از هزينه خوردگي مي باشند. هزينه هاي خوردگي در دهه آينده به دليل کمبود جهاني مواد ساختماني هزينه بالاتر انرژي محيط هاي خورنده تر در فرآيند تبديل زغال سنگ ، افزايش وسيع را در تعداد و محدوده هاي کاري کارخانجات و فاکتورهاي ديگر به مقدار قابل ملاحظه اي افزايش خواهد يافت.
توليد فلزاتي که براي مقابله با خوردگي يا براي جايگزيني قطعات خورده شده بکارميروند، مقادير انرژي بالايي لازم دارند ، و در نتيجه مشکلات انرژي مملکت را حادتر مي کنند. صنايع مواد شيميايي متحمل هزينه هاي بالايي مي گردند علي رغم اينکه اين صنعت در زمينه روشهاي کنترل خوردگي در خط اول قرار دارد.
در حقيقت اگر خوردگي وجود نداشت ، اقتصاد جامعه ، بشدت تغيير مي کرد. مثلاً اتومبيلها، کشتيها، خطوط لوله هاي زيرزميني و وسايل خانگي احتياج به پوشش نداشتند. صنايع فولاد زنگ نزن از بين مي رفتند و مس فقط براي مقاصد الکتريکي بکار مي رفت. اکثر کارخانجات و محصولاتي که از فلز ساخته مي شوند از فولاد يا چدن ساخته مي شدند.
اگرچه خوردگي اجتناب ناپذير است ولي هزينه آن را به مقدار زيادي مي توان کاهش داد. مثلاً يک آند ارزان قيمت منيزيم مي تواند عمر تانک آب گرم خانگي را دو برابر کند. شستشوي اتومبيل براي زدودن نمک هايي که براي يخبندان روي جاده مي پاشند مفيد است. انتخاب صحيح مواد و طراحي خوب هزينه هاي خوردگي را کاهش مي دهد. يک برنامه صحيح تعميرات و نگهداري رنگ چندين برابر مخارجش را صرفه جويي مي کند. اينجاست که مهندس خوردگي وارد صحنه مي شود و مي تواند موثر باشد. ماموريت اصلي او مبارزه با خوردگي است. جدا از مخارج مستقيم دلاري ، خوردگي يک مشکل جدي است ، زيرا به طور روشني باعث تمام شدن منابع طبيعي ما مي گردد. مثلاً فولاد از سنگ آهن بدست مي آيد. و ميزان توليد داخلي سنگ آهن پر عيار که مستقيماً قابل استفاده باشند بشدت کاهش يافته است................
 درباره :
خوردگی , خوردگی , آلیاژ ها , سازه های فولادی و بتني , فرايند ذوب ,
|
تاريخ : سه شنبه 16 اردیبهشت 1404
پایان نامه و پروژه های رشته برق
آمار مطالب
لطفا صبر کنید ...