عوامل زنگ زدگی لوله های فولادی ضد زنگ

زنگ زدگی لوله های فولادی ضد زنگ

لوله های فولادی ضد زنگ به دلیل مقاومت در برابر خوردگی و سهولت در ساخت، یکی از محبوب ترین مواد برای کاربردهای مختلف از جمله لوله کشی، ساخت و ساز و صنایع غذایی هستند. با این حال، حتی فولاد ضد زنگ نیز در معرض زنگ زدگی قرار دارد. زنگ زدگی یک فرآیند شیمیایی است که در آن آهن با اکسیژن هوا واکنش می دهد و اکسید آهن یا زنگ تشکیل می دهد. زنگ زدگی می تواند باعث آسیب به ساختار و عملکرد لوله فولادی ضد زنگ شود. زنگ زدگی لوله های فولادی یکی از عوامل شایعی است که در این لوله ها اتفاق می افتد. در ادامه قصد داریم تا این عوامل را به طور کامل برای شما شرح دهیم. با ما تا پایان این مقاله همراه باشید.

عوامل زنگ زدگی لوله های فولادی

این عوامل به شرح زیر می باشند:

ترکیب شیمیایی

فولاد ضد زنگ حاوی کروم، نیکل و سایر عناصر است که به آن مقاومت در برابر خوردگی می دهد. کروم مهم ترین عنصر در فولاد ضد زنگ است که مقاومت در برابر خوردگی آن را تعیین می کند. هنگامی که فولاد ضد زنگ در معرض اکسیژن هوا قرار می گیرد، کروم با اکسیژن واکنش می دهد و یک لایه محافظ از اکسید کروم تشکیل می دهد. این لایه محافظ از فولاد در برابر خوردگی بیشتر محافظت می کند. اگر محتوای کروم فولاد کمتر از 12 درصد باشد، لایه محافظ اکسید کروم به اندازه کافی قوی نیست و نمی تواند از فولاد به طور کامل در برابر خوردگی محافظت کند.

محیط

محیط نیز می تواند بر مقاومت لوله های فولادی ضد زنگ در برابر خوردگی تأثیر بگذارد. فولاد ضد زنگ در معرض رطوبت، اسیدها، قلیاها و نمک ها بیشتر در معرض زنگ زدگی قرار دارد.

رطوبت

رطوبت می تواند اکسید کروم را از بین ببرد و فولاد را در معرض خوردگی قرار دهد. این امر به ویژه در مناطقی که آب و هوای مرطوب دارند، مانند نزدیکی دریاها یا رودخانه ها، اهمیت دارد.

اسیدها و قلیاها

اسیدها و قلیاها می توانند با فولاد واکنش دهند و باعث خوردگی شوند. این امر به ویژه در مواردی که لوله های فولادی ضد زنگ در معرض مواد شیمیایی قرار دارند، مانند صنایع غذایی یا شیمیایی، اهمیت دارد.

نمک ها

نمک ها می توانند خوردگی را تسریع کنند. این امر به ویژه در مناطقی که در معرض نمک هستند، مانند نزدیکی دریاها یا جاده های برفی، اهمیت دارد.

آسیب

آسیب به سطح لوله های فولادی ضد زنگ نیز می تواند باعث زنگ زدگی شود. خراش ها، سوراخ ها و سایر آسیب ها می توانند لایه محافظ اکسید کروم را از بین ببرند و فولاد را در معرض خوردگی قرار دهند. این عوامل می توانند به تنهایی یا به صورت ترکیبی باعث زنگ زدگی لوله های فولادی ضد زنگ شوند. برای جلوگیری از زنگ زدگی، باید اقدامات لازم برای کاهش تأثیر این عوامل انجام شود.

راه های جلوگیری از زنگ زدگی لوله های فولادی

برای جلوگیری از زنگ زدگی لوله های فولادی باید به موارد زیر توجه نمایید:

استفاده از فولاد ضد زنگ با محتوای کروم 12 درصد یا بیشتر

همان طور که گفته شد، کروم مهم ترین عنصر در فولاد ضد زنگ است که مقاومت در برابر خوردگی آن را تعیین می کند. اگر محتوای کروم فولاد کمتر از 12 درصد باشد، لایه محافظ اکسید کروم به اندازه کافی قوی نیست و نمی تواند از فولاد به طور کامل در برابر خوردگی محافظت کند. بنابراین، برای اطمینان از مقاومت کافی در برابر خوردگی، باید از فولاد ضد زنگ با محتوای کروم 12 درصد یا بیشتر استفاده کرد. به عنوان مثال، فولاد ضد زنگ گرید 304 که یکی از رایج ترین گریدهای فولاد ضد زنگ است، حاوی 18 درصد کروم و 8 درصد نیکل است. این گرید از فولاد ضد زنگ مقاومت خوبی در برابر خوردگی در اکثر محیط ها دارد.

در صورتی که نیاز به مقاومت بیشتر در برابر خوردگی باشد، می توان از گریدهای فولاد ضد زنگ با محتوای کروم بالاتر استفاده کرد. به عنوان مثال، فولاد ضد زنگ گرید 316 که حاوی 16 درصد کروم و 10 درصد نیکل است، مقاومت بیشتری در برابر خوردگی در محیط های خورنده دارد.

نصب لوله ها در محیط هایی که در معرض رطوبت، اسیدها، قلیاها یا نمک ها نیستند

رطوبت، اسیدها، قلیاها و نمک ها می توانند باعث زنگ زدگی لوله های فولادی ضد زنگ شوند. بنابراین، برای جلوگیری از زنگ زدگی، باید از نصب لوله ها در این محیط ها خودداری کرد. در صورتی که نصب لوله ها در این محیط ها اجتناب ناپذیر باشد، باید اقدامات لازم برای کاهش تأثیر این عوامل انجام شود. به عنوان مثال، می توان از پوشش های محافظ برای جلوگیری از تماس مستقیم لوله ها با این عوامل استفاده کرد. به عنوان مثال، اگر لوله های فولادی ضد زنگ در معرض مواد شیمیایی قوی قرار دارند، می توان از پوشش های محافظ مانند رنگ یا پوشش های پلیمری برای محافظت از لوله ها استفاده کرد.

محافظت از سطح لوله ها در برابر آسیب

خراش ها، سوراخ ها و سایر آسیب ها می توانند لایه محافظ اکسید کروم را از بین ببرند و فولاد را در معرض خوردگی قرار دهند. بنابراین، باید از آسیب دیدن سطح لوله ها خودداری کرد. در صورتی که سطح لوله ها آسیب ببیند، باید بلافاصله اقدامات لازم برای ترمیم آن انجام شود. به عنوان مثال، می توان از رنگ یا پوشش های محافظ برای ترمیم آسیب های سطحی استفاده کرد. به عنوان مثال، اگر لوله های فولادی ضد زنگ در معرض اصطکاک یا ضربه قرار دارند، باید از پوشش های محافظ برای محافظت از سطح لوله ها استفاده کرد. علاوه بر اقدامات ذکر شده، می توان از روش های دیگری نیز برای جلوگیری از زنگ زدگی لوله های فولادی ضد زنگ استفاده کرد. به عنوان مثال، می توان از فرآیندهای آندایزینگ یا آبکاری برای ایجاد لایه محافظ ضخیم تر روی سطح لوله ها استفاده کرد.

آندایزینگ

آندایزینگ یک فرآیند الکتروشیمیایی است که در آن یک لایه محافظ اکسید روی سطح فلز ایجاد می شود. این لایه محافظ می تواند به عنوان یک سد محافظ در برابر خوردگی عمل کند.

آبکاری

آبکاری یک فرآیند الکتروشیمیایی است که در آن یک لایه از فلز دیگر روی سطح فلز پایه اعمال می شود. این لایه محافظ می تواند به عنوان یک سد محافظ در برابر خوردگی عمل کند. در مجموع، با انجام اقدامات مناسب می توان از زنگ زدگی لوله های فولادی ضد زنگ جلوگیری کرد و عمر مفید آنها را افزایش داد.

انواع زنگ زدگی لوله های فولادی ضد زنگ

لوله های فولادی ضد زنگ می توانند انواع زنگ زدگی را متحمل شوند که به شرح زیر می شوند:

زنگ زدگی عمومی

زنگ زدگی عمومی شایع ترین نوع زنگ زدگی لوله های فولادی ضد زنگ است. این نوع زنگ زدگی در اثر قرار گرفتن لوله ها در معرض عوامل زنگ زدگی مانند رطوبت، اسیدها، قلیاها یا نمک ها ایجاد می شود. هنگامی که فولاد ضد زنگ در معرض اکسیژن هوا قرار می گیرد، کروم با اکسیژن واکنش می دهد و یک لایه محافظ از اکسید کروم تشکیل می دهد. این لایه محافظ از فولاد در برابر خوردگی بیشتر محافظت می کند. با این حال، اگر فولاد ضد زنگ در معرض عوامل زنگ زدگی قرار گیرد، این لایه محافظ می تواند آسیب ببیند یا از بین برود. در این صورت، آهن موجود در فولاد با اکسیژن واکنش می دهد و اکسید آهن یا زنگ تشکیل می شود. زنگ زدگی عمومی معمولاً به صورت یک لایه قرمز یا قهوه ای در سطح کل لوله ظاهر می شود. این لایه می تواند باعث کاهش جریان سیال، افزایش فشار افت، و در نهایت خرابی لوله شود.

برای جلوگیری از زنگ زدگی عمومی، می توان اقدامات زیر را انجام داد:

• استفاده از فولاد ضد زنگ با محتوای کروم 12 درصد یا بیشتر: این امر مقاومت در برابر خوردگی لوله ها را افزایش می دهد.
• نصب لوله ها در محیط هایی که در معرض عوامل زنگ زدگی نیستند: این امر خطر زنگ زدگی را کاهش می دهد.
• محافظت از سطح لوله ها در برابر آسیب: این امر از بین رفتن لایه محافظ اکسید کروم را جلوگیری می کند.

خوردگی موضعی

خوردگی موضعی نوع دیگری از زنگ زدگی لوله های فولادی ضد زنگ است که در مناطق خاصی از لوله رخ می دهد. این نوع زنگ زدگی معمولاً در اثر آسیب به سطح لوله یا قرار گرفتن لوله در معرض غلظت بالای عوامل زنگ زدگی ایجاد می شود. آسیب به سطح لوله می تواند باعث شود که لایه محافظ اکسید کروم در آن منطقه از بین برود. در این صورت، آهن موجود در فولاد با اکسیژن واکنش می دهد و اکسید آهن یا زنگ تشکیل می شود. قرار گرفتن لوله در معرض غلظت بالای عوامل زنگ زدگی نیز می تواند باعث خوردگی موضعی شود. به عنوان مثال، اگر لوله ای در معرض اسیدهای قوی قرار گیرد، ممکن است خوردگی موضعی در آن ایجاد شود. خوردگی موضعی معمولاً به صورت سوراخ ها یا فرورفتگی ها در سطح لوله ظاهر می شود. این نوع زنگ زدگی می تواند باعث کاهش جریان سیال، افزایش فشار افت، و در نهایت خرابی لوله شود.

برای جلوگیری از خوردگی موضعی، می توان اقدامات زیر را انجام داد:

• محافظت از سطح لوله ها در برابر آسیب: این امر از بین رفتن لایه محافظ اکسید کروم را جلوگیری می کند.
• نصب لوله ها در محیط هایی که در معرض عوامل زنگ زدگی نیستند: این امر خطر زنگ زدگی را کاهش می دهد.
• استفاده از پوشش های محافظ برای محافظت از سطح لوله ها: این پوشش ها می توانند به عنوان یک سد محافظ در برابر عوامل زنگ زدگی عمل کنند.

خوردگی تنش

خوردگی تنش نوع خاصی از زنگ زدگی است که در مناطقی از لوله رخ می دهد که تحت تنش هستند. این نوع زنگ زدگی می تواند باعث ایجاد ترک ها یا شکست در لوله شود. خوردگی تنش در اثر ترکیبی از تنش و عوامل زنگ زدگی ایجاد می شود. تنش می تواند باعث ایجاد ترک های ریز در سطح لوله شود. این ترک ها می توانند باعث شود که لایه محافظ اکسید کروم در آن مناطق از بین برود. در این صورت، آهن موجود در فولاد با اکسیژن واکنش می دهد و اکسید آهن یا زنگ تشکیل می شود. خوردگی تنش معمولاً در لوله هایی که در معرض تنش های مکانیکی هستند، مانند لوله های تحت فشار، ایجاد می شود.

برای جلوگیری از خوردگی تنش، می توان اقدامات زیر را انجام داد:

• استفاده از فولاد ضد زنگ با استحکام کافی: این امر مقاومت در برابر خوردگی تنش را افزایش می دهد.
• کاهش تنش در لوله ها: این امر خطر خوردگی تنش را کاهش می دهد.
• استفاده از پوشش های محافظ برای محافظت از سطح لوله ها: این پوشش ها می توانند به عنوان یک سد محافظ در برابر عوامل زنگ زدگی و تنش عمل کنند.

سخن پایانی

لوله های فولادی ضد زنگ به دلیل مقاومت در برابر خوردگی، گزینه مناسبی برای بسیاری از کاربردها هستند. با این حال، حتی لوله های فولادی ضد زنگ نیز در معرض زنگ زدگی هستند. امیدواریم که از خواندن این مقاله استفاده کافی را برده باشید.