روش­های مدلسازی خوردگی اتمسفری

روش­های مدلسازی خوردگی اتمسفری

با توجه به اهمیت خوردگی اتمسفری در تخریب وسایل و سازه ­ها در صنعت، تاکنون مطالعات بسیاری روی آن صورت گرفته است. مطابق با آمار جهانی حدود ۲-۴% از تولید ناخالص ملی صرف هزینه­ های خوردگی شده است که با روش­های کنترل خوردگی مناسب می­توان تا حدود زیادی این خسارات را کاهش داد. مدلسازی خوردگی روشی مطلوب برای پیش بینی صحیح میزان خوردگی در وسایل و تجهیزات گوناگون است. مدل­ها به طور کلی به دو دسته­ ی آماری و مکانیکی تقسیم می­ شوند. از دیدگاهی دیگر مدل­ها به دو دسته­ ی زمانی و آلودگی تقسیم­ می­ شوند. در این گزارش به بررسی و مقایسه ­ی برخی از مدل­های ارائه شده طی سال­های اخیر پرداخته شده است.

مدل مکانیکی چرخه ­های خشک تر

این مدل به جهت پیش بینی خوردگی اتمسفری در زمان طولانی طراحی شده است. مکانیسم ­ها درون لایه­ ی خورده شده طی­ یک چرخه­ تر-خشک طراحی شده است. اولین قدم در مدل سازی فرآیندهای پیچیده در طول یک چرخه  AC خشک و تر ارائه شده است که  بر اساس ملاحظات مکانیکی است. اصول این مدل، تمرکز روی واکنش­ های مختلف الکتروشیمیایی مرتبط با تر شدن و مراحل مرطوب شدن از چرخه­ ی خشک-تر است که شامل کاهش  ɣ-FeOOHو اکسیژن و مکان­ های آندی می­ شود. این مراحل در نمودارهای شکل ۱ نشان داده شده است. این مدل سازی نظم قابل قبول از اندازه­ی خسارات و پتانسیل کنونی برای یک چرخه خشک و تر ارائه داده است. با این حال، به نظر می­رسد هنوز هم برای یک پیش بینی بلند مدت، بسیار ابتدایی است.

شکل ۱. a) طرح از چرخه خشک و ترو مراحل مختلف استفاده شده برای مدل سازی تغییرات نرخ مصرف(CR) آهن (خط نقطه چین) و اکسیژن (خط توپر). b) شماتیک تغییرات ضخامت الکترولیت (d ) در مدل الکترولیت ماکروسکوپی.

مدل­های وابسته به آلودگی و زمان

در مدل­های زمانی علاوه بر وابستگی مطلق به زمان، پیش بینی­ های انجام شده برای یک محیط با شرایط خاص صادق است و لذا مدل­های آلودگی-زمان گسترش یافته ­اند. این مدل­ها با توجه به نوع نمک ­ها و آلودگی­ های محیطی ضرایب گوناگونی می­تواند داشته باشد. این مدل برای فلزات گوناگون قابل استفاده است و برای استفاده در محدوده­ی جغرافیایی و شرایط محیطی گسترده ­ای به کار برده می­ شود. در پاره­ای از مقالات با توجه به داده ­های تجربی و میزان آلودگی نقشه­ های خوردگی برای یک منطقه ­ی جغرافیایی تهیه شده است بدین صورت که برای هر منطقه از آزمون­ های تسریع یافته ­خوردگی در محفظه­ ها  استفاده شده و سپس خوردگی سالانه با توجه به نرخ خوردگی سه ساعته تخمین زده شده است. نقشه خوردگی برای فلز روی در شکل زیر آمده است که پیش بینی مدل ذکر شده قابل مقایسه با داده ­های خوردگی یک سال ۴۰ منطقه از اطراف استرالیا است. شکل ۲.نقشه­ ی سرعت خوردگی روی

جمع بندی

مدل­های ذکرشده همگی دارای مزایا و معایب گوناگونی هستند. مدل­های مکانیکی بر اساس واقعیت­ ها هستند. مدل­های زمانی برای فلزات بسیاری کاربرد دارند لیکن به شرایط محیطی توجهی نشده است. از سویی دیگر مدل­های آلودگی-زمان که در آن به شرایط محیطی توجه شده است برای فلزات کمتری قابل استفاده است. به طور کلی می­توان گفت استفاده از داده ­های تجربی و تهیه­ نقشه­ خوردگی در کنار به کارگیری مدل ­های چند پارامتری می ­تواند پیش بینی­ موفق­تری را به همراه داشته باشد.

[۱] wet–dry cycles