خوردگی‌ دریایی و انواع آن

خوردگی دریایی

خوردگی دریایی فلزات ناشی از واکنش‌های الکتروشیمیایی است. سازه‌هایی که توسط محیط دریایی آسیب می‌بینند شامل موارد زیر می‌شوند:
• قایق‌ها و کشتی‌ها
• سکوها و تجهیزات اکتشاف نفت
• بندرها
• سایر سازه‌های دریایی مانند لوله‌های انتقال نفت و گاز
خوردگی این سازه ها می‌تواند به شکست زود رس، کاهش عمر سرویس‌دهی، افزایش هزینه‌های نگهداری و خطرات ایمنی منجر شود.

بنابراین مطالعه‌ انواع خوردگی دریایی مشاهده شده، مواد مورد استفاده و روش‌های حفاظت به کار رفته برای انواع خوردگی حائز اهمیت است.

پایه‌های یک سکوی خورده شده در محیط دریایی
شکل 1 – پایه‌های یک سکوی خورده شده در محیط دریایی

 

انواع خوردگی دریایی

خوردگی گالوانیک

خوردگی گالوانیک زمانی رخ می‌­دهد که دو فلز متفاوت تماس فیزیکی یا الکتریکی با یکدیگر برقرار کنند و در یک الکترولیت غوطه ور باشند. همچنین اگر دو فلز یکسان در تماس با هم، در معرض یک الکترولیت با غلظت­های گوناگون باشند، این خوردگی رخ می­‌دهد. در یک زوج گالوانیک، فلز فعال­تر (آند) با یک نرخ تسریع ­یافته خورده شده و فلز نجیب­‌تر (کاتد) با نرخی کمتر دچار خوردگی خواهد شد. فلزات مختلف به کار رفته در یک قطعه مانند پیچ‌­ها با جنس متفاوت از بدنه دچار این نوع از خوردگی خواهند شد.

خوردگی بین دانه‌ای

خوردگی بین دانه‌ای، خوردگی در مقیاس میکروسکوپی است که به سبب اختلاف پتانسیل بین مرز دانه فلزات و دانه ایجاد می­‌شود. در نتیجه­‌ این نوع از خوردگی، ساختار متخلخل و ضعیف خواهد شد. فلزات آهن ریختگی و برنج با بیش از 15 درصد روی، مستعد این خوردگی در آب دریا هستند.

خوردگی ترک تحت تنش (SCC)

خوردگی SCC زمانی رخ می‌­دهد که فولاد زنگ نزن دچار ترک­‌های ریز بسیاری شده باشد. این ترک­‌ها می­‌توانند به سبب شرایط تحت تنش قبلی ایجاد شده باشند. بیشتر ملوانان می­دانند که بکسل‌­های ناو یکی از مناطق روی کشتی است که بار قابل توجهی را تحمل می­‌کند. از این رو، بررسی مداوم بکسل‌­ها امری ضروری است.

 

 ایجاد ترک و خوردگی در لوله‌های تحت تنش
شکل 2 : ایجاد ترک و خوردگی در لوله‌های تحت تنش

 

خوردگی شیاری

این خوردگی ناشی از محدودیت دسترسی به اکسیژن است. این خوردگی در قسمت­‌های که اکسیژن کمتری وجود دارد ممکن است رخ دهد. برای مثال در زیر رسوبات و واشرهای پلاستیکی، این خوردگی قابل مشاهده است.

خوردگی فرسایشی

خوردگی فرسایشی در اثر جریان آب دریا و اصطکاک آن با قطعات، رخ می­‌دهد. جریان آب می‌­تواند لایه محافظ روی فلزات را تخریب نموده و منجر به افزایش نرخ خوردگی شود. فاکتورهای متعددی بر شدت و نحوه آسیب دیدگی ناشی از خوردگی فرسایشی اثر گذارند. برخی از این فاکتورها عبارتند از: نوع، سختی و شرایط سطحی ماده، سرعت نسبی جریان آب، حضور ذرات جامد معلق در آب دریا ( نوع، ابعاد، مقدار و سختی ذرات معلق). در بین این عوامل، سرعت نسبی جریان آب و حضور ذرات معلق نقش مهم‌­تری ایفا می کنند.

خوردگی فرسایشی
شکل 3- خوردگی فرسایشی

روش­‌های حفاظت

پوشش‌­های آنتی فولینگ

فولینگ یکی از نگرانی‌­ها در بسیاری شرایط است. رنگ­‌های آنتی­فولینگ می­توانند از تشکیل جلبک روی تجهیزات دریایی جلوگیری کنند. از جمله این رنگ­‌ها می­‌توان به رنگ­‌های پایه تری بوتیلن اشاره کرد. اما بعضی از این رنگ­‌ها کارایی لازم را ندارند. پوشش­‌هایی نیز موجود است که با توجه به ترکیبات خاص خود، این ویژگی را القا خواهد کرد.

پایه ای سکویی در حال فولینگ
شکل 4 – پایه ای سکویی در حال فولینگ

طراحی

طراحی مناسب از روش‌­های حفاظت خوردگی است که پیش از مراحل ساخت رخ می­‌دهد. شکل هندسی موجب افزایش یا کاهش نرخ خوردگی خواهد شد که باید بررسی گردد. از مثال­‌های آن حذف خوردگی شیاری و تنشی به واسطه طراحی مناسب سکو­ها و جلوگیری از تمرکز تنش است.

حفاظت کاتدی

حفاظت کاتدی یکی از روش‌­های رایجی است که برای حفاظت زیرلایه استفاده می­‌شود. حفاظت کاتدی به دو روش­ انجام می­‌شود که عبارتند از:

  • حفاظت کاتدی گالوانیک
  • سیستم جریان تشدید شده

حفاظت کاتدی گالوانیک با استفاده­ از فلزات آلومینیوم، روی یا منیزیم به عنوان آند انجام می­‌شود. در ادامه، آند مورد نظر به سکوهای فولادی در آب دریا متصل می‌­شود. زمانی که فلز الکترون دریافت می­‌کند، به عنوان کاتد عمل کرده و دچار خوردگی نمی­‌شود. در این حالت، فلز آند به عنوان آند فداشونده دچار خوردگی می­‌شود. سیستم جریان تشدید شده، سیستمی رایج‌­تر است که نیازمند یک منبع جریان الکتریکی خارجی است.

شماتیکی از مکانیزم حفاظت کاتدی
شکل 5 – شماتیکی از مکانیزم حفاظت کاتدی

 

شکل 6 - نمایی از اتصال آندهای فداشونده به لوله¬های انتقال نفت و گاز در دریا
نمایی از اتصال آندهای فداشونده به لوله‌های انتقال نفت و گاز در دریا


دیدگاهتان را بنویسید