عوامل محیطی موثر بر خوردگی و پوشش های ضد خوردگی

محافظت در برابر خوردگی سطوح فلزی ضروری است تا از عملکرد محصولات و سازه ها کاسته نشود و همچنین آسیب های اقتصادی جدی و خطرات ایمنی ایجاد نشود. اجرای پوشش محافظ خوردگی  همواره می‌بایست تحت شرایط محیطی بهینه و مطلوب انجام شود. در این خصوص می‌بایست احتمال تغییرات ناگهانی آب و هوا را در نظر گرفت.

خوردگی چیست :

در استاندارد ISO 8044، سازمان بین المللی استاندارد، خوردگی را به عنوان برهم کنش شیمیایی بین فلز و محیط آن تعریف کرده است. یک فرآیند طبیعی غیرقابل برگشت است که باعث سایش آهسته و مداوم فلز می شود و در نتیجه ویژگی خواص فیزیکی مواد را از دست می دهد. ترکیب آن با عناصر دیگر، به ویژه با اکسیژن، که در فرآیندهای متالورژی با استفاده از انرژی (الکتریکی، شیمیایی یا حرارتی) حذف شده اند به خوردگی ضد متالورژی معروف می باشد .

دلایل زیادی برای اکسیداسیون و خوردگی وجود دارد، اما رایج ترین آنها حمله عوامل جوی یا مایعات معروف به مواد خورنده است که با سطح فلز در تماس هستند.

گرچه پدیده خوردگی می تواند بر مواد مختلف تأثیر بگذارد، اما همانطور که در استاندارد ذکر شده، اغلب با بسترهای فلزی، یعنی فلزات و آلیاژهای آنها، حتی آنهایی که به طور طبیعی با یک لایه غیرفعال ارائه می شوند، همراه است. به طور خاص، خوردگی بر فولاد کربن، فولاد ضد زنگ و آلیاژهای آلومینیوم پردازش شده به ورق، اکستروژن و پروفیل تأثیر می گذارد.

محیط خورنده چیست؟

محیط خورنده محیطی را توصیف می کند که سازه ها و تاسیسات مورد حفاظت در برابر خوردگی در آن قرار می گیرند. با توجه به اینکه متغیرهای زیادی در محیط های خورنده وجود دارد می بایست با استفاده از انواع سیستم های رنگ و پوشش محافظتی که برای کمک به جلوگیری از خوردگی است پوشش داده شوند.

محیط ها و مکانیسم های خوردگی:

محیط ها و مکانیسم های خوردگی را بسته به عوامل محیطی که در آن خوردگی اتفاق خواهد افتاد می توان به صورت زیر آنها را طبقه بندی کرد:

خوردگی خشک: مربوط به زمانی است که فلز در معرض مواد خاصی مانند دی اکسید گوگرد، سولفید هیدروژن، اسید سولفوریک و غیره قرار می گیرد که باعث اکسیداسیون می شود.

ماده ای که بیشتر به فلز متصل می شود و باعث اکسیداسیون آن می شود، اکسیژن است. لازم به ذکر است خوردگی خشک همیشه در دماهای بالا اتفاق می افتد.

خوردگی مرطوب: خوردگی در محیط مرطوب در حضور آب، اکسیژن و عناصری با ماهیت شیمیایی (باران اسیدی، مواد شوینده، ترشحات حشرات و غیره) یا دارای طبیعت فیزیکی (دما، تنش مکانیکی و غیره) رخ می دهد.

عواملی که بیشترین تأثیر را بر خوردگی دارند در شرایط مختلف آب و هوایی، جغرافیایی، صنعتی یا دریایی متفاوت هستند. اثر مواد شیمیایی تهاجمی در جو در ترکیب با رطوبت بالا می تواند منجر به تخریب سریع فلز به دلیل لایه مایع نازک تشکیل شده شود که به عنوان یک الکترولیت عمل می کند و بسته به ویژگی های آن می تواند به شدت بر میزان خوردگی تأثیر بگذارد. این فیلم زمانی شکل می گیرد که محیط به آستانه رطوبت بحرانی برسد.

به منظور طبقه بندی رفتار خوردگی موادی که در مکان های مختلف کار می کنند، معمولاً از چهار دسته محیطی استفاده می شود:

- محیط روستایی: مکان هایی دور از فاضلاب و مناطق ساحلی.

- محیط شهری: مکان های مسکونی یا تجاری با سطح آلودگی کم.

- محیط صنعتی: مکان هایی با حضور صنایع سنگین (شیمیایی/ متالورژی).

- محیط دریایی: مکان های نزدیک به ساحل.

عوامل محیطی موثر بر خوردگی عبارتند از:

1-آب و هوا و شرایط جغرافیایی

2-جو (گازها - از جمله ذرات معلق در هوا و ذرات - که سازه ها را احاطه کرده اند تا در برابر خوردگی محافظت شوند)

برای محیط عواملی مانند دما، رطوبت نسبی و زمان خیس شدن در نظر گرفته می شود.  (مدت زمانی که سطح فلز احتمالاً در لایه‌ای از الکترولیت پوشانده می‌شود که می‌تواند باعث خوردگی اتمسفر شود). به طور خلاصه، محاسبات خورندگی اتمسفر با جمع ساعاتی که رطوبت نسبی بالای 80 درصد و دما بالای 0 درجه سانتیگراد است، انجام می شود.

با استفاده از تجهیزات Munters، رطوبت نسبی را می توان بدون هیچ مشکلی تا  %45-50٪ کاهش داد و از خوردگی فولاد جلوگیری کرد. این موضوع  به طور چشمگیری آسیب و هزینه های تعمیر و نگهداری را کاهش می دهد و یک الکترولیت برای فرآیند خوردگی تامین می کند.

عوامل محیطی موثر بر پوشش‌ محافظ خوردگی :

طبق تعریف کتاب راهنمای پوشش ‌های محافظ خوردگی، بازرسی و نگه‌داری هوای سرد، رطوبت زیاد، آب، مه، یخبندان، باران، یخ و برف از جمله عوامل محیطی مضر برای عملکرد پوشش‌ها هستند، بنابراین دستورالعمل‌های سازنده و شیوه نامه‌‌های صنعتی، رایج‌ترین دستورالعمل‌هایی هستند که در مورد شرایط محیطی در طول اعمال پوشش و دوره پخت آن رعایت می‌شوند. عدم انطباق با محدودیت‌ها و شرایط محیطی، منجر به خراب شدن اجرای رنگ و پوشش می‌گردد:

  در زیر پنج عامل محیطی موجود که نیاز به نظارت، در طول اجرای پوشش و دوره پخت و کیورینگ دارند آورده شده است.

-دمای محیط:

     در طول اجرای پوشش محافظ خوردگی، الزام استانداردها ایجاب می‌کند که دمای هوا و سطح، 10 درجه سانتی گراد یا بالاتر و در محدوده اسپک دمای تولیدکننده و یا طبق دستورالعمل مرجع باشد. لازم به ذکر است پوشش‌ها یی که جهت اجرا در هوای سرد فرموله شده‌اند، استثناء هستند. دمای محیط(هوا) برای تشکیل و پخت موفق فیلم بسیار مهم است. برخی از پوشش‌های اپوکسی که در دمای زیر 10 درجه سانتی گراد اجرا می‌گردند، حتی اگر دما در ادامه (بعد از آن) از 10 درجه سانتی گراد بیشتر شود، عملیات پخت و کیورینگ انجام نمی‌شود.

 به طور کلی دمای محیط، جهت اجرای پوشش محافظ خوردگی می‌بایست بین 15 تا 35 درجه سانتی گراد باشد. دمای دقیق‌تر وابسته به جنس و ماده  پوشش است.

-دمای بستر سطحی:

 مشخصات ترمیم و بازسازی مستلزم آن است که پوشش‌ های محافظ خوردگی در دمای سطح 10 درجه سانتی گراد یا حتی بالاتر از دمای اعلام شده در دستورالعمل تولیدکننده اجرا و به طور کلی دمای سطح، جهت اجرای پوشش بین4.5 تا 52 درجه سانتی گراد باید باشد، دمای دقیق‌تر وابسته به جنس و ماده پوشش است.

-رطوبت نسبی:

  به صورت کلی در صنعت، حداکثر رطوبت نسبی جهت اجرای پوشش‌ محافظ خوردگی حدود 80 تا 85 درصد می‌باشد، به استثنای آن دسته از پوشش‌هایی که حساسیت کمتری به رطوبت دارند یا در برابر رطوبت مقاوم هستند. با این حال، به عنوان یک قاعده کلی، هرچه رطوبت محیط به رطوبت نسبی بهینه نزدیک‌تر باشد، احتمال دستیابی به عمر مفید طراحی شده بیشتر است.

پوشش محافظ خوردگی می‌بایست در محدوده رطوبت توصیه شده توسط تولیدکننده آن اجرا شود.

-نقطه شبنم:

نقطه شبنم مشخص کننده رطوبت بر روی لایه‌های فلزی به صورت میعان و یا تبخیر می باشد.

زمانی‌که نقطه شبنم بالاتر از دمای سطح باشد، رطوبت روی سطوح زیرکار میعان می‌کند. برعکس، هنگامی که دمای سطح بالاتر از نقطه شبنم باشد، رطوبت تشکیل نمی‌شود. نقطه شبنم تابعی از دمای محیط، دمای بستر و رطوبت نسبی است. برای تعیین نقطه شبنم می‌بایست هر سه مورد اندازه‌گیری گردد.

طبق استانداردهای عمومی، باید دمای لایه بستر آهنی در هنگام اجرای پوشش محافظ خوردگی، حداقل 26- درجه سانتی گراد بالاتر از نقطه شبنم باشد. استانداردهای تخصصی و دستورالعمل‌های تولیدکننده‌ها نیز، همان محدودیت نقطه شبنم را در نظر می‌گیرند. لازم است سطوح، کاملاً خشک نباشند تا بتوان با رطوبت‌زدایی و گرم کردن از طریق تجهیزات گرمایشی، دمای سطح را کنترل کرد و رطوبت را از بین برد.

میعان زمانی آغاز می‌شود که دمای سطح، کمتر از نقطه شبنم باشد. با در نظر گرفتن خطای اندازه‌گیری یا ابزار دقیق، می‌بایست حداقل با حاشیه ایمنی 26- درجه سانتی گراد، دمای بستر بالاتر از نقطه شبنم باشد و این الزام به صورت عمومی برای انواع پوشش‌کاری‌ها، در صنعت در نظر گرفته می‌شود.

-باد:

استانداردهای عمومی، الزامی برای شدت جریان باد ندارند، باد عاملی است که بر عملیات پاشش و اسپری  غلبه می‌کند و ذرات پوشش را از سطح مورد نظر دور می کنند.

این مشکل به نام "پاشش و اسپری  بیش از حد در هوا" شناخته می‌شود، که منجر به خشک شدن زودرس پوشش، قبل از رسیدن به سطح مورد نظر، DFT کمتر در محل مورد نظر جهت پاشش ، DFT بالاتر در جهت باد، یا جا به جا کردن ذرات اسپری شده به سایر سطوحی گردد که قرار نیست پوشش داده شوند. جهت پیشگیری از وقوع این مشکلات باید برای کنترل شدت وزش باد از روش‌های اصولی استفاده کرد.

محافظت از سازه­ های بتنی نیز در برابر محیط­های خورنده از قبیل مواد شیمیایی، اشعه U و ... نیاز به یک لایه حفاظتی قوی دارد. برای محافظت در برابر خوردگی این نوع سازه­ها ، ضمن انجام اقدامات مرتبط با حفاظت کاتدیک، استفاده از بنیان­های اپوکسی انتخاب رایج­تری است.

پوشش اپوکسی توانمند ABADUR HP-350، یک رنگ اپوکسی دو جزئی برپایه پلی­آمین اصلاح شده جهت محافظت در برابر خوردگی انواع سطوح می‌باشد. طراحی این ماده به نحوی صورت پذیرفته که امکان استفاده در سطوح مرطوب را داراست. همچنین استفاده از این محصول نیازی به اجرای پرایمر و لایه رویه ندارد. ABADUR HP-350در مخازن حاوی مواد شیمیایی، فاضلاب و محیط‌هایی که علاوه بر مقاومت چسبندگی و شیمیایی بالا نیاز به مقاومت سایش مناسب دارند قابل استفاده می­باشد.

رنگ اپوکسیABADUR PRO-20

ABADUR PRO-20 یک رنگ اپوکسی دو جزئی و بدون حلال بر پایه پلی آمین اصلاح شده جهت محافظت انواع سطوح میباشد. بهره گیری  از مواد اولیه با ویژگی های خاص در این پوشش محافظ خوردگی این امکان را فراهم نموده که بدون نیاز به پرایمر، مقاومت چسبندگی بسیار بالایی بر روی سطوح فلزی حاصل گردد و همچنین از مقاومت در برابر اشعه UV و مقاومت سایشی بسیار زیادی برخوردار است.