توضیحات :
خوردگی پدیده مخربی است که موجب اتلاف مواد, انرژی و سرمایه می شود. در واقع همانطوری که فلزات طی مراحل مختلف از طبیعت جدا شده اند توسط این پدیده مجددا به طبیعت باز می گردند. رسالت علم خوردگی بر آن است تا این برگشت را به تاخیر اندازد. در این پژوهش نیز به همین موارد تکیه شده و روشهای خوردگی فلزات و راهکارهای آن مورد بررسی قرار گرفته است.
فهرست مطالب :
لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه:54
فهرست و توضیحات:
تأثیر مقاومت در شدت جریان خوردگی
خوردگی تأسیسات صنعتی یکی از زمینه‌هایی است که مورد توجه خاص دانش‌پژوهان قرار دارد. در گزارش حاضر سعی شده که اطلاعاتی در مورد روشها، تجربیات دستگاهها و لوازم مورد نیاز همراه با تئوریهای اصول خوردگی چگونگی آزمایشها، اندازه‌گیریها، ذکر شود.
ابتدا بهتر است که مفهوم نسبتاً صریحی از خوردگی داشته باشیم تا بتوانیم با روشی بیشتری در مرد طرق مبارزه با آن بحث نمائیم ، خوردگی تعاریف مختلفی دارد. این تعاریف هر کدام در مواردی صحت دارند و هر کدام فقط گوشه‌ای از مطلب را بیان می‌کند ما برای هدفی که در پیش داریم، در مورد یک لولة مدفون شده در خاک، خوردگی را یک پدیدة الکتروشیمیایی تعریف کرده و وجود اکسیژن را برای ادامة خوردگی ضروری محسوب می‌نماییم. با قبول این مزیت به بیان شرایطی می‌پردازیم که با واقع شدن آنها یک سل خوردگی می‌تواند فعالیت داشته باشد:
1- یک کاتد و یک آند باید وجود داشته باشد.
2- بین آند و کاتد اختلاف پتانسیل برقرار باشد.
3- یک رابط فلزی بین آند و کاتد وجود داشته باشد.
4- آند و کاتد در یک الکترولیت هادی باشند ، بدین معنی که مقداری از مولکولهای آب به صورت یون درآمده باشد،
حال برای یک لولة مدفون شده، کاتد که خود لوله است و آند بیشتر سیلیکون آیرن (silicon Iron) استفاده می‌شود. (شرط 1). برای برقراری اختلاف پتانسیل بین آند و کاتد از قوانین و یکسوکننده استفاده می‌شود. (شرط 1 (شرط 2) برای رابط فلزی خود لوله به صورت رابط فلزی عمل می‌کند و شرط چهارم با توجه به رطوبت خاک فراهم می‌شود.
اختلاف پتانسیل موجود بین آند و کاتد باعث بوجود آمدن جریان الکترونی از طرف آند به کاتد در مدار فلزی بین آند و کاتد خواهد گردید. در آند فلز با از دست دادن الکترون، تولید یون آهن با بار مثبت خواهد کرد که با OH موجود در آن حوالی تولید هیدروکسید دو ظرفیتی آهن به فرمول خواهد کرد. که با یک مرحله اکسید شدن به صورت زنگ آهن در خواهد آمد.
در ناحیة کاتدی تعداد الکترون اضافی از طرف آند تأمین شده است، این الکترونها با یونهای مثبت هیدروژن محیط، تولید گاز می‌کنند که به صورت لایه در اطراف کاتد در خواهد آمد و به قشر پلاریزاسیون موسوم است، با این تبدیل هیدروژن اتمی به هیدروژن گازی مقداری یون اضافی در ناحیه کاتدی بوجود خواهد آمد که سبب افزایش خاصیت بازی ناحیة کاتدی می‌شود.
چند نکته:
1- جهت جریان الکتریسیته (خلاف جهت حرکت الکترونها) در مدار فلزی از کاتد به آند خواهد بود.
2- جهت جریان در داخل الکترولیت از آند به کاتد خواهد بود.
3- خوردگی فلز در آند یعنی قطبی که جریان از آن به طرف الکترولیت خارج می‌شود اتفاق می‌افتد.
4- فلزی که جریان از محیط اطراف دریافت می‌کند خورده نمی‌شود.
- مقدمه:
خوردگی عامل تخریب است که باعث از بین رفتن فلزات وکاهش عمر آن می شود. بدین منظور جهت محافظت از فلزات باید سطوح فلزات در مقابل عوامل خوردگی مقاوم شوند. یکی از این روشها امکان پوشش دادن سطح است. جهت پوشش دادن از روشهای گوناگون استفاده می شود که یک از این روشها پوشش دادن بدون اعمال جریان است که فلزات مس ونیکل Cu,Ni)) به عنوان پوشش صنعتی کاربرد گسترده ای دارند.
2- پوشش دادن فلزات بدون اعمال جریان:
جهت پوشش دادن فلزات بدون اعمال جریان دو روش عمده وجود دارد که عبارتند:
1- روش غوطه وری 2- روش الکترولس
3- روش غوطه وری:
ساده ترین مثال، رسوب شیمیایی مس بر روی آهن است که با فرو بردن آهن در محلول سولفات مس یا نمک دیگری از مس ایجاد می شود. در این روش به وسیله سمانته کردن مس جای آهن را می گیرد. این روش چندان کاربرد عملی در پوشش دادن فلزات ندارد، زیرا پوشش حاصل نازک است و پس از پوشیده شدن کامل با مس فرآیند متوقف می شود. علاوه بر نازکی، پوشش متخلخل می باشد و چسبندگی آن نیز مطلوب نیست.
پوشش شیمیایی مس از جهت کاربرد صنعتی در دو مورد کاربرد دارد
- پوشش تزیینی قطعات فولادی
- پوشش ورقه ها و سیمهای فولادی به منظور حفاظت موقت و بهبود خاصیت روغنکاری در حین فرایندهای پرسکاری و کشش عمیق.
برای روشهای مختلف رسوب شیمیایی فلزات مثالهای متعددی وجود دارد از جمله، آلیاژهای مس رابا غوطه ور کردن در محلول نمکهای قلع دو ظرفیتی با قلع پوشش می دهند که به منظور کاربرد در عملیات لحیم کاری است. همچنین روی رابر روی آلومینیوم با فروبردن آلومینیوم درمحلولهای گرم و قلیایی زینکات پوشش می دهند تا بتوانند فلزات دیگری از قبیل مس، نیکل و کروم را برروی آن پوشش بدهند. قلع و نقره را می توان با روش شیمیایی بر روی فلزات دیگر پوشش داد و پوششی تزئینی به دست آورد.
4- الکترولس:
الکترولس یک نوع رسوب شیمیایی که به طور خود به خود روسطح فلزات اعمال می شود و ضخامت پوشش به طور خطی، مادام که ترکیب شیمیایی محلول تغییر نکرده است،اضافه می شود. این روش آبکاری الکترولس می باشد. فلزاتی که آنها را می توان به طور خود به خود پوشش داد عبارت اند از: مس، نیکل، آهن ، کبالت، نقره، طلا، پلاتین و پالادیم. از بین این فلزات مس و نیکل کاربرد زیادی دارند و در صنایع الکترونیک و یا برای فلزینه کاری پلاستیکها ، در آماده سازی آنها برای آبکاری الکترویکی، به کار می روند. نقره و طلا نیز به میزان محدودی در صنایع الکترونیک به کار می روند.
5- آبکاری الکترولس مس - نیکل :
آبکاری الکترولس مس و نیکل از محلولهای آبی نمکهای آنها انجام می شود. محلولهای قلیایی برای هر دو فلز به کار می رود و محلول اسیدی نیز ممکن است برای نیکل استفاده شود. عامل اصلی برای این حمامها مواد احیا کننده و بافر هستند، مواد پایدار کننده و تسریع کننده نیز ممکن است به حمامها افزوده شوند. مواد احیا کننده ای که در حمامهای مس به کار می روند فرمالدئید با هیدرازین هستند و از هیپوفسفیت و بوروهیدرید نیز در حمامهای نیکل استفاده می شود. حمامهای آبکاری الکترولس مس در دمای اتاق و یا کمی بیشتر از آن به کار می روند این حمامها تا حدودی ناپایدارند از این رو مواد احیا کننده تا قبل از استفاده از حمامها به آنها افزوده نمی شوند و بعد از کار با حمام ، آن را دور می ریزند.
حمامهای آبکاری الکترولس نیکل را در دمای 60 تا oc100 به کار می برند، این حمامها پایادارترند. می توان تمام مواد لازم برای این حمامها را تهیه کرد و در دمای اتاق ذخیره کرد و هم می توان به مدت طولانی با تنظیم ترکیب حمام آنها را به کار برد. در عمل فلز زمینه به عنوان کاتالیزور عمل می کند و باعث می شود تا ماده احیا کننده یونهای مس یا نیکل را احیا کند به طوری که همراه با رسوب، هیدروژن متصاعد شود. معادله ساده ای برای واکنش به شرح زیر است:
RA، ماده احیا کننده و RAO محصول اکسید شده است. مس به صورت فلز خالص رسوب می کند و احتمالا مقداری اکسید مس یک ظرفیتی دارد و سرعت آن 2 تا 12 میکرون در ساعت است. نیکل همراه با فسفر و یا بران ، بسته به نوع ماده احیا کننده و با سرعت 12 تا 30 میکرون در ساعت رسوب می کند.
آبکاری الکترولس بسیار گران است لیکن ضخامت رسوب به شکل قطعه بستگی ندارد ودر همه جا یکنواخت است.
چسبندگی پوشش به پیوند شیمیایی و چسبندگی مکانیکی بر اثر زبری سطح بستگی دارد و لایه آلیاژی تشکیل نمی شود مگر آن که با عملیات حرارتی عمل نفوذ صورت گیرد. قبل از آبکاری الکترولس باید عملیات دیگری با دقت روی قطعات انجام شود. فولاد را باید به طریق الکتریکی پاک و در اسید حک کاری کرد تا سطح آن در حد میکروسکوپی زبر شود.
در مورد غیر فلزات، نظیر پلاستیکها، لازم است که ابتدا سطح غیر فلز را از حالت دافع اب به حالت جاذب آن تبدیل کنیم و سطح را با استفاده از حلال یا حک کاری در اسید، در حد میکروسکوپی زبر کنیم. باید سطح را با کلرور پالادیم حساس کنیم و بشوییم وبعد در حمام ابکاری شیمیایی نیکل و یا مس فرو ببریم.
ضخامت پوششهای الکترولس چندین میکرون است، لیکن پوششهای غوطه وری بسیار نازک اند و ضخامت آنها معمولا در حدود چند نانومتر است. در صنعت به هر دو نوع (غوطه وری و الکترولس) نیاز است. هدف اولیه در ایجاد پوششهای غوطه وری کاهش انرژی آزاد سطحی و فعالیت سطوح فلزی می باشد. در حالی که در روش الکترولس ضخامت بیشتری ایجاد می شود. یکی از مزایای پوششهای حاصل از حمام الکترولس پوشاندن یکنواخت اشکال مختلف قطعات می باشد که در مقایسه با پوششهای الکترولیزی مهم است و لذا این دو فرایند در مقابل یکدیگر قرار می گیرند و با هم رقابت می کنند. از طرفی سرعت رسوب در روش آبکاری الکترولس خصوصا در مودر مس، کمتر از سرعت آن در روش الکترولیزی است. همچنین رسوبهای حاصل از حمام الکترولس معمولا بیشتر به صورت آلیاژی هستند تا به صورت خالص.
و بالاخره خواص فیزیکی نظیر سختی، خاصیت مغناطیسی و خواص کششی، پوششهای الکترولیزی و پوششهای حاصل از حمام الکترولس با هم فرق دارد. پوشش حاصل از حمام الکترولس بدون استفاده از جریان است و سطح فلز پایه باید با یک کاتالیزور آماده شود تا رسوب بعدی صورت گیرد. مادۀ احیا کنندۀ موجود در حمام ، روی خواص فیزیکی رسوب تأثیر می گذارد.
6- احیای نیکل از حمام های اسیدی:
این عمل در PH حدود 2/4 الی 6 انجام می شود و دما بین 65 تا oc90 می باشد. سرعت رسوب تابع دما و ترکیب حمام است. سرعت نشست در دمای oc90 بین 5/7 تا 38 میکرون بر ساعت است. رسوبات نیکلی حمامهای اسیدی بین 3 تا 15 درصد فسفر دارند و با افزایش PH مقدار فسفر در رسوب کاهش می یابد. همچنین افزایش غلظت هیپوفسفیت در حمام باعث افزایش مقدار فسفر در رسوب می شود. سرعت آلیاژ فسفر – نیکل به PH بستگی دارد. در PH کمتر از 5/3 عمل رسوب آهسته است و از نظر صنعتی مقبول نیست و لذا امروزه در صنعت از PH های بیشتر از 4 استفاده می شود.
سرعت رسوب عوامل زیادی در سرعت آبکاری از حمام اسیدی الکترولس نیکل دخالت دارند. متغیرهایی چون دما، غلظت نیکل و یونهای هیپو فسفیت بسیار مهم اند. واکنش انجام شده تقریبا به صورت زیر است:
البته در واکنش فوق رسوب همزمان فسفر منظور نشده است. از نظر موازنۀ مواد نیز 33% مادۀ احیا کننده صرف احیای نیکل و 67% آن برای احیای هیدروژن مصرف می شود. در حین فرایند رسوب نیکل مقدار زیادی هیدروژن آزاد می شود، سرعت رسوب نیکل تقریبا در دمای بین 60 تا oc 100 ، به ازای افزایش هر oc 15 دو برابر می شود از آنجا که موقع رسوب یا تصاعد هیدروژن محلول اسیدی تر می شود و با کاهش PH (کمتر از 4) سرعت رسوب افت می کند لذا از مواد بافر نیز باید استفاده شود. برخی از حمامهایی که عملا به کار می روند در جدول دیده می شود.
7- خواص فیزیک رسوبات نیکل از حمام های اسیدی:
از نظر سختی ، قابلیت انعطاف، چسبندگی و استحکام خستگی اختلاف زیادی بین خواص فیزیکی پوششهای نیکل و الکترولیزی وجود دارد. از نظر خاصیت مغناطیسی به نظر می رسد که به ترکیب شیمیایی حمام بستگی دارد. سختی نیز بین 350 تا H.V 700 متغیر است و با عملیات حرارتی رسوب در oc 400 می توان سختی را افزایش داد. اثر عملیات حرارتی روی سختی در شکل آمده است. تغییرات سختی بر حسب زمان و اثر عملیات حرارتی روی خواص سایشی در اشکال 2و 3 دیده می شود. استحکام و قابلیت انعطاف این پوششها به مقدار درصد فسفر آنها بستگی دارد که در شکل 4 دیده می شود بر طبق قابلیت انعطاف و استحکام پوشش با افزایش مقدار فسفر زیاد می شود.
شکل 1 – اثر عملیات حرارتی روی سختی پوشش نیکل حاصل از حمامهای الکترولس
شکل 2- تغییرات سختی پوشش نیکل حاصل از حمام الکترولس با زمان انیل کردن
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 13 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
• پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی مواد گرایش خوردگی و حفاظت مواد با عنوان: بررسی و آزمایشات تجربی مقاومت به خوردگی جوش با توجه به نوع الکترود و عیوب در سازه های فولادی
• دانشگاه تربیت مدرس
• استاد راهنما: دکتر فرشید مالک قاینی
• پژوهشگر: کورش کریم پور
• سال انتشار: بهار 1375
• فرمت فایل: PDF و شامل 209 صفحه
چکیــــده:
در این تحقیق، اطلاعات عملی خوردگی جوشکاری فولادهای ساختمانی (St37.2) با توجه به نوع الکترود و عیوب در آب حاوی 3.5% کلرید سدیم (آب دریای ساختگی) ارائه گردیده است.
نوع الکترودهای مصرفی با پوشش روتینی (E6013) و قلیائی (E7018 و E7018-1) می باشد و روش جوشکاری SMAW بوده است.
آزمایشات شامل پتانسیل سنجی به منظور بررسی رفتار آندی، کاتدی مناطق مختلف جوش و مقایسه این مناطق در سه نوع الکترود با یکدیگر و آزمایش بررسی خوردگی گالوانیک به روش (ZAR) با استفاده از یک آمپومتر با مقاومت داخلی صفر به منظور تعیین دانسیته جریان گالوانیک و همچنین آزمایش خوردگی شیاری و بازرسی فنی جوش می باشد.
بازرسی چشمی جوش نشان داد که سطح جوش می تواند دارای خوردگی بیش از مناطق نزدیک به فلز جوش می باشد و گرچه مناطق جوش تماماً در شرایط یکسان از لحاظ محیطی قرار داشتند اما ظاهر جوش دارای خوردگی های متفاوت بودند. بنابراین به نظر می رسد که عیوب جوش از لحاظ بریدگی کنار جوش، عدم نفوذ در ریشه، دویدگی مذاب، جنس سرباره های سطحی و دیگر عیوب سطحی قادرند در افزایش خوردگی موثر باشند.
قابل ذکر است که در آزمایشات مربوط به خوردگی شیاری بر اساس استاندارد 48-76GASTM حتی پس از یک ماه خوردگی شیاری مشاهد ه نگردید و نتایج به دست آمده از آزمایشات پتانسیل سنجی و دانسیته جریان گالوانیک نشان داده است که فنر جوش (WM) در حالت پس جوشکاری در الکترود E7018-1 به ترتیب از (WM) در الکترودهای E7018 و E6013 فعال تر و دارای خورندگی بیشتری است و در این مورد کیفیت سطح و الکترون دهی فنر عوامل بسیار مهمی هستند.
همچنین در مناطق مختلف جوش الکترودهای منطقه WM در کوپل گالوانیک با BM و HAZ به ترتیب دارای فعالیت و خورندگی بیشتری بوده است.
اگر چه هدف از آزمایش ، اطمینان از وقوع خوردگی مقاطع جوشکاری شده و انتخاب فلز جوش مناسب یا به عبارتی دیگر انتخاب الکترود مناسب به منظور کاهش میزان خوردگی گالوانیک بوده است و تاثیر کیفیت سطح به عنوان یک هدف اصلی در میزان خوردگی مد نظر نبوده است معهذا در نتیجه آزمایشات ملاحظه گردیده که ممکن است جوش، از لحاظ کیفیت ظاهر بر اساس بررسی چشمی استاندارد Awsd1.1 در مورد خواص مکانیکی جوش قابل قبول باشد اما از نقطه نظر خوردگی باعث افزایش سرعت خوردگی الکترودهایی که کمتر فعالند شود (نیاز به آزمایشات خاص در این مورد است) به هر جهت نتایج نشان می دهد که خوردگی در فولادهای ساختمانی معطوف به محل های جوشکاری شده می باشد که قادر است باعث کاهش استحکام مکانیکی طی چند سال گردیده لذا می بایستی سعی نمود که به انتخاب فنر جوش مناسب ضمن دستیابی به استحکام مکانیکی مطلوب ، مقاومت به خوردگی نیز بالا باشد.
______________________________
** توجه: خواهشمندیم در صورت هرگونه مشکل در روند خرید و دریافت فایل از طریق بخش پشتیبانی در سایت مشکل خود را گزارش دهید. **
** توجه: در صورت مشکل در باز شدن فایل PDF ، نام فایل را به انگلیسی Rename کنید. **
** درخواست پایان نامه:
با ارسال عنوان پایان نامه درخواستی خود به ایمیل civil.sellfile.ir@gmail.com پس از قرار گرفتن پایان نامه در سایت به راحتی اقدام به خرید و دریافت پایان نامه مورد نظر خود نمایید. **
خلاصه پایان نامه: