محمد_قسیم_باور_مراد
لیکنې
فرسا یش فلزات وطرق جلوگیری فرسايش يا خوردگي معمولاٌ به فلزات ارتباط داده ميشود، اما سنگ،چوب،موادپوليمیري وغيره نیز درمعرض فرسايش قرار مي گيرند. فرسايش فلزات طبق قوانين طبيعت صورت مي گيرد وبه همين اساس ازبين بردن کلی آن ممكن نيست، اما ممكن است جلو پيشرفت سريع آن گرفته شود. پرابلم جلو گيري از فرسايش فلزات ازهمان آغاز استفاده از آنها عرض وجود مینماید. در ابتداء مردم تلاش مي كردند با استفاده از چربي هاي مختلف فلزات را از تأثيرات ناگوار اتموسفير محافظت نمايند،اما به مرور زمان آهسته آهسته تجربه وفهم مردم بيشترشده وشيوه هاي ديگرجلوگیری ازفرسایش چون ملمع کاری و پوشش آنها توسط فلزات مانند قلعی،مس، المونیم وغیره رايج شده است. مواد فلزی نظربه محیط ماحول ازاثرتعامل کیمیاوی مورد تخریب خود بخودی قرارمیگیرند که این عملیه بنام Corrosion (کلمهٔ لاتینی “Corrodere” خورده شدن یا فرسایش) یاد میشود. فرسايش عبارت ازتعامل كيمياوي فلزات با محيط ماحول است كه سبب تخريب آنها ميشود. درعمليه فرسايش فلزات، اكسيد يشن هتروجني فلز به وقوع مي پيوند د كه سبب ارجاع آنها ميگرد د(5). فرسایش فلزات یا خوردگی پدیدهٔ خوبخودی است که انسان ازبدوپیدایش فلزات با آن روبرواست. پد یدهٔ فرسایش خود بخودی فلزات به مفهوم ترمود ینامیکی آن درجهتی پیش میــرود تا فلزراکاملاتخریب نماید. اگرآهن دراتموسفیرهوا قرار داده شود، سطح خارجی آنرا زنگ می زند یعنی درنتیجهٔ عملیهٔ اکسید یشن ،اکسا ید آهن تشکیل می گردد که یک نوع خوردگی یا زنگ آهن است وپديده خود بخودی میباشد. هرعملیهٔ خود بخودی درصد د میبا شد تا به حالت اولیهٔ خود بازگردد، زیرا بازگشت به حالت اولیه یک مسیرخود بخودی و طبیعی است، اما عملیهٔ غیرخود بخودی مانند استخراج فلزات مختلف از معادن مربوطه نیاز به صرف انرِژی، هزینه ومواد ویژه دارد. پس فلزات استخراج شده میل دارند تا به حالت اصلی و اولی خود بازگردند. انواع عمده فرسايش فلزات عبارت از فرسايش درگازات (فرسايش گازي) وفرسايش درمحلول هاي الكتروليت (فرسايش الكتروکیمیاوی) است. فرسايش يا خوردگي فلزات درنتيجه تعاملات كيمياوي والكتروکیمیاوی فلزات با محيط ماحول صورت میگیرد. فرسايش كيمياوي عبارت ازتعامل سطح فلزبا محيط ماحول است كه درسطح جدائي فاز باعث به وجود آمدن پروسه هاي الكتروکیمیاوی نمي گردد. نمونه ساده فرسايش كيــــمياوي عبارت ازتعامل آهن با اكسيجن است كه تحت درجه معين حرارت صورت مي گيرد وباعث تشكيل اكسايد مربوطه ميشود: 2 Fe2O3 .2H2O	4 Fe  +3 O2 +2H2O اكسايد تشكيل شده آهن (2Fe2O3.2H2O) عبارت از زنگ آهن یا خورده شدن آهن به شكل پودر داراي رنگ روشن نصواري مي باشد. اكثرفلزات درمحیط ماحول توسط پردۀ ضخيم از اكسايد مربوط پوشا نیده ميشوند كه مانع نفوذ اكسيجن هوا و آب به عمق فلز ميگردد و به اين وسيله از اكسيد يشن بعدي آنها جلو گيري به عمل مي آيد (2). فرسایش فلزات درمحیط تیزابی ازاثر به وجود آمدن عنصرگالوانيكي رخ مي دهد،که این يكنوع تخريب الكتروکیمیاوی است.اگر دو فلز داراي پوتنسيال متفاوت اكسيد يشني- ريدكشني دريك محلول الكتروليت مانند آب باران داراي كاربن داي اكسايد منحل باهم درتماس قرارگیرند،دراين صورت عنصرگالوانيكي يا عنصر فرسايشي به وجود مي آيد. عنصر فرسايشي نه تنها درصورت تماس دوفلز جداگانه به وجود مي آيد، بلكه درصورتیكه ساختمان سطح خارجي عين فلز يكسان نباشد، نيز تشكيل ميگردد. فرسايش الكتروکیمیاوی شامل فرسايش هاي هايدروجني واكسيجني ميباشد. اگر آيون هاي H3O+ و يا ماليكول آب (H2O) ارجاع شوند ، دراين صورت گفته ميشود كه فرسايش هايدروجني رخ داده است. پروسه ارجاع شدن آيون هاي ياد شده طبق شيماي ذيل صورت مي گيرد: 2H3O+ + 2e-              2H2O + H2 2H2O  +2e-                       2OH-  +  H2      يا هایدروجن درمحيط هاي خنثي يا قلوي قوي آزاد نمي گردد، بلكه اكسيجن ارجاع میشود. دراين صورت گفته ميشود كه فرسايش اكسيجنی به وقوع پيوسته است. شيماي آن قرارذيل است: O2 +2H2O  + 4e-              4OH- فرسايش گازي در حرارت هاي بلند، هنگامي كه تراكم رطوبت به سطح فلز ناممكن باشد، صورت مي گيرد.پوشش داش ها،پرزه هاي انجن هاي احتراق داخلي وغيره درمــــــعرض فرسايش گازي قرارميگيرند(3). فلزاتي كه ازاثرحرارت موردتغیيرشكل قرارميگيرند نيزبه فرسايش گازي مواجه ميشوند. درنتيجه فرسايش گازي درسطح فلزات مركبات مربوطه مانند اكسايد ها،سلفايدها وامثال آنها تشكيل ميشوند. موارد فرسايش درمحلول هاي آبي ارتباط به فرسايش الکتروکیمیاوی دارد.به طورمثال، قسمــت هاي زيرآب كشتي ها، ديگ هاي بخار، نل هاي زيرزميني وغيره مورد فرسايش الكتروکیمیاوی قرارمي گيرند. فرسايش فلزات دراتموسفيرمرطوب نيزازجمله فرسايش الكتروکیمیاوی است.درنتيجه فرسايش الكتروکیمیاوی اكسيد يشن فلز ميتواند باعث تشكيل محصولات غيرمنحل( مانند زنگ) و يا انتقال فلز به محلول به شكل آيونها شود. فرسايش در آبهاي طبيعي، محلول ها، فرسايش اتموسفيري، فرسايش درخاك وفرسايش تماسي (كانتكتي) ازجمله مهمترين موارد فرسايش الكتروکیمیاوی اند (1). فرسايش پديده نا مطلوب است واگر ازآن جلوگيري نگردد، زيان هاي بزرگ اقتصاد ي را درقبال خواهد داشت.اخرين ارقام موجود نشان ميدهدكه مخارج سالانه مبارزه با فرسايش فلزات درايالات متحده امريكا 3‚1% ودركشورآ لمان اين رقم 8‚2% عايد ملي راتشكيل مي دهد.درمجموع مخارج مبارزه با خوردگي فلزات دركشورهاي پيشرفته صنعتي از2الي 4% عايدات ملي شان رااحتوا میکند. برآوردي كه درمورد اضرار فرسايش فلزات صورت گرفته، نشان مي دهد كه هزينه آن درسطح جهان سالانه بالغ برپنج ميليارد دالراست(4). ضايع شدن نفت ياگازازلوله هايیكه درمعرض فرسايش قرارگرفته اند، گنديدن مواد خوراكي،ازدست رفتن صحت و در برخی حالات حيات انسانها وغيره مواردي اند كه علت آنرا فرسايش فلزات تشكيل ميدهد، لذا مبارزه دربرابر فرسايش يك امرمهم اقتصاد ملي كشورها راتشكيل داده واز همين جهت براي مبارزه با پديده فرسايش مصارف هنگفت مالي صورت مي گيرد. فرسايش فلزات سبب كاهش اطمینانيت كارپرزه جات،دستگاه ها،تأسيسات بزرگ صنعتي،وسايل وتجهيزات عرصه هاي صنايع خفيفه ,ثقیله وغيره ميشود. خوردگي فلزات همچنان باعث بروز ناخالصي ها درمحصولات توليدي شده واز كيفيت آنها مي كاهد. درنتيجه فرسايش فلزات سالانه 1,5—2% ذخاير جهاني فلزات ازدست ميروند. چنانچه درسال 1974 درشوروي سابق 14 ميلياردروبل ودرسال1975 درايالات متحده امريكا مبلغ 15 ميليارد دالر به منظورجلوگيري ازفرسايش فلزات به مصرف رسيده است(7). بيشترين ضررفرسايش هزينه هاي است كه براي جلو گيري ازآن تحميل ميشود.بناءٌ فرسايش فلزات صدمه بزرگ را برپيكر اقتصاد جهاني وارد مي نمايد وبراي كاهش اضرار آن لازم است مساعي دوامدار به خرچ داده شود. طرق متعد د مقابله با فرسايش يا خوردگي فلزات وجود دارد كه برخي از آنها مختصراٌ تذكر داده مي شود: 	 ساده ترين راه مقابله با خوردگي پوشش فلزات توسط يك لايه رنگ است. با استفاده ازرنگها به صورت استر و رويه ارتباط فلز با محيط تا اندازه اي قطع ميگردد و در نتيجه موجب محافظت عناصر فلزي ميشود. 	پوشش هاي فاسفاتي وكروماتي وسيله ديگري اســـــت كه ازفرسايش فلزات جلوگيري ميكند.چون فسفات ها وكروماتها غيرمنحل اند،لذا با استفاده ازمحلول هاي مثل تیزاب گوگــــــردبامقدارمعين ازنمك هاي فسفات يا كرومات قسمت سطحي فلزرا تبديل بــــه فسفات يا كرومات آن فلز مي كنند.درنتيجه فسفاتهاوكرومات ها به سطح فلز چسپيده و به حيث پوشش هاي محافظوی در محيط هاي خنثي ميتوانند كارائي داشته باشند. پوشش هاي فسفات و كرومات بيشتر به اين دليل فراهم ميشوند كه بالاي آنها بتوان پوششهاي رنگ رابرروي قطعات فلزي به كاربرد.پس پوششهاي متذكره به عنوان استر نيزمورد استفاده قرار گرفته ميتوانند، زيرا كه وجود اين پوشش ها ارتباط رنگ را با فلز محكمتر مي سازد. نا گفته نبايد گذاشت كه رنگ ها كم وبيش داراي تخلخل اند و اگر این مطلب مد نظرگرفته نشود، دسترسي به هدف جلو گيري ازخوردگي برآورده نمی شود. 	نشكيل اكسايد هاي بعضي فلزات برسطح آنها نيزازخوردگي جلو گيري ميكند. به طور مثال اكسايد المونيم برروي فلز المونيم مي چسپد كه مانع تأ ثيرات اتموسفير بالاي آن ميشود و مقاومت خوب در مقابل خوردگي دارد. همچنين توسط عمليه الكتروليز آهن رابه اكسايد آهن سياه رنگ تبديل مي كنند كه در برابر خوردگي مقاومت بیشتر دارد. 	پوشش قلعي نيزبراي جلوگيري از خوردگي درصنعت مورداستفاده قرارميگيرد،زيرا قلعي از جمله فلزاتي است كه به آساني اكسيد يشن شده واز طريق ايجاد اكسايد آن در مقابل تأثيرات اتموسفيراز خود مقاومت نشان مي دهد ودرمحيط هاي بسيارمـــــخرب  ( تيزابي وقلوي) پايداري قابل ملاحظه دارد.به همين سبب درمواردي خاصي كـــــــه فرسايش قابل كنترول نباشدازپوششهاي قلعي استفاده ميشود. پوشش هاي قلعي عمدتاٌ در صنعت كنسروسازي بر روي ظروف آهني به كار برده ميشوند. 	يكي ازراه هاي مؤثر مقابله با فرسايش وارد كردن تغیيرات درمحيط فرسايشي است. اين شيوه زماني به كاربرده ميشودكه جسم دفاع شونده درحجم محدودمايع قراربگيرد. موادیكه دراينصورت به محيط علاوه ميگردد،سرعت عمليه خوردگــي يا فرسايش را كاهش ميدهد.اين مواد كه به نام انگيبيترها (بطي كننده ها يا سد کننده ها) ياد ميشوند، به مقداركم هم ميتوانند درمحيط هاي گوناگون تعاملات كيمياوي راكند ويا حتا متوقف سازند. پروسه فرسايش فلزات كه يكي ازانواع تعاملات كيمياوي است،ممكن است به وسيله بطي كننده هاتحت تأثيرقرارگرفته وازسرعت آن كاسته شود. تصورات معاصرحاكي ازآن است كه بطي كننده هابالاي سطح فلزجذب گرديده وباعث كندي پروسه فرسايش ياخوردگي فلزات ميشوند. بادرنظر داشت ماهيت فلزومحلول ازبـــــــطــــي كننده هاي مختلف مانند سود يم نايترايد،پتاشيم كروميت يا داي كروميت،سوديم فاسفيت،بعـــضي مواد پوليميري وغيره استفاده صورت میگیرد. ارقام سال 1980 نشان مـــي دهد كه تعدادبطي كننده هاي تعاملات كيمياوي كه درمواردگوناگون مورداستفاده قرارميگيرند بالغ بر5000 است(6).