کتاب ممانعت کننده های سبز خوردگی

۱. خوردگی و انواع آن (Corrosion and Its Types)
تعریف خوردگی

تخریب یا از بین رفتن یک ماده (معمولاً فلز) بر اثر واکنش با محیط اطراف.

انواع اصلی خوردگی
۱) خوردگی یکنواخت (Uniform Corrosion)

خوردگی یکسان در کل سطح

ساده‌ترین و قابل‌پیش‌بینی‌ترین نوع خوردگی

2) خوردگی گالوانیکی (Galvanic Corrosion)

بین دو فلز با پتانسیل متفاوت

فلز کمتر نجیب → آند → خورده می‌شود

3) خوردگی حفره‌ای (Pitting Corrosion)

ایجاد حفره‌های عمیق

بسیار خطرناک زیرا قابل تشخیص سطحی نیست

4) خوردگی شیاری (Crevice Corrosion)

در شکاف‌ها یا نواحی ساکن محلول

5) خوردگی بین‌دانه‌ای

در مرزدانه‌ها، اغلب ناشی از رسوب کاربیدها

6) ترک‌زایی تنشی-خوردگی (SCC)

هم‌زمانی تنش + محیط خورنده

7) خوردگی رسوبی / فرسایشی

ناشی از سرعت بالای سیال و سایش سطح

8) خوردگی میکروبی (MIC)

توسط باکتری‌ها، به‌ویژه SRB

۲. اصول الکتروشیمیایی و پایش خوردگی
مبانی الکتروشیمی خوردگی

خوردگی فرایندی آندی و کاتدی است

معادلات پایه:

اکسیداسیون فلز:

𝑀
→
𝑀
𝑛
+
+
𝑛
𝑒
−
M→M
n+
+ne
−

واکنش کاتدی: اکسیژن، هیدروژن یا آب

پتانسیل خوردگی (Ecorr)

نقطه‌ای که جریان آندی = جریان کاتدی

سرعت خوردگی (Corrosion Rate)

وابسته به چگالی جریان خوردگی (icorr)

روش‌های پایش خوردگی

روش‌های الکتروشیمیایی:

پلاریزاسیون پتانسیواستاتیک و گالوانواستاتیک

پلاریزاسیون خطی (LPR)

طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS)

روش‌های فیزیکی:

کوپن‌های وزنی

پروب‌های مقاومتی

روش‌های غیرمخرب:

UT، رادیوگرافی، جریان گردابی، کوپن گیر

۳. نقش جذب در ممانعت‌کنندگی از خوردگی

ممانعت‌کننده‌ها معمولاً از طریق جذب (Adsorption) روی سطح فلز اثر می‌گذارند.

مکانیسم‌های جذب:

جذب فیزیکی (Physisorption)

نیروهای واندروالس

وابسته به دما (در دماهای پایین مؤثرتر)

جذب شیمیایی (Chemisorption)

تشکیل پیوند کووالانسی/یونی

پایدارتر و مؤثرتر

مدل‌های جذب:

لانگمویر (Langmuir)

فروندلیچ (Freundlich)

تمکین (Temkin)

۴. ممانعت از خوردگی: تئوری و کاربرد
اهداف ممانعت از خوردگی

کاهش سرعت خوردگی

محافظت از سطوح فلزی

افزایش عمر تجهیزات و سازه‌ها

روش‌های جلوگیری

استفاده از مواد ممانعت‌کننده (Inhibitors)

پوشش‌ها (Coatings)

کاتدیک پروتکشن

طراحی مناسب تجهیزات

۵. مکانیسم‌های ممانعت از خوردگی
۱) ممانعت آندی (Anodic)

تشکیل فیلم محافظ در نواحی آندی

خطرناک اگر مقدار ناکافی باشد (تمرکز خوردگی)

۲) ممانعت کاتدی (Cathodic)

کند کردن واکنش کاهش اکسیژن یا هیدروژن

۳) ممانعت مخلوط (Mixed)

مهار هر دو واکنش آندی و کاتدی

رایج‌ترین حالت

۴) مکانیسم فیلم‌سازی

ایجاد لایه محافظ: آلی یا معدنی

۵) ممانعت‌کننده‌های جذبی

جذب روی سطح فلز و تشکیل لایه پایدار

معمولاً ترکیبات آلی با:

N

O

S

حلقه آروماتیک

۶. کاربردهای صنعتی ممانعت از خوردگی
صنایع مهم:

نفت و گاز:

خطوط لوله، چاه‌ها، مخازن

انحلال CO₂، H₂S و تشکیل اسید کربنیک

نیروگاه‌ها:

دیگ‌های بخار، برج‌های خنک‌کننده

صنایع شیمیایی:

اسیدها، بازها، محلول‌های یون‌دار

خودروسازی و تجهیزات فلزی:

ضدیخ‌ها، خنک‌کننده‌ها

تصفیه آب:

کنترل خوردگی در سیستم‌های بسته

۷. ممانعت‌کننده‌های خوردگی سازگار با محیط زیست (Green Corrosion Inhibitors)
چرا مهم هستند؟

نگرانی‌های زیست‌محیطی

جایگزینی ترکیبات سمی (مثل کرومات‌ها)

ویژگی‌ها:

زیست‌تخریب‌پذیر

غیرسمی

تجدیدپذیر

منابع:

عصاره‌های گیاهی:

حاوی آلکالوئیدها، فلاونوئیدها، تانن‌ها

مواد بیوپلیمری:

کیتوزان، آلژینات

مشتقات آمینو اسیدها

بازدارنده‌های سبز برای محیط‌های NaCl، اسیدی و CO₂

کاربردها:

خطوط لوله

برج‌های خنک‌کننده

مخازن آب شور

سیستم‌های بسته حرارتی