آیا فولاد کربنی می تواند خیس شود؟ خطر زنگ زدگی، قوانین خشک کردن و حفاظت از خدمات مرطوب

وقتی فولاد کربنی خیس می شود چه اتفاقی می افتد؟

فولاد کربنی زنگ می زند زیرا حاوی آهن است، فلزی که به راحتی با اکسیژن واکنش می دهد. هنگامی که آهن در معرض اکسیژن و آب یا حتی در معرض رطوبت بالا قرار می گیرد، اکسیداسیون شروع می شود و اکسید آهن هیدراته روی سطح تشکیل می شود. آن محصول همان چیزی است که معمولاً زنگ زدگی نامیده می شود. این واکنش به هر سه ماده نیاز دارد، به همین دلیل است که فولاد خشک را می‌توان برای سال‌ها ذخیره کرد و فولاد مرطوب می‌تواند در عرض چند ساعت رنگ‌آمیزی نشان دهد.

کیفیت آب میزان را به طور چشمگیری تغییر می دهد. نمک حل شده در آب، چه از جو دریایی و چه از اسپری یخ زدایی جاده، رسانایی الکترولیت را افزایش می دهد و واکنش الکتروشیمیایی را به شدت تسریع می کند. آب فرآیند اسیدی یا حاوی کلرید دوباره تهاجمی تر است. خوردگی اتمسفر فولاد معمولاً زیر رطوبت نسبی حدود 60 درصد ناچیز است و بیش از 80 درصد قابل توجه است، به همین دلیل است که تراکم در فضاهای بسته آسیب بیشتری نسبت به باران های گاه به گاه که می بارد و خشک می شود.

مرطوب کردن کوتاه مدت در مقابل سرویس مرطوب دائمی

خیس شدن به خودی خود یک شکست نیست. فولاد در طول عمر کاری خود شسته، شیلنگ و باران می‌بارد. مشکل آب است که می ماند. دو شرط بیشترین آسیب قابل اجتناب را ایجاد می کند:

آب حبس شده در شکاف ها.اتصالات لبه، اتصالات پیچ‌دار، ریشه‌های نخ و شکاف بین لوله و تکیه‌گاه آن، لایه‌ای از آب را نگه می‌دارند که تخلیه نمی‌شود و قبل از اینکه سطح اطراف هرگونه نشانه‌ای از حمله نشان دهد، خورده می‌شوند.

عایق و پوشش های مرطوب.هنگامی که رطوبت وارد عایق می شود یا به فولاد زیر پوشش آسیب دیده می رسد، اکسیژن در زیر پوشش تخلیه می شود و خوردگی موضعی و عمیق می شود تا یکنواخت. این مکانیسم یکی از دلایل اصلی از بین رفتن غیرمنتظره دیوار در خطوط لوله عایق است.

قانون حمل و نقل زیر ساده است: اگر سطح به طور کامل و سریع خشک شود، به ویژه در شکاف ها، نخ ها و اتصالات، تماس کوتاه قابل قبول است. آب ایستاده، آبگیر و رطوبت طولانی مدت برای فولاد کربنی بدون پوشش قابل قبول نیست.

حفاظت از فولاد کربنی در سرویس مرطوب

در جایی که فولاد به طور مداوم خیس می شود، حفاظت باید در آن طراحی شود تا بعدا اعمال شود.

سیستم های پوشش فقط در صورتی کار می کنند که دست نخورده بمانند. اتصالات مزرعه، انتهای بریده شده، نواحی جوش و مکان هایی که لوله به طور تقریبی در آن جابجا شده است باید با مواد سازگار تعمیر شوند و خطوط مدفون در طراحی حفاظت کاتدی نیاز به پوشش تعطیلات دارند.

جزئیات طراحی که فولاد را خشک نگه می دارد

بیشتر خوردگی یک مشکل جزئیات است. زهکشی باید به گونه ای طراحی شود که آب نتواند بر روی فولاد نشسته یا وارد یک اتصال شود. تکیه گاه ها باید به گونه ای چیده شوند که یک لوله به جای روی آن، بالای سطح قرار گیرد و در مواردی که تکیه گاه اجتناب ناپذیر است، باید از یک پد سایش یا یک سطح روکش دار استفاده شود. تهویه فضاهای بسته از تراکم تشکیل شده در هنگام برخورد هوای مرطوب گرم با سطح فولاد سرد جلوگیری می کند. در جایی که فولاد به طور متناوب خیس می شود، یک روکش گالوانیزه یا رنگ شده فاصله بین بازرسی ها را افزایش می دهد اما جایگزین زهکشی نمی شود.

محدودیت های حرارتی و بازرسی

رطوبت و گرما با هم تعامل دارند. فولاد کربنی در حدود 1370 تا 1510 درجه سانتیگراد ذوب می شود، که بسیار بالاتر از هر شرایط معمولی است، اما خواصی که در عمل اهمیت دارند، بسیار زیر ذوب از بین می روند: خنک شدن سریع پس از قرار گرفتن در معرض دمای بالا، فولاد را سخت و شکننده می کند، در حالی که خنک شدن آهسته آن را نرم می کند. در جایی که لبه های جوش داده شده یا برش شعله در معرض خدمات خورنده مرطوب قرار می گیرند، ناحیه متاثر از حرارت باید در مشخصات پوشش محافظ در نظر گرفته شود زیرا اغلب اولین ناحیه ای است که خورده می شود. بازرسی فولاد مرطوب به بررسی بصری خارجی، ارزیابی وضعیت پوشش، و اندازه‌گیری اولتراسونیک ضخامت دیواره باقی‌مانده در مکان‌هایی که توسط بررسی خوردگی شناسایی شده است، متکی است.

سوالات متداول

س: آیا فولاد کربنی می تواند خیس شود؟
بله، اما نباید خیس بماند. اگر سطح به طور کامل و به سرعت خشک شود، تماس کوتاه قابل قبول است. آسیب زمانی شروع می شود که آب روی سطح باقی می ماند، زیرا این اجازه می دهد تا اکسیداسیون شروع شود و ادامه یابد.

س: چه چیزی باعث زنگ زدگی فولاد کربنی می شود؟
آهن موجود در فولاد هم با اکسیژن و هم با آب واکنش می دهد و اکسید آهن هیدراته را تشکیل می دهد. نمک با افزایش رسانایی آب واکنش را تسریع می کند و آب اسیدی یا حاوی کلرید دوباره تهاجمی تر است.

س: آیا فولاد کربنی می تواند خیلی داغ شود؟
بله. اگرچه فقط در حدود 1370 تا 1510 درجه سانتیگراد ذوب می شود، خنک شدن سریع ناشی از دمای بالا باعث سفت و شکننده شدن آن می شود، در حالی که خنک شدن آهسته آن را نرم و استحکام را کاهش می دهد. هر دو نتیجه گرمایش کنترل نشده به جای دمای معمولی سرویس هستند.

س: فولاد در چه رطوبتی شروع به زنگ زدگی می کند؟
خوردگی اتمسفر عموماً زیر حدود 60 درصد رطوبت نسبی ناچیز است و بیش از 80 درصد قابل توجه است. بنابراین، چگالش در فضاهای بسته، بیشتر از بارانی است که از سطحی که آزادانه تخلیه می‌شود، آسیب‌رسان است.

س: فولاد کربنی مرطوب چگونه باید خشک شود؟
ابتدا آب راکد را بردارید، سپس سطح را از جمله شکاف‌ها، ریشه‌های نخ و شکاف‌های مفصلی را خشک کنید و قبل از عملیات بعدی یک پوشش محافظ یا لایه‌ای از روغن اعمال کنید که سطح در معرض دید قرار گیرد. خشک کردن تنها سطوح مسطح قابل مشاهده، آسیب پذیرترین مناطق را مرطوب می کند.

س: آیا می توان از فولاد کربنی روکش شده در سرویس آب دائمی استفاده کرد؟
بله. پوشش ملات سیمانی، پوشش‌های اپوکسی داخلی تایید شده، اپوکسی باند فیوژن و سیستم‌های پلی اتیلن سه لایه، همگی برای سرویس‌های مداوم مرطوب و غوطه‌ور استفاده می‌شوند، که عموماً توسط حفاظت کاتدی در جایی که سازه مدفون یا غوطه‌ور می‌شود پشتیبانی می‌شود.