اصول مهندسی صنایع غذایی - خوردگی

"ALPHA"

دستیار مدیر مهندسی کشاورزی , صنایع غذایی
کاربر ممتاز
خوردگی
5-2- خوردگی اثر تخریبی محیط بر فلزات و آلیاژها می‌‌باشد. 5-2-1- انواع خوردگی


الف) خوردگی در نتیجه اکسایش
بسیاری از فلزات در صورت تماس با اکسیژن به سرعت لایه­ای از اکسید در سطح خود تشکیل می­دهند. خوردگی اغلب فلزات در نتیجه اکسایش معمولاً بسیار کند و تدریجی می­باشد. در صورت حضور رطوبت و دی اکسیدکربن و دودهای شیمیایی، این فرآیند تشدید
می­گردد. برای جلوگیری از خوردگی فلزات در نتیجه اکسایش معمولاً از فلزات و آلیاژهای مقاوم در برابر این نوع خوردگی استفاده می­شود. در مواردی نیز سطح فلزات با لایه­ای از مواد مقاوم در برابر اکسایش پوشانده می­شود. به­عنوان مثال برای جلوگیری از زنگ زدن آهن می­توان آن را با لایه­ای از قلع پوشاند.

ب) خوردگی الکتروشیمیایی
در نتیجه تشکیل یک پیل الکتروشیمیایی بوقوع می­پیوندد. انواع مختلف خوردگی الکتروشیمیایی با توجه به مکانیسم آنها و نحوه تشکیل پیل­های الکتروشیمایی عبارتند از:

ب-1- خوردگی الکترولیتیک
: این نوع خوردگی در محیط­های آبی و در حضور یک الکترولیت، در صورت وجود جریان الکتریکی در سیستم صورت می­گیرد. قسمتی از فلز به­صورت آند عمل کرده و در آن، فلز در حال خوردگی با از دست دادن الکترون به محلول الکترولیت وارد می­شود. الکترون­های مذکور به موضع کاتدی منتقل شده و در آنجا مصرف می­شوند. این عمل طی یک واکنش احیا انجام می­گیرد.
در محیط­های اسیدی، مصرف الکترون­ها به متصاعد شدن هیدروژن منجر شده و در محیط­های غیراسیدی به تشکیل یون­های هیدروکسیل ودر نتیجه احیای مولکول­های اکسیژن موجود در محلول منتهی می­گردد.

ب-2- خوردگی گالوانیک
: در حقیقت نوعی خوردگی الکترولیتیک است که به علت نامتجانس بودن فلزات مسئول تشکیل پیل، معمولاً در رده دیگری مورد بررسی قرار می­گیرد. هر گاه دو الکترود فلزی نامتجانس در یک محلول قرار گیرند، با توجه به لیست طبقه­بندی مواد براساس نیروی الکتروموتیو آنها، فلز فعال­تر تمایل به جایگزینی فلز دیگر خواهد داشت. مثلاً در خوردگی گالوانیک ورق­ها و لوله­های گالوانیزه، فلز روی مورد استفاده برای گالوانیزه کردن آهن، به علت فعال­تر بودن از آهن ضمن تشکیل یک پیل گالوانیک از خورده شدن آهن جلوگیری می­کند.

ب-3- خوردگی در نتیجه اختلاف غلظت
: این نوع خوردگی در فلزاتی که با الکترولیت­های متفاوت تماس دارند با تشکیل یک پیل غلظتی صورت می­گیرد.
به­عنوان مثال، خوردگی خط لوله­های زیر زمینی که با خاک­هایی دارای ترکیبات متفاوت در تماس هستند از این نوع است. خوردگی فلزات در نتیجه اختلاف غلظت نیز به جریان الکتریکی خارجی نیاز نداشته و خود مولد جریان می­باشد.

ج) خوردگی مکانیکی:
خوردگی مکانیکی فلزات در مواردی به­علت سایش مداوم قطعات متحرک و در مواردی دیگر به علت تنش بیش از حد ایجاد می­شود.

د) خوردگي دوفلزي (گالوانيك):
زماني كه دو فلز غيرهم­جنس كه در تماس الكتريكي با يكديگر هستند و در معرض يك محلول هادي قرار مي­گيرند، فلز مقاوم­تر خورده نشده و متعاقباً سرعت خوردگي فلز فعال­تر كه مقاومت خوردگي كمتري دارد، افزايش مي­يابد. به علت وجود جريان­هاي الكتريكي بين فلزات غيرهمجنس، اين نوع خوردگي، گالوانيك يا دو فلزي ناميده مي­شود.

5-2-2- فاکتورهای موثردر خوردگی

الف) مصونیت
: به­طورکلی فلزاتی که در جدول­های
طبقه­بندی الکتروشیمایی پتانسیل در سطح پایین­تری قرار دارند، تمایل و گرایش نسبی کمتری به یونیزه شدن و انحلال نشان داده و می­توان گفت که در برابر خوردگی، صرف­نظر از استحکام مکانیکی آنها، به­­طور نسبی مصون­تر می­باشند.

ب) فیلم یا لایه محافظ
:لایه­های محافظ سطحی در صورتی که بتوانند از ورود فلز جلوگیری کنند، باعث توقف واکنش خواهند شد. پتانسیل خارجی، پتانسیل داخلی و اکسیژن نیز مؤثرند.

ج) درجه­ خلوص فلز
: هرچه فلز خالص­تر باشد و ناهمگني كم­تري داشته باشد، ديرتر خورده مي­شود.

د) تغييرات فيزيكي و مكانيكي فلز


ه) غلظت ماده مؤثر و جنس آن (عامل خورنده)


و) مقدار اكسيژن


ز)
pH محيط

ح) درجه حرارت




5-2-3- روش­های جلوگیری از خوردگی


الف) جداسازی یا ایزولاسیون: در این روش سعی بر این است که سطح فلز از محیط خورنده به­طور کامل و صددرصد به­وسیله پوششی از یک ماده مقاوم و مصون از خوردگی جدا شود. پوشش­های مورد استفاده ممکن است از نوع فلزی یا غیرفلزی باشند.

ب) محافظت کاتدی
: محافظت کاتدی فلزات در برابر خوردگی به دو دسته تقسیم می­شود:
ب- 1- استفاده از یک جریان ضعیف الکتریکی یک سو یا DC به نحوی که فلز نتواند به­عنوان آند عمل کند.
ب-2- استفاده از یک آند فداشونده یا قربانی: در این روش برای جلوگیری از خوردگی یک فلز، از فلز
فعال­تری به­عنوان آند خوردگی گالوانیک استفاده
می­شود. به این ترتیب این آند به­تدریج مصرف شده و از بین رفته و مجدداً جایگزین می­گردد. منیزیم به­عنوان یک آند ازبین رونده در سطح وسیعی برای حفاظت سطوح فولادی مورد استفاده قرار می­گیرد. همچنین برای حفاظت مخازن فولادی در برابر محلول­های خورنده­ای مانند کلرین می­توان از میله­های آلومینیومی به­عنوان آند فداشونده استفاده کرد.

منبع: دانشنامه صنایع غذایی، دکتر سید مهدی جعفری و همکاران
 
بالا