خوردگی در صنایع کشاورزی و باغداری
1. مقدمه
کشاورزی و باغداری به همراه یکدیگر، یکی از بزرگترین بخشهای صنعت هرکشوری را به خود اختصاص داده اند. این صنایع، صنایع کلان بوده و بسته به میزان فعالیت هربخش، سرمایه گذاری متغیری را شامل می شوند. معمولا سرمایه گذاری های کلان در قسمتی صورت می گیرد که سازه ها و قطعاتی مثل گلخانه ها در آن نقش دارند و برنامه های تجهیزکاری مجدد مثل گرمایش، تهویۀ خودکار، کنترل بذرپاشی و ... بسیار هزینه بر است.
یکی از مباحث بسیار مهم علمی ، فنی اقتصادی که از حدود یک قرن پیش تا کنون ، توجه عده ای از دانشمندان و محققان را به خود جلب نموده و مطالعات بسیار زیادی بر روی آن انجام می گیرد و موضوع خوردگی به ویژه خوردگی فلزات می باشد. به منظور روشن ساختن و توجیه و تفهیم مکانیسم انواع مختلف خوردگی ،تحقیقات و بررسی های وسیع ،جدی ومستمر مخصوصا در 60 سال گذشته و همگام با پیشرفت های سریع صنایع گوناگون صورت پذیرفته، به طوری که با استفاده ازاصول و مبانی علمی و نتایج حاصله از این پژوهش ها در تدوین مقرارت و روش های خاص کنترل یا جلو گیری از خسارت ناشی از پدیده های خوردگی اقدامات بسیار سودمندی به عمل آمده و پیشرفتهای قابل ملاحظه ای کسب شده است.همچنین از بدو شروع به فعالیتهای گسترده در این زمینه مراکز آموزشی و آزمایشگاه های تحقیقات صنعتی کمک های زیادی به آموزش اصول و مبانی واکنش های خوردگی کرده اند.
تکنولوژی جدید با کاربرد مواد و مصالح صنعتی گوناگون از جمله فلزات و آلیاژها ،پلاستیک ها ،لاستیک ها ،سرامیک ها، مواد مرکب و متراکم،چوب و غیره همراه بوده، به ویژه مستلزم بررسی و تولید آلیاژها و دیگر موادی است که در برابر خوردگی مقاومت لازم و قابل پیش بینی را داشته باشد. همچنین احتیاج به تدوین و روش هایی دارد که با اجرای آنها بتوان میزان ها و سرعت های خوردگی را به طور قابل ملاحظه ای کاهش داد.
جهت درک و بررسی این پدیده با در نظر گرفتن اصول و مبانی خوردگی و نظریه ی الکتروشیمیایی واکنش های خوردگی از یکسو و توجه به اهمیت فلزات و آلیاژها در بین مواد و مصالح صنعتی از سوی دیگر ،ضرورت آشنایی با الکتروشیمی و متالوژی فیزیکی روشن می گردد.محققین وپژوهش گران خوردگی به مطالعه ی مکانیسم های خوردگی پرداخته علل آنها دریافته و راههای جلو گیری یا به حداقل رساندن خسارت و صدمات را پیشنهاد می نمایند. مهندسین خوردگی با تکیه و اطلاعات و نتایج تحقیقات و بررسی امکانات موجود و انجام محاسبات مربوط به عوامل موثر به ویژه توجیهات اقتصادی به کاربرد و اجرای طرح ها و روش ها می پردازند.
خوردگی مهندسی خوردگی مجموعه جالبی از علوم فنون را تشکیل می دهد که مرحله ی تکامل آن در حدود 60 سال اخیر صورت پذیرفته است. خاطر نشان می سازدکه این مطلب بدان معنی نیست که پدیده خوردگی به این اندازه جدید می باشد ، بر عکس می توان گفت که این موضوع از زمانی که برای اولین بار انسان موفق به کشف و اجرای روش های تهیه فلزات از سنگ های معدنی و به کارگیری آن ها گردید ،آغاز شده است به بیان دیگر می توان اذعان نمود که قبل از این زمان نیز حضور و وجود خوردگی مورد پذیرش و تایید قرار داشته و به طور اجتناب ناپذیری هزینه ها و خسارات ناشی از آن نیز پرداخت می شده است .به طور مثال در آن زمان ها مسئولین و مدیران بسیاری از واحد های صنعتی در ادعاهای خود بر عدم وجود و دخالت خوردگی در واحد های صنعتی خویش اصرار داشتند و فقط به ذکر یا گزارش تعویض برخی قطعات اکتفا می نمودند.لیکن در سال های اخیر این طرز فکرو اظهار نظر های طفره آمیز تغییر کرده است،که دلیل آن شناخت و فهم نسبی و تدریجی از وجود پدیده ی خوردگی و افزایش آگاهی ها از اثرات اقتصادی این قبیل اتفاقات می باشد .با توجه به اهمیت این مسایل ، اینک به مرحله رسیده که در تمامی زمینه های صنعتی در اختیار داشتن متخصصین و کارشناسان مربوطه که به نام ((مهندسین خوردگی )) نامیده می شوند ، بی اندازه جدی و ضروری جلوه می کند.
در سالهای اخیر ،خوردگی و روشهای کنترل جلوگیری به عنوان رکن اساسی در کلیه های زمینه های مهندسی در آمده و روز به روز اهمیت آن بیشتر و آشکارتر می شود ولی متاسفانه هنوز جایگاه شایسته خود را پیدا نکرده و توجه کافی به آن نمی گردد.
کلیه ی محیط ها کم بیش خورنده می باشد. مثلا هوا و رطوبت ،آب ها ، محیط های آلوده و صنعتی، بخار آب ،گازها،اسید ها ، باز ها، خاک ها، حلال ها روغن ها (اعم از نباتی و نفتی)، محصولات غذایی و غیره. خاطر نشان می شود که برخی از محیط ها و در شرایط خاص خورنده تر از دیگر محیط ها می باشد ، البته در مواردی نیز استثناء وجود دارد .این پدیده و اثرات زیان آور و ناگوار آن تقریبا در همه جا مشاهده می شود، ازجمله: ساختمان ها، لوازم خانگی، وسایل نقلیه (زمینی ،دریایی،فضایی)جاده ها،تسهیلات شهری، تاسیسات بندری و دریایی ،واحد های صنعتی و غیره.
مواد و مصالح صنعتی از قبیل آهن ،آلومینیوم ،مس ،آلیاژهای مختلف ،پلاستیک ها سرامیک ها،چوب فلزات دیر گداز ، شیشه غیره ، هر کدام دارای خواص و مشخصات ،کاربردها و مزایا و معایبی می باشند . انتخاب یک یا چند تا از آنها ممکن است فقط در کاربرد خاصی مناسب ترین انتخاب باشد .ولی جهت هر گونه اقدامی و برای نیل به بهترین انتخاب دسترسی به دانش و نتایج مطالعات و تحقیقات و تجربیات کاملا ضروری است.
2. محیط های خورنده
گسترۀ عظیم سازه ها، ماشین آلات و ابزار مورد استفاده در کشاورزی، تعریف دقیق و اجمالی را برای تعیین آسیب های ناشی از خوردگی مشکل می سازد. این وضعیت با توجه به انواع مختلف محیط ها (روستایی، شهری، دریایی)، آب و هوای ناحیه، نوع فعالیت کشاورزی مدنظر، استفادۀ فصلی از تجهیزات و ادوات مشخص و همچنین ماشین آلات و روش های مورد استفاده جهت انبار محصولات؛ بسیار پیچیده و مشکل تر می شود.
به طور کلی، خوردگی در محیط های زراعت و کشاورزی می تواند بسیار شدید باشد. برای مثال، مشاهده شده که محل های نگهداری حیوانات خوردگی قابل توجهی وجود دارد که به اندازه خوردگی در اتمسفر های شهری یا اتمسفر صنایع شیمیایی زیاد است. در بسیاری از فعالیت های کشاورزی انواع مختلفی از ترکیبات شیمیایی خورنده به صورت گسترده استفاده می شود. این مواد شامل کود ها، حشره کش ها، مواد شیمیایی کنترل علف های هرز، مواد نگهدارنده بذر ها و علوفه ها، نمک ها و اسید های ضعیف، محلول های شیمیایی شوینده برای تمیزکاری، و محلول های حاوی سولفات و کلرید ها را شامل می شود. همچنین موادی مثل برخی از انواع کود ها و فاضلاب زمین های زراعی و غیره می توانند بسیار خورنده باشند.
تخریب فلزات مورد استفاده در تجهیزات و ماشین آلات کشاورزی در نتیجه انجام خوردگی، حالات مختلفی را به خود اختصاص می دهد: خوردگی یکنواخت، خوردگی حفره ای، خوردگی خستگی، خوردگی توام با تنش و ترک برداشتن و ... . این حالات خوردگی به صورت گسترده ای در صنایع مختلف بررسی شده اند. اما در تجهیزات و ادوات کشاورزی نیز این حالات خوردگی را می توان یافت. حمله خوردگی در محیط های کشاورزی باعث می شود که ماشین آلات دچار آسیب شوند و در آن ها عیوبی به وجود آید. همچنین ساختمان ها و بست ها مستعد خوردگی می باشند. محل نگهداری حیوانات به دلیل اتمسفری که حاوی آمونیاک، اسید های ضعیف، ترکیبات گوگردی، نمک ها و میزان رطوبت بالا است، دچار خوردگی بسیار شدیدی می شود.
روش های مختلفی از جمله طراحی مناسب، استفاده از پوشش ها و رنگ های معدنی و فلزی، حفاظت کاتدی، استفاده از فولاد گالوانیزه، فولاد ضد زنگ یا فلزات مقاوم به خوردگی، تمیزکاری دوره ای پس از انبارسازی ماشین آلات، استفاده از روغن و گریس (پس از خشک شدن ادوات و تجهیزات)، روانکار و درزگیرها برای جلوگیری از خوردگی و کنترل آن در کشاورزی توصیه می شود.
اهمیت و ارزیابی خسارت خوردگی در ماشین آلات و تجهیزات کشاورزی
توجه به پدیده ی خوردگی و بررسی مشکلات و ارزیابی خسارت ناشی از آن دارای 3 بعد اصلی است :
الف) اقتصادی
مهم ترین و حساس تری بخش خوردگی و اساس ترین وظیفه ی مهندسین خوردگی ، در نظر گرفتن جنبه های مالی و اقتصادی این موضوع می باشد و در ضمن اتخاذ بهترین تصمیمات ، مستلزم در اختیار داشتن اطلاعات بسیار وسیعی است . در واقع هدف اصلی ، کاهش هر چه بیشتر اتلاف موادی است که در مورد حملات خوردگی قرار می گیرد ،که از آن جمله می توان به خوردگی شبکه های لوله کشی ،مخازن، ماشین های کشتی ، پل ها ، تاسیسات بندری و دریایی ،وسایل نقلیه و غیر اشاره نمود.
ب ) ایمنی
از آنجایی که اثرات و نتایج واکنش های خوردگی در بسیاری از موارد منجر به زیان ها مالی و جانی غیر قابل جبران یا تاسف باری می شود ، لذا مراعات نکات ایمنی به طور دقیق ،مخصوصا در موارد حساس از قبیل ظروف تحت فشار ، دیگ های بخار ، ظروف و دستگاه های حاوی مواد شیمیایی یا سمی و یا رادیو اکتیو ، توربین ها ، قطعات هواپیما ها و سفینه های فضایی ، پل ها و غیره ، بسیار ضروری و حیاتی می باشد .
ج ) صرفه جویی
محدودیت منابع جهانی فلزات و نیز رشد سریع صنایع و افزایش استخراج ، سبب بالا رفتن سریع قیمت ها و از بین رفتن طبیعی می گردد که از مسایل بسیار جدی در آینده خواهد بود . لزوم در نظر گرفتن اتلاف انرژی و زیان های وارده به نیروی انسانی ، از اهمیت زیادی برخودار است، به طوری که از وظایف عمده ی مهندسی خوردگی ، کاهش هر چه بیشتر این قبیل صدمات می باشد.
ارزیابی دقیق اقتصادی در مورد صدمات خوردگی به علت وسعت و دامنه مسایل ، میزان خسارت های وارده ، مخارج لازم جهت اعمال روش های حفاظتی و عوامل موثر دیگر عملیات پیچیده و مشکلی است . طی سال های گذشته حرکت ها و اقداما تی در این زمینه و به منظور تهیه آمار و ارقامی که بتواند میزان کلی خسارات وارده و هزینه های سالانه را نشان دهد، به عمل آمده است.
زیان های اقتصادی با توجه به خوردگی در کشاورزی
زیان های اقتصادی را می توان به دو گروه از هزینه ها تقسیم نمود: هزینه های مستقیم و هزینه های غیرمسقتیم.
هزینه های مستقیم خوردگی آن هایی هستند که در نتیجه تاثیر مستقیم خوردگی حاصل شده اند، مثل استفاده از مواد بهتر، رنگ آمیزی، پوشش های فلزی، حفاظت کاتدی، و هزنیه های نگهداری، تعمیر و جایگزینی به دلیل خوردگی.
هزینه های غیرمستقیم خوردگی شامل استهلاک ماشین آلات کشاورزی، در دسترس نبودن تجهیزات، کاهش میزان تولید و غیره می باشد. وقتی بازه زمانی خرابی ماشین آلات به دلیل خوردگی و نیاز به جایگزینی کاهش پیدا کند، استهلاک افزایش می یابد. در این مورد، به مثال زیر توجه شود:
وقتی حفاظت از خوردگی مناسبی اعمال شود، طول عمر قطعه ای از تجهیزات به ارزش 600 دلار که دچار استهلاک می شود برابر 3 سال خواهد بود. در صورتی که حفاظت از خوردگی ضعیفی انجام شود، این زمان به 2 سال می رسد. بنابراین استهلاک قطعه در سال از 200 به 300 دلار خواهد رسید. این افزایش در زیان های اقتصادی و هزینه ها به صورت غیر مستقیم از خوردگی ناشی می شود.
در ایالات متحده آمریکا، 1170 میلیون دلار از زیان های اقتصادی مستقیم در بخش کشاورزی به دلیل خوردگی فلزات بوده است. 58% از این هزینه را می توان با طرح های حفاظتی پس انداز کرد. با در نظر گرفتن زیان های اقتصادی غیر مستقیم، این رقم به 2943 میلیون دلار می رسد که 49% آن اجتناب ناپذیر است. مجموع کل این هزینه ها تنها 5%/0 از هزینه کل خوردگی در آمریکا را در بر می گیرد.
ارزیابی زیان های غیر مستقیم به مراتب پیچیده تر و دشوار تر است . در زیر به برخی از عواملی که در این نوع زیان ها ی مالی تاثیر گذارند ، اشاره می شود:
- از کار افتادن دستگاه ها و واحد های عملیاتی
تعویض و نو سازی قعطعات خورده شده در ماشین آلات و تجهیزات کشاورزی ظاهرا ممکن است هزینه های چندانی نداشته باشد ، ولی وقتی به خارج ساختن برخی از دستگاه ها یا از کار افتادن کلیه تجهیزات برای زمانی معین که به علت این تعویض باید صورت گیرد ،توجه شود، اهمیت و عظمت خسارات که به از دست رفتن مقداری از محصولات می انجامد،آشکار می گردد.
- کاهش راندمان
در مواردی به علت تشکیل رسوبات و یا تجمع محصولات خوردگی ، اشکالاتی از نظر عملکرد ماشین آلات و تجهیزات به وجود می آید به منظور بر طرف ساختن مسایل ایجادشده،علاوه بر خارج نمودن دستگاه ها از سرویس جهت انجام تعمیرات ،می بایست تمهیدات مقتضی اتخاذ گردد که اجرای آنها نیز مخارجی را در بر خواهد داشت. همچنین صدمات ناشی از خوردگی جداره ، رینگ و پیستون ها در موتور های احتراق داخلی توسط گاز های سوختی که منجر به کاهش اندازه های طراحی شده ی اولیه و نیز افزایش مصرف سوخت و روغن می گردد، مثال هایی از این نوع صدمات می باشد .
- آلودگی محصولات
ایجاد مسمومیت های گوناگون در صنایع غذایی، دارویی و نوشابه سازی ها در اثر تماس آنها با برخی فلزات (مثلا سرب) ، امکان ایجاد آلودگی های میکروبی در ظروف نا مرغوب و خورده شده ، همچنین آلودگی محصولات مختلف شیمیایی توسط محصولات خوردگی (از جمله زنگ) و تاثیر آن بر روی درجه خلوص و کیفیت آنها و نیز پی آمد های اعتباری قضیه از مثال هایی می باشد که در این قبیل صنایع رخ می دهد.
- شکل ظاهری
در برخی موارد اگر چه وجود خوردگی های جزیی ممکن است خطراتی نداشته باشد، ولی به دلایل دیگری از جمله حفظ ظاهر ، جلب مشتری ، ایجاد محیط مناسب برای کارکنان ، جلو گیری از آلودگی های محیطی و غیره ، تولید کننده گان به ناچار هزینه های اضافی را متحمل می شوند که از آن جمله رنگ کردن ماشین آلات و تجهیزات، دستگاه ها و غیره را می توان نام برد.
- مخارج تعمیرات و نگهداری
هزینه های مربوط به تعمیرات دستگاه ها ، با توجه به عوامل موثر در آن (عمدتا قیمت اولیه ی قطعات و مواد ،مشکلات موجود در زمینه تهیه و تدارک، پرداخت کار مزدها و حقوق های واقعی و کاذب و غیره ) با افزایش دائمی روبرو است. در مواردی با صرف هزینه ای بسیار کم مثلا بابت تغییر جنس و نوع آلیاژو یا کار گذاشتن سیستم های حفاظتی کاتدی، می توان کاهش قابل ملا حظه ای در هزینه های تعمیراتی ساختمان ها و ماشین آلات مربوط به کشاورزی به وجود آورد.
- دخالت در طراحی
از آن جایی که میزان خوردگی در برخی موارد قابل پیش بینی نیست و یا روش های اندازه گیری و کنترل خوردگی به طور دقیق قابل اجرا نمی باشد، لذا جهت اطمینان بیشتر و یا افزایش طول عمر مفید، ظروف و قطعات را چندین برابر قوی تر و گران بها تر (نسبت به نتایج بررسی ها و محاسبه معمول ) اختیار می کنند.
1.2 بررسی های عمومی
میزان خوردگی یک فلز به محیط و اقلیم آن بستگی دارد. رفتار در اتمسفر با شرایط همیشه مرطوب و همچنین شرایط در خاک متفاوت بوده و فلزات و روش های حفاظتی مناسب باید بر اساس این شرایط انتخاب شوند.
زمانی که ساختمان ها و سازه ها طراحی می شوند، خورندگی محیط و اتمسفر باید درنظر گرفته شود. مناطقی در شعاع 8 کیلومتری ساحل نسبت به نواحی درون شهری، خورنده تر درنظر گرفته می شوند. همچنین مناطقی در مسیر وزش باد از مناطق صنعتی نیز خوردگی شدیدی را باعث می شوند.
آسیب ناشی از خوردگی در طبیعت همیشه به صورت یکنواخت نیست، بلکه می تواند به صورت نواحی موضعی در سطح قطعه ایجاد شود. با استفاده از طراحی مناسب و استفادۀ صحیح از تجهیزات می توان از تخریب و آسیب دائمی به قطعات و ادوات کشاورزی جلوگیری نمود.
2.2 خوردگی به وسیلۀ مواد شیمیایی کشاورزی
مواد شیمیایی تجاری متعددی از جمله کودهای شیمیایی، نگهدارنده های بذر و علوفه، مواد شیمیایی برای آفت کشی، کنترل کننده های علف های هرز، و محلول های اسیدی مورد استفاده برای تمیزکاری تجهیزات لبنی؛ در کشاورزی مورد استفاده قرار می گیرند. زیان های و فاضلاب های زمین های کشاورزی می توانند بطور قابل ملاحظه ای خورنده باشند. مواد شیمیایی که اغلب به سازه ها و ماشین آلات کشاورزی آسیب می رسانند، شامل افزودنی ها و نگهدارنده های اسیدی، کودها و دوغاب های خاصی می باشد.
1.2.2 کود ها
برخی کودها خورنده تر از دیگر انواع هستند، خصوصاً اگر تجزیه شده و در اثر انجام واکنش، مواد خورنده ای مانند آمونیاک یا سولفید هیدروژن تولید کنند، یا یون های کلرید (مانند پتانسیم یا آمونیوم کلرید) در محیط موجود باشند، یا شرایط اسیدی بر محیط غالب باشد. به عنوان مثال، دی هیدروژن آمونیوم فسفات یا آمونیوم نیترات می توانند از طریق اسیدی سازی محیط، منجر به افزایش خوردگی شوند (یعنی PH را کاهش دهند).
کسر نسبی مواد غذایی مورد نیاز برای گیاهان و نباتات می تواند بر خورندگی ترکیبات کود مایع تاثیرگذار باشد. شواهدی وجود دارد که بر بیشترین اثر خورندگی کودهای محلول حاوی 15% نیتروژن دلالت می کند، خصوصا هنگامی که نیمی از نیتروژن از اوره و نیمی دیگر از آمونیوم نیترات مشتق شده باشد. برخی انواع واکنش برای کودهای مایع در جدول 1 آورده شده است:
جدول 1 – واکنش های خورندۀ کودهای مایع
|
کودهای مایع |
مواد شیمیایی |
واکنش با فولاد |
|
محلول های نیتروژنی |
آمونیوم نیترات، اوره |
واکنش آهسته با فولاد؛ در جوش ها و مکان های پرچ سرعت بیشتری دارد |
|
محلول های فسفاتی |
آمونیوم فسفات |
تمایل کمتر به واکنش؛ تشکیل پوشش محافظ فسفاتی که می تواند از خوردگی فلز در برابر محلول های نیتروژنی محافظت کند، مگر آنکه شرایط اسیدی حاکم شود. |
در صورتی که کودها به صورت خشک نگهداری شوند، خوردگی رخ نمی دهد، اما این مواد جاذب رطوبت بوده و درنتیجه خورندگی ایجاد می کنند. رطوبت گیری (رطوبت نسبی (RH) که در بالاتر از آن رطوبت جذب می شود) از ترکیبی به ترکیب دیگر متفاوت بوده و هرچه میزان آن کمتر باشد، احتمال آنکه کود خورنده باشد بیشتر است. آمونیوم نیترات در حدود RH 60% شروع به جذب رطوبت می کند، در حالی که ترکیبات فسفاتی خاصی تنها در بالاتر از RH 90% رطوبت را به خود می گیرند. در آغاز کار، رطوبت باعث کیکی شدن کودها می شود که سبب افزایش خواص سایندگی کود می گردد.
فولاد گالوانیزه معمولا مقاومت به خوردگی بهتری دارد. نتایج حاصل از تست های آزمایشگاهی برای غوطه وری فلز در حوضچه های کم عمقی به مدت 500 روز و دمای محیط نشان داده شده است (جدول 2). این نتایج موید سودمندی استفاده از فولاد گالوانیزه است.
جدول 2 – نرخ خوردگی فولاد در کودها که در شرایط آزمایشگاهی و دمای محیط تعیین شده است.
|
کود |
کاهش ضخامت معادل پس از یک سال (μm) |
|
|
فولاد |
فولاد گالوانیزه |
|
|
آمونیوم نیترات: محلول اشباع محلول 63% |
1250 380 |
250 280 |
|
آمونیوم نیترات و گچ: محلول اشباع محلول 67% |
815 1070 |
330 340 |
|
کود ترکیبی (24، 24، 0): محلول اشباع کنترل شده در آب شرب تمیز |
200 60 |
60 20 |
معمولا برای نگهداری کودها از فولاد کربنی استفاده می شود، زیرا ارزان هستند. اما تمیزکاری سطحی، آماده سازی و ایجاد پوششی مناسب برای آن ها ضروری می باشد. فولاد ضد زنگ نوع 304 با توجه به آزمون های انجام شده در شرایط سرویس، برای سرویس در کودهای مایع تا حدود 3 سال جوابگو می باشد. میزان نفوذ و خوردگی مخازن در معرض کودهای مایع تجاری به مدت 25/2 سال در جدول 3 آورده شده است.
جدول 3 – عملکرد مواد در کودهای مایع تجاری بعد قرارگیری به مدت 25/2 سال در سرویس.
|
ماده |
نفوذ (μm) |
|
فولاد ضد زنگ نوع 304 |
253/0 |
|
فولاد کربنی |
282 |
|
آلومینوم 5052 |
132 |
با استفاده از طراحی مناسب تجهیزات و بهبود نگهداری و همچنین تمیزکاری آن ها می توان خوردگی توسط کودهای محلول را به میزان قابل ملاحظه ای کاهش داد. می توان از ممانعت کننده های موجود برای انبار، حمل و نقل و استفاده از کودها استفاده کرد. ترکیبات گوگردی مثل تیواوره، آمونیوم تیوسیانات و 2-مرکاپتو بنزوتیازول برای فولادهای در معرض آمونیوم نیترات/آمونیاک/آب و در غیاب اوره مناسب هستند. همچنین موفقیت نسبی در استفاده از پلی فسفات ها (سدیم پلی فسفات، آمونیوم فسفات دوظرفیتی) در محلول آمونیوم نیترات/آمونیاک/اوره گزارش شده است. آمونیاک آزاد با استفاده از ارتوفسفات می تواند ممانعت کنندگی را کاهش دهد.
2.2.2 علوفه
انبار علوفه در وهلۀ اول به دلیل تولید اسیدهای آلی در طول فرایند انبار کردن، مستعد تخریب خوردگی هستند. خورنده ترین و اسیدی ترین محیط در داخل انبارهای ذرت است که سریعا شروع به تولید اسیدهای معمول با غلظت 2% اسید لاکتیک و 5/0 % استیک اسید کرده و PH به حدود 6/3 می رسد. اسید لاکتیک به عنوان اسید قوی در نظر گرفته می شود و در صورتی که اکسیژن حضور داشته باشد، تخمیر صورت می گیرد، اسید بوتیریک (butyric) ایجاد شده و PH بالا می رود. چنانچه دمای انبار بیشتر از 30 درجه سانتیگراد باشد، نرخ خوردگی دیوارۀ داخلی انبار بسیار بیشتر دیوارۀ خارجی آن خواهد شد.
استفاده از اسیدهای آلی به عنوان افزودنی در انبارها طی دهه های اخیر افزایش یافته است. چنین اسیدهایی قبل از انبار بذرها به آن ها اضافه می شوند تا مانع از رشد آن ها، رشد باکتری و کپک در حین نگهداری شده و از تخریب مواد غذایی داخل بذر در انبار با میزان رطوبت بالا جلوگیری کند. اسید فرمیک تاریخچۀ طولانی برای استفاده در این موارد دارد و اخیرا نیز اسیدهای دیگری از جمله گروه آلیفاتیک کربوکسیل شامل اسید پروپیونیک نیز مصرف می شوند.
در عمل، زمان تماس اسیدها با ماشین آلات کشاورزی مثل مته و ... بسیار اندک است و بنابراین نرخ خوردگی معمولا کمتر از mm/year1 (برای فولاد) است. در حین انبار، باید توجه زیادی شود تا اسید در مناطقی مثل شیارها یا مکان های راکد تجمع پیدا نکند. پروپیونیک اسید بسیار خورنده است، اما در صورتی که به درستی استفاده شود، آسیب کمی به قطعات وارد می کند. مثلا باید در نظر داشت که بذرهایی که به این اسید آغشته شده اند، در تماس با ماشین آلات بدون محفاظت قرار نگیرند.
مشکل اصلی با افزودنی های اسیدی آلی، خواص رنگ برداری آنها است. اما در ترکیبات اصلاح شده (مثلا کاتیونی برای تشکیل نمک های اسیدی کمپلکس افزوده می شود) میزان خورندگی به میزان قابل توجهی کاهش یافته و کمتر مستعد رنگ برداری هستند.
از جمله مواد پرکاربرد برای انبارها (عمر بیش از 10سال ) آلومنیوم و فولاد پوشش دهی شده است. پوشش های پلاستیکی مستعد تخریب سطحی هستند و در صورتی که چسبندگی آنها از بین رود، خوردگی شیاری در آنها رخ می دهد. فولاد گالوانیزه در تماس با انبار آبمیوه و دوغاب ها خورده می شود. بهترین مواد برای ساخت انبارها به ترتیب آلومینیوم (بهترین)، فولاد گالوانیزه و فولاد نرم هستند.
تجهیزات مورد استفاده برای بار برداری و حمل و نقل در انبارها در معرض خوردگی فرسایشی قرار دارند. ترکیب فرسایش با حملۀ اسیدی می تواند برای بتون بسیار مخرب باشد، زیرا اسید با آهک واکنش می دهد. با استفاده از پوشش کف با صفحات پلاستیکی یا پوشش های مقاوم به اسید مثل رنگ های اپوکسی می تواند از آنها محافظت کرد.
3.2.2 حشره کش ها و آفت کش ها
در طی چند دهه اخیر، توسعه مواد شیمیایی برای حفظ محصولات کشاورزی افزایش یافته و خوردگی به وسیلۀ حشره کش ها و آفت کش ها تحت شرایط مشخصی پدیدار شده است و در مناطق خاصی از قطعات تجمع یافته و باعث خوردگی می شوند. سیالات حاوی مس مانند ترکیب برداکس (Bordeaux mixture) (متشکل از سولفات مس، آب و آهک) می تواند برای آلومینوم و روی (مثل فولاد گالوانیزه) خورنده باشد. اگر چنین سیالاتی استفاده شوند، سازه های گلخانه ای دچار "ریزش روی" (Zinc drip) می شوند. هنگامی که سازه ها به تازگی گالوانیزه شده باشند، این نوع از حملۀ خوردگی بسیار خطرناک است.
خوردگی شدیدی در بشکه های حاوی محلول آبی 50% سدیم تری کلرواستات (TCA) به عنوان علف کش در مدت 9ماه گزارش شده است. خوردگی شدید برای آلومینیوم، فولاد گالوانیزه، برنج های مختلف و مس ذکر شده است، اما فولادهای قلع کاری شده و فولادهای ضد زنگ حاوی مولیبدن (نوع 316) بسیار مقاوم هستند. ترکیبات نیتروفنولیکی با فرمولی به صورت 4،2-دی نیترو، 6-آلکیل فنول که به طور متداول به عنوان علف کش استفاده می شوند، باعث خوردگی تجهیزات فولادی و آهنی مورد استفاده در اسپری (spraying) به صورت محلول آبی می گردند. ممانعت کننده های نظیر 7/0 % سدیم دی کرومات (برای سدیم تری کلرواستات) و 5/1% فورفورال (برای 4،2 دی نیترو) بسیار مفید هستند و از خوردگی جلوگیری می کنند.
حشره کش های خاصی مثل کلرودان (chlorodane) بسیار خورنده می باشند و محلول های آبی و اسیدی (PH = 2) از سدیم آرسنیت و DDT در آب های نمکی برای بسیاری از فلزات از جمله فولاد کربنی، فولاد گالوانیزه، مس و آلومینیوم شدیدا مخرب و خورنده هستند. از میان متداول ترین مواد، مقاوم ترین آن ها برای استفاده با علف کش ها و آفت کش ها فولاد ضد زنگ است و آلومینوم کاربرد در اکثر محیط ها به جز سدیم آرسنیت قابل قبول است. حشره کش های محلول در نفت سفید یا گازوئیل خورنده و مخرب نیستند.
4.2.2 محصولات لبنی در کشاورزی
فولادهای ضد زنگ به صورت گسترده ای در تجهیزات لبنی استفاده می گردند، بنابراین خوردگی چندانی در این زمینه مشاهده نمی شود. مشکلات از تمیز کاری و استرلیزه سازی مربوط به ساختمان ها و ماشین آلات نشات می گیرد که نیاز به حفاظت از فولاد های نرم مورد استفاده از زیان های شیر مثل اسید لاکتیک است که می تواند 25/1 میلی متر از ضخامت فولاد را در سال کاهش دهد. ترکیبات حاوی کلر (مثل سدیم هیپوکلریت و غیره) بالقوه برای تمای تاسیسات فلزی در صنایع لبنی خورنده هستند و باید تلاش شود تا از تجمع موضعی یون های کلر به حداقل رسیده تا از تخریب و تضعیف لایه های محافظ تشکیل شده بر سطح فلز جلوگیری شود. تحت شرایط خاصی (تنش کششی، دمای بالای حدود 70 درجۀ سانتی گراد) برخی فولادهای ضد زنگ در تماس با یون های کلر دچار خوردگی توام با تنش (scc) می شوند.
استفاده از فسفریک اسید به عنوان ماده ای شیمیایی برای حذف لایه ها یا مواد باقی مانده از شیر نیاز به توجه زیادی دارد، این اسید برای وسایل آلومینیومی توصیه نمی شود و سطوح قلع کاری شده نباید با آن تمیز شوند.
3. کنترل خوردگی
واکنش کشاورز ها و باغبانان نشان می دهد که خوردگی ساختمان ها و سازه ها در مقایسه با تخریب ماشین آلات و تجهیزات قابل مقایسه است. مناطق پرخطر شامل ساختارها و ورق های گالوانیزه شده، محل نگهداری حیواناتی مثل خوک و مکان های نگهداری و جابجایی کودها می باشد که تاثیر مواد شیمیایی به همراه فرسایش باعث آسیب و خوردگی شدیدی می شود.
ساختارهای گالوانیزه وقتی خورده می شوند که پوشش روی محافظ به وسیله محیط های اسیدی یا نمکی (یا قلیایی بسیار قوی) از بین رود. در محیط های روستایی، ورق های گالوانیزه بیش از 30 سال عمر می کنند. اما طول عمر آن ها در نواحی آلوده به بیش از 5 یا 10 سال نمی رسد.
ورق های فولادی گالوانیزه به طور قابل قبولی در مقابل خاک های خورنده (مثل مناطق باتلاقی حاوی سولفات و کلرید) یا شرایط اسیدی که در برخی بسترهای ساختمانی رخ می دهد، مقاومتی ندارند. وقتی ساختمانی در اتمسفر دریایی یا دیگر محیط های بسیار خورنده قرار گیرد، رنگ آمیزی توصیه می شود.
در این زمینه، کلسیم ارتوپلومبات آلکید به همراه پوشش فوقانی آلکیدی همخوان، رزین آکرلیک و رنگ هایی بر پایه روغن یا رزین آلکید فنولیک را می توان به راحتی استفاده کرد تا سطوح گالوانیزه به خوبی آماده سازی شوند.
محل نگهداری مرغ ها و خوک ها به دلیل اتمسفر داخلی آن که شامل غلظت بالایی از آمونیاک است، دچار خوردگی بسیار شدیدی می شود. طراحی چنین مکان هایی باید به گونه ای باشد که میعان و تجمع رطوبت در زیر سطوح را با استفاده از استفاده سقف های دولایه به همراه سیستم تهویه مناسب هوا و بهبود ورود و خروج هوا از دریچه ها و همچنین مواد مقاوم به خوردگی به همراه پوشش یا بدون آن به حداقل رساند. در صورتی که از پوشش برای محل های نگهداری استفاده شود، این پوشش باید غیرسمی باشد.
مراقبت های ویژه ای برای بست های فلزی و غیرفلزی مورد استفاده در ساختارها توصیه می شود. خوردگی در شکاف ها می تواند مشکل ساز باشد و در صورتی که آلومینیوم یا روی (در فولاد گالوانیزه) در تماس با الوار (timber) قرار گیرند، واکنش های خورنده ای اتفاق می افتد. جدول زیر واکنش های محتمل خوردگی در تماس با الوار را نشان می دهد.
جدول 4 – خوردگی های محتمل برای فلزات در تماس الوار
|
Comments on corrosion |
Preservative type |
|
Little corrosive action except to lead. NOT FOR GLASSHOUSES – detrimental to growing crops. |
Creosote, coal tar, |
|
Can be corrosive to iron, zinc and aluminium, especially after fresh treatment; preferable to age timber for seven days prior to fastener fixing. |
Water-borne preservatives, copperchrome-arsenic |
|
Negligible unless alkali is present to covnert PCP to soluble chloride ions. |
PCP in heavy oil, pentachlorophenol, |
|
Soluble copper a problem on zinc, aluminium and iron. ) ) No corrosion problems. ) ) |
Organic solvent preservatives Copper naphthenate, PCP as above Tributytin oxideZinc naphthenate pentachloride |
در صورتی که سطح تماس فلزات با الوار با استفاده از نوار یا لایۀ قیر مناسبی پوشیده شود، می توان آسیب و خوردگی فلزات را کاهش داد. برخی الوارها بادوام بوده و می توانند در اکثر شرایط شامل تماس با زمین یا سایر مواد مرطوب استفاده شوند. چوب درخت ساج تا حدود 50 سال دوام دارد، در حالی که سایر چوب مثل کاج و سرو تا حدود 20 سال عمر می کنند. اکثر الوارهای مورد استفاده ی محل های نگهداری در اروپا به مواد نگهداری آغشته می شوند تا خطر پوسیدگی به حداقل برسد. در صورتی که به مواد نگهدارنده آغشته نشوند، باید آن ها رنگ آمیزی کرد. اما نباید از رنگ امولسیون استفاده کرد، زیرا این گونه رنگ برای محصولات مضر هستند.
در صورتی که سیستم تهویه فضای بسته ضعیف باشد، بخارهای اسیدی از به عنوان بخشی از فرآیندهای فصلی آزاد می شوند و باعث خوردگی خواهند شد. برخی چوب ها مثل چوب بلوط در این مورد بسیار فعال هستند.
نرده های مزرعه به طور متوسط حدود 14 سال عمر می کنند، اما در قسمت هایی از مزرعه که مواد شیمیایی وجود دارد، طول عمر آن ها کاهش پیدا می کند. فولاد گالوانیزه طول عمر بیشتری نسبت به چوب و فولاد نرم از خود نشان می دهد، اما در مزرعه های غلات که از اسپری مواد شیمیایی و آهک به میزان زیادی استفاده می شود، روی در فولاد گالوانیزه دچار خوردگی بیشتری خواهد شد.
ناودان ها نیز به دلیل نگهداری ضعیف یا مکان نامناسب در حین ساخت بنا، در معرض خرابی قرار دارند. به منظور کاهش میزان خوردگی در چنین مکان هایی توصیه می شود که ناودان با شیب مناسبی طراحی شوند تا از ایجاد و تجمع رسوب جلوگیری شود. برای گلخانه ها که در حین تمیزکاری از محلول های رقیق هیدروفلئوریک اسید استفاده می شود، این احتمال وجود دارد که اسید موجود باعث خوردگی فولاد گالوانیزه شود.
از جمله ماشین آلاتی که بسیار مستعد خوردگی هستند می توان به آن هایی اشاره کرد که برای حمل و نقل مواد شیمیایی و خصوصا کودهای غیرطبیعی استفاده می شوند. از مهمترین نکات حائز اهمیت باید به حفظ و نگهداری ماشین آلات در طول استفاده و پس از آن و همچنین در طول انبارسازی فصلی توجه شود. خوردگی به صورت های مختلفی باعث ایجاد عیوب می شود و مانع حرکت قطعات، اعوجاج تجهیزات، بسته شدن خروجی ها و غیره می گردد که اثرات جدی را بر عملکرد تجهیزات خواهد گذاشت (مثلا باعث توزیع غیریکنواخت کود می شود).
اغلب تخریب های خوردگی به دلیل آبکشی ضعیف و وجود رطوبت و کثیفی بر سطح قطعات است، مثلا در اتصالات روی هم، جوش های نقطه ای و شکاف ها و قطعات متحرک مثل نوار غلتک، بذر پاشها، پروانه آسیاب و دستگاه برش چنین اتفاقی بوجود می آید.
با استفاده از روش های تمیزکاری معمول و انبارسازی مناسب می توان خوردگی را کاهش داد. با آب پاشی کامل پس از استفاده از قطعات و برداشتن گل ولای نتایج مطلوبی به دست می آید. پس از آن قطعات متحرک، برشکاری و دیگر قطعات باید خشک شوند و در ادامه با روغن یا گریس یا ماده محافظ موقتی چرب گردند. گستره ای از مواد محافظ با عمر کوتاه برای ممانعت کنندگی (مثل روغن ها و گریس ها) تا طول عمر طولانی سیستم هایی با لایه ای سخت برای استفاده در وسایل موجود است.
انتخاب ماده توسط طراحان برای ساخت ادوات و تجهیزات کشاورزی به فاکتورهای زیادی شامل مقاومت به شرایط جوی و مواد شیمیایی کشاورزی، استحکام، سهولت در ساخت، دوام مناسب در حمل و نقل و قیمت کم بستگی دارد. فلزات مقاوم به خوردگی الزاما گران و غیر اقتصادی نیستند، و یا موادی مثل پلاستیک ها همیشه ضعیف نمی باشند، همچنین پلی پروپیلن ها برای بسیاری از محیط های کشاورزی مناسب هستند. اهمیت جزئیات طراحی را نمی توان نادیده گرفت. مثلا اتصالات روی هم با درزگیر های الاستومری، و همچنین فاصله ایمنی بین بخش های متحرک در لولاها برای گریس کاری می تواند کمک شایان توجهی به افزایش طول عمر تجهیزات کشاورزی داشته باشد.
4. چک لیست کنترل
فهرست زیر برای آگاهی از خطرات بالقوه ای ارائه گردیده است که ممکن است نادیده گرفته شده باشد.
موقعیت
v محیط های طبیعی می توانند سرعت های مختلفی از خوردگی را باعث شوند.
v مکان های آلودگی محتمل مربوط به صنایع مد نظر قرار گیرند و به آن ها توجه داشت.
v بخار های حاوی نمک مواد نزدیک سواحل را تحت تاثیر قرار می دهند.
v جهت غالب وزش باد با توجه به موارد بالا و محل قرارگیری ساختارها و تجهیزات تعیین شود.
ساختارها- ساختارهای خارجی
v از تغییرات و وقایع ناگهانی در محیط آگاهی وجود داشته باشد، خصوصا اگر عناصر مضری می توانند تجمع یافته یا تغلیظ شوند.
v توجه ویژه ای به بست ها شود و از ایجاد شکاف جلوگیری گردد. از درزگیرها و مواد مناسب برای این منظور استفاده شود.
v از آبکشی مناسب برای لبه بام ها، ناودان ها، لوله های آب باران و مجاری آب اطمینان حاصل شود تا از سکون آب و تجمع مواد و اثرات آن بر روی چدن، فولاد نرم، فولاد گالوانیزه شده و آلومینیوم جلوگیری به عمل آید.
v توجه شود که فنداسیون ها و ساختارهای که در زمین/خاک قرار می گیرند، مستعد خوردگی/تخریب هستند ( از طریق خوردگی میکروبی فلز د خاک و محلول ها و فاضلاب های اسیدی موجود که به خوردگی توسط مواد شیمیایی کشاورزی مربوط است).
ساختارها – ساختارهای داخلی
v طراحی لازم است که میزان میعان رطوبت بر سطوح را کاهش دهد. تهویه مناسب هوا نیز مطلوب است.
v استفاده از پوشش های مقاوم در برابر آب و بخار نیز سودمند هستند.
v استفاده از مواد مقاوم به خوردگی یا پوسیدگی و همچنین استفاده از روش های محافظتی مانند پوشش های مناسب توصیه می شود.
v از تماس مستقیم فلزات با الوار اجتناب شود (برخی چوب ها و مواد نگهدارنده به آلومینیوم، روی و غیره حمله می کنند).
v دسترسی به ساختارها و بست های فلزی نیاز است تا نگهداری و تعمیر آن ها آسان باشد.
v بست ها دارای واشر باشند تا حبس رطوبت به حداقل خود برسد.
ماشین آلات و تجهیزات
v قبل از انبار، تمیرکاری مناسب و کافی لازم است.
v شرایط انبارداری نیاز به توجه و مراقبت کافی و مناسب دارد.
v از آستری های مناسب برای پوشش های فلزی و پوشش های فوقانی مناسب استفاده شود.
v در هنگام انتخاب ماده باید فلزاتی که با هم در تماس هستند، دقت شود.
سری گالوانیکی فلزات
|
برای هر دو فلزی که با هم در تماس هستند، فلزی که در بالای جدول قرار دارد، خورده می شود؛ هر چه فلزات در جدول از یکدیگر دورتر باشند، تمایل بیشتری به خوردگی وجود دارد. |
|
منیزیم روی، کادمیم آلومینیوم فولاد، آهن فولاد ضد زنگ سرب، قلع برنج حاوی مس کم نیکل برنج حاوی مس زیاد |
|
به منظور جلوگیری از خوردگی، سطح تماس دو فلز باید رنگ آمیزی شود یا سطح فلزی که در بالای جدول قرار گرفته رنگ شود. |
v از خوردگی های موضعی ناشی از تنش، جابجایی و دما در مکان های بحرانی اجتناب شود.
v تماس با زیان های و مواد شیمیایی خورنده باید به حداقل خود برسد.
v در صورتی که تجهیزات تمیزکاری و شسته می شوند، باید احتیاط به عمل آید و مواد شویندۀ باقی مانده بر سطح آن ها برداشته شوند.
استاندار های مرتبط با کشاورزی:
|
Standard Guide for Irradiation of Fresh Agricultural Produce as a Phytosanitary Treatment |
ASTM F1355 - 06 |
|
Standard Terminology Relating to Agricultural Tank Mix Adjuvants |
ASTM E1519 - 13 |
|
Standard Specification for Agricultural Liming Materials |
ASTM C602 - 13 |
|
Standard Specification for Polyethylene Sheeting for Construction, Industrial, and Agricultural Applications |
ASTM D4397 - 10 |
انواع خوردگی در ماشین آلات کشاورزی
با توجه به دیدگاه ها و تخصص های مختلف دانشمندان و محققانی که در این زمینه به مطالعات اصولی پرداخته و نظیر خود را ارائه نمود اند ، به منظور بیان مفهوم خوردگی تعاریفی اظهار داشته اند که در ذیل چند نمونه از نظر می گذرد :
- واکنش بین فلزات و محیط اطراف.
- فساد یا اندام مواد در واکنش های شیمیایی یا الکترو شیمیای با محیط اطراف.
- فساد فلزات در اثر ترکیب با اکسیژن و یا سایر مواد شیمیایی.
- تخریب یا فساد حاصل در مواد به هر علتی به جز عوامل مکانیکی.
- خلاف جهت متالوژی استخراجی.
- واکنش های الکترو شیمیایی فلزات با محیط اطراف.
- حملات تخریبی بر روی فلزات ناشی از واکنش های شیمیایی یا الکترو شیمیایی آنها با محیط.
- تخریب یا اتلاف اجسام جامد در اثر واکنش های شیمیایی یا اکترو شیمیایی که از سطح آن شروع
می شود.
ماشین آلات و تجهیزات کشاورزی دچار انواع خوردگی می شوند که عبارتند از:
خوردگی یکنواخت
در این نوع خوردگی لایه های سطحی فلز مورد حمله قرار گرفته و اثرات خوردگی در تمام سطح قطعه مشاهده می شود و کاهش ضخامت در این نقاط تقریبا یکسان می باشد،به طور مثال زنگ زدگی معمولی آهن ،کدر شدن نقره ،تیرگی نیکل و نیز اکسید اسیون فلزات در دماهای بالا نمونه هایی از این نوع خوردگی می باشد.اثرات این نوع خوردگی مشاهده می گردد.
خوردگی یکنواخت تجهیزات کشاورزی
خوردگی شیاری
این نوع خوردگی معمولا به علت وجود مقادیری محلول (به حالت ساکن) در حفره ها، سطوح واشرها، اتصال ها روی هم زیر، پوشش ها و رسوبات سطحی، شکاف های زیر پرچ و مهره ها یا سر پیچ ها ایجاد می گردد و به همین دلیل گاهی آنها را خوردگی زیر رسوبی و یا خوردگی زیر واشری نیز می نامند. رسوبات و آلودگی های موجود بر سطح قسمت های فلزی ساختمان و همچنین ماشین آلات کشاورزی، درز بین بست ها و غیره باعث این نوع از خوردگی می شود.
خوردگی شیاری تجهیزات
خوردگی حفره ای
خوردگی حفره ای حالت خاصی از حملات موضعی است که در آن فقط نقاط کوچکی از فلز موردحمله قرار می گیرد ،در حالی که سایر نقاط فلز صدمه چندانی نمی بیند.
خوردگی حفره ای یکی از مخرب ترین و زیان بار ترین انواع خوردگی است که اغلب سریع و غافل گیرانه عمل می کند . این نوع خوردگی غالبا در محلول های حاوی آنیون های خورنده (مخصوصا )به وجود می آید.
عواملی که در ایجاد خوردگی حفره ای دخالت دارد تقریبا همان عواملی است که در خوردگی شیاری یا درزی شرکت می کند. از آن جمله می توان نسبت مساحت کاتد به آند ، اختلاف در غلظت یون ها، تشکیل اسید و غیره را نام برد.
زنگ زدگی و ایجاد حفره در فولاد
خوردگی سایشی
در مواردی که در سطح جسمی در نتیجه حرکت سیالی ساییده شود که اغلب به علت وجود ذرات جامد یا حباب های گاز به صورت معلق در محیط صورت می گیرد، اصطلاحا آن را سایش گویند. در حالاتی که که در اثر خورندگی محیط این انهدام تشدید می شود ،اصطلاح خوردگی سایشی بدان اطلاق می گردد. این صدمات که همواره با ساییدگی مکانیکی قطعات همراه می باشد، عموما شدید و سریع صورت می گیرد. در این حالت فلز یا به صورت یون های محلول درآمده و یا ایجاد محصولات خوردگی جامد از سطح فلز کنده است. این خوردگی و زیر شاخه های آن (شامل خوردگی حبابی) اغلب در پمپ های کشاورزی صورت می گیرد و باعث تخریب و انهدام آن ها می گردد.
خوردگی سایشی در خط لوله مسی
خوردگی توام با تنش
در شرایطی که قطعه ای تحت تاثیر تنش کششی ثابتی است.در محیط خورنده نیز قرار گرفته باشد،به علت اثرات هم زمان و متقابل این عوامل ، سرعت و میزان خوردگی تشدید می گردد که آن را خوردگی تنشی می نامند.
معمولا نیروهای مکانیکی یعنی نیروهای کششی و نیروهای فشاری و نیز خاصیت خورندگی محیط هر کدام به تنهایی اثرات چندانی در تخریب فلز ندارد، ولی در حالتی که نیروهای کششی و محیط خورنده با هم عمل نماید، منجر به انهدام سریع فلز می گردد . از آن جایی که اثرات این تخریب منجر به ایجاد ترک هایی در قطعه مورد نظر می شود،آن ((ترک خوردگی تنشی))می نامند که اغلب با علامت اختصاری scc به آن اشاره می شود.
تصویری از chloride-induced stress corrosion cracking فولاد ضد زنگ 316
مناطق مستعد خوردگی در کشاورزی
v سمپاش ها: وقتی نگهداری صحیح از سیستم لوله کشی سم پاش های کشاورزی صورت نگیرد، مشکلات خوردگی به وجود می آید. با استفاده از برخی اجزای لاستیکی می توان از خوردگی اجزای سم پاش جلوگیری کرد. این وسایل لاستیکی شامل واشر ها، دیافراگم ها و غیره است. راه حل دیگر استفاده از روغن موتور به همراه ضد یخ و ممانعت کننده خوردگی می باشد. همانند بسیاری از اجزای دیگر که در تماس با محلول هستند، این قطعات نیز باید از مواد مقاوم به محلول های شیمیایی مثل اتیل وینیل استات (ethylene vinyl acetate) و اتیلن پروپیلن دیون مونومر (ethylene propylene dione monomer) ساخته شوند. کودی که به صورت عمده در کشاورزی استفاده می شود، اوره آمونیا نیترات (urea ammonia nitrate) است. مواد شیمیایی مانند آمونیاک بی آب (anhydrous ammonia) که در کودهای کشاورزی استفاده می شوند بسیار خورنده هستند. به همین دلیل ممانعت کننده هایی به آمونیاک بی آب اضافه می شود تا از تبدیل آمونیاک به نیترات جلوگیری کند. در صورتی که آمونیاک تشکیل شود، می تواند بسیار خورنده باشد.
v مخازن کود ها: مخازن کودها به طور معمول از فولاد کربنی ASTM A36 ساخته می شود. این مخازن به صورت داخلی و خارجی جوشکاری می شوند تا از ایجاد شکاف جلوگیری شود و حداکثر مقاومت به خوردگی به دست آید. با این حال آن ها مستعد خوردگی حفره ای و خوردگی سایشی در محلولهای استیکی مورد استفاده در کودها هستند.
v سیستم های فراوری شیر: مقدار رطوبت، مواد شیمیایی پاک کننده، و تنفس حیوانات در محل های نگهداری آن ها باعث ایجاد مشکلاتی در سقف این مکان ها می شود. به منظور جلوگیری از خوردگی، سقف ها از فولاد کربنی رنگ آمیزی شده تهیه می شوند. جایگزینی سقف ها هزینه ای بالغ بر 5000 تا 10000 دلار خواهد داشت. واحد های فراوری شیر از فولاد ضد زنگ ساخته می شوند. مشکلات خوردگی به دلیل سیکل های آب داغ و شستشو با آب برای تمیزکاری ایجاد می شود. جایگزینی واحد فراوری شیر نیز تقریبا 5000 تا 10000 دلار هزینه خواهد داشت.
v تجهیزات کشاورزی: مواد شیمیایی ضد عفونی کننده مثل متیل برومید و فسفین در تاسیسات فراوری غذا استفاده می شوند. این مواد برای کنترل حشرات، انگل ها، علف های هرز در بیش از 100 محصول کشاورزی و در برخی مکان های دیگر استفاده می گردند. استفاده از فسفین به جای متیل برومید یک مساله بحث برانگیز است. با بودجه ای 4/14 میلیون دلاری تحقیقاتی برای جایگزین متیل برمید صورت گرفت و فسفین جایگزین گردید. اما فسفین به همراه کربن دی اکسید، گرما، و رطوبت برای مس و تجهیزات الکتریکی در تاسیسات فراوری غذا خورنده و مخرب است. سینتیک خوردگی فسفین و مس هنوز به طور کامل درک نشده است. با توجه به برخی مدل های بالقوه تخریب سعی شده است تا راهکارهایی برای جلوگیری از تخریب توسط فسفین تعبیه شود.
v سیستم های الکتریکی در ساختمان های کشاورزی: ساختمان های کشاورزی که محل نگهداری دام و طیور است نیاز به انتخاب مواد خاصی برای سیم کشی، و همچنین روش های سیم کشی و تجهیزات الکتریکی دارد، زیرا گازها، رطوبت و مواد خورنده در این محیط حضور دارند. خوردگی پوشش سیم، جعبه اتصال ها و فیکچرها باعث خرابی سیستم الکتریکی می شود. جعبه ها و فیکسچرها برای ساختمان های کشاورزی از مواد غیر فلزی یا فولاد ضد زنگ مقاوم به خوردگی ساخته می گردند.
v وسایل کشاورزی: طبق آمار، 15 درصد از ماشین های باری، در بخش کشاورزی استفاده می شوند. خوردگی وسایل و ماشین آلات کشاورزی هزینه زیادی را تحمیل می کند.
راه کارهای جلوگیری از خوردگی ماشین آلات کشاورزی
v بعد از هربار استفاده از ماشین آلات، آن ها را تمیز کنید. کثیفی، خاک و بقایای محصولا وقتی با آب و دیگر مواد ترکیب شوند، می توانند خورنده باشند. بارش باران نیز می تواند باعث تخریب شود. بنابراین توصیه می شود که تجهیزات پس از هر بار استفاده شسته شوند. با این کار طول عمر آن افزایش می یابد.
v وسایل و تجهیزات در فضای سربسته نگهداری شوند. این کار باعث می شود که ماشین آلات تمیز و خشک نگه داشته شوند.
v از قرار دادن تجهیزات در مکان های کثیف اجتناب شود. ماشین آلات را باید بر روی بلوک های سیمانی، بتونی یا چوبی پارک نمود تا تیغه های دیسکی و گاو آهن دچار آسیب نگردند. در صورتی که این قطعات در تماس مداوم با علف یا خاک باشند، دچار خرابی خواهند شد.
v مواد شیمیایی از بدنه وسایل پاک شوند. مواد شیمیایی خورنده مثل کودها و حشره کش ها در اسرع وقت باید از سطح پاک گردند. شستشو با آب صابون با فشار و سپس آبکشی، یک حالت ایده آل است. آبکشی کامل با آب سرد نیز بسیار مفید است.
v به صورت مرتب و پیوسته به کاپوت، گل گیر و قسمت های مختلف تراکتور و تجهیزات پارافین (wax) زده شود تا حفاظت بیشتری صورت گیرد.
v در قسمت هایی که خراشیدگی یا رنگ پریدگی وجود دارد، رنگ آمیزی مجدد انجام شود تا از ایجاد زنگ در آن مناطق جلوگیری شود.
v قبل از آنکه ماشین آلات برای نگهداری در انبار قرار داده شوند، یاتاقان و سایر قطعات متحرک باید گریس کاری شوند. پر کردن یاتاقان ها با گریس مانع از نفوذ آب و ایجاد خوردگی در آن ها می شود.
v از دیگر مناطقی که دچار مشکل خوردگی می شود، بست های هیدرولیک است. وقتی شلنگ های هیدرولیک از تراکتور جدا می شوند، برخی آن را بر روی زمین رها می کنند. این کار باعث زنگ زدگی اتصالات می شود و مانع از بسته شدن شلنگ ها در هنگام اتصال مجدد می شود. باید از انجام چنین کاری اجتناب شود.
v میله سیلندرهای هیدرولیک در معرض خوردگی حفره ای قرار دارند. در صورتی که این قطعات برای مدت طولانی در فضای آزاد رها شوند، در فلزات حفره هایی ایجاد می شود. برای جلوگیری از این کار باید فلز را پوشش داد یا با استفاده گریس محفاظت کرد.
Corrosion Engineering