مراحل خوردگی دما بالا

خوردگی دما بالا عموما در دو مرحله اتفاق می افتد:

• مرحله اول: شروع و جوانه زنی که کند و آهسته است.
• مرحله دوم: گسترش خوردگی که به سرعت اتفاق می افتد.

1) مرحله شروع و جوانه زنی: تلاش برای در هم شکستن پوسته اکسیدی محافظ

در این مرحله گازهای داغی که در اثر احتراق ایجاد شده اند و حاوی ناخالصی هایی مانند ترکیبات سدیم، گوگرد، اکسیژن و … هستند، به صورت نمک هایی مانند سولفات سدیم بر سطح آلیاژ رسوب می کنند.

در طول مراحل نخستین، یک واکنش الکتروشیمیایی برقرار می شود که در طی آن عناصر فلزی موجود در آلیاژ الکترون از دست می دهند (اکسید می شوند) و این الکترون را عناصر احیا شونده ای مانند اکسیژن در رسوب دریافت می کنند. در اثر این تبادلات، یک لایه اکسیدی بین بستر آلیاژ و لایه نمکی رسوب می کند که خصوصیاتی مشابه لایه های اکسیدی معمولی دارد.

لازم به ذکر است که زمان اجرای این مراحل متغیر بوده و شروع خوردگی داغ می تواند از چند ثانیه تا هزاران ساعت به طول بینجامد. سرعت انجام این مراحل به عوامل زیر بستگی دارد:

• ضخامت لایه راسب شده
• ترکیب آلیاژ
• ترکیب و سرعت جریان گاز

2) مرحله گسترش سریع خوردگی

با تشدید نفوذ عوامل خورنده به داخل پوسته اکسیدی محافظ، سرعت انحلال پوسته افزایش می یابد و با انحلال ترکیبات جدید در نمک های خورنده، قدرت خورندگی آن ها بیشتر می شود. نتیجه این است که عوامل خورنده با عبور از سد لایه محافظ اکسیدی، خود را به آلیاژ می رسانند و با شدت آن را تخریب می کند. به صورتی که آلیاژ بخش مهمی از عناصر ارزشمند خود مانند آلومینیوم و نیکل را در ترکیب با این عناصر از دست می دهد و مقاومت آن در دمای بالا از بین می رود.

معمولا نمک هایی که باعث خوردگی داغ می شوند، از دو جزء اسیدی و بازی تشکیل شده اند. برای مثال نمک نمک Na2SO4 از یک جز بازی Na2O (با یون های O2-) و یک جزء اسیدی SO3 تشکیل شده است.در صورتی که پوسته محافظ با جزء بازی نمک یعنی Na2O واکنش دهد، به صورت عوامل آنیونی در نمک حل می شود. در این حالت گفته می شود که پوسته محافظ به صورت بازی در نمک حل شده است.

در صورتی که پوسته با جزء اسیدی نمک یعنی SO3 وارد واکنش شود، به صورت عوامل کاتیونی در نمک حل می شود. در این حالت گفته می شود که پوسته محافظ به صورت اسیدی در نمک حل شده است.این که لایه اکسیدی به صورت اسیدی یا بازی در نمک خورنده مذاب حل شود، بستگی به میزان یون اکسیژن موجود در نمک دارد. اگر غلظت یون اکسیژن در نمک زیاد باشد، اکسید به صورت بازی و در صورتی که غلظت یون اکسیژن کم باشد، به صورت اسیدی در نمک حل می شود.

خوردگی داغ توسط نمک های مذاب در درجه حرارت های بالا تر از نقطه جوش یا پایین تر از درجه حرارت لیکوئیدوس نمک اتفاق نمی افتد. بلکه معمولا در حد فاصل بین این دو دما به حداکثر می رسد. وقوع این نوع خوردگی تا حد زیادی به ترکیب شیمیایی نمک، اجزای تشکیل دهنده گازهای داغ و همچنین ترکیب شیمیایی آلیاژ وابسته است.