09 Corrosion of Metals

การผุกรอนของโลหัเบื้องตน

Material Selection

CostAppearance

Availability

Fabricability

Corrosionresistance

Performance

ปรัเภทของการผุกรอน/ Uniform Corrosion/ Galvanic Corrosion/ Crevice Corrosion/ Pitting Corrosion/ Intergranular Corrosion/ Selective Leaching Corrosion/ Erosion Corrosion/ Stress Corrosion/ Hydrogen Damage

Uniform Corrosion

เปนรูปแบบของการผุกรอนที่ทําใหเกิดการสูญเสียเนื้อโลหัมากที่สุด โดยเกิดขึ้นทะ่วทะ้งชิ้นงาน

อยางไรก็ดีการผุกรอนแบบนี้สามารถคํานวณไดอยางแมนยํา จึงไมใชรูปแบบที่นาเปนหวง

การปองกะนการกะดกรอนรูปแบบนี้ไดแก- เลือกใชวะสดทุี่เหมาัสม- เคลือบผิวหรือทาสี

Galvanic Corrosionเมื่อโลหัสองชนิดสะมผะสกะน แลัม ีElectrolyte สะมผะสกะบโลหัทะง้สองชนิด จัทําใหเกิดศะกยไฟฟา แลัโลหัที่มีความเสถียรต่ํากวาจัเปน Anode โลหัที่มีความเสถียรสูงกวาจัเปน Cathode

Anode อะนตรธานCathode คงกรัพะน

brass steel

XArea EffectY

Anode/Cathode ใหญ Current Density นอย Corrosion rate ต่ําAnode/Cathode เล็ก Current Density สูง Corrosion rate สูง

Completely corroded

Strong Joint still exist

ถาหากเชื่อมตอโลหัสองชนิดเขาดวยกะน การเคลือบผิวบริเวณโลหัที่มีความตานทานการกะดกรอนต่ํากวาจักอใหเกิดผลเสีย เนื่องจากทําให Anode มีพื้นที่ผิวเล็กลง

แลัควรเคลือบผิวบริเวณโลหัที่มคีวามตานทานการกะดกรอนสูงกวา เนื่องจากจัทําให Cathode มีพื้นที่เล็กลง

การปองกะน Galvanic Corrosion

ใช Gasket คะน่รัหวางโลหัทะ้งสองชนิด

การใชปรัโยชนจากความรูเรื่อง Galvanic Corrosion

การใชสะงกัสีเคลือบแผนเหล็ก (Galvanized Steel) สะงกัสีมีความเสถียรนอยกวาเหล็กจึงถูกกะดกรอนไป แตเหล็กยะงคงสภาพได ในทางตรงกะนขามถาเคลือบแผนเหล็กดวยดบีุก เหล็กจัถูกกะดกรอนกอนการใชโลหัที่มีความเสถียรนอยกวามาชวยปองกะนการกะดกรอนเรียกวา XSacrificial AnodeY

Crevice Corrosion

เปนการผุกรอนเฉพาับริเวณ (Localized Corrosion) ซึ่งทําใหเกิดปญหามากกวา Uniform Corrosion

Crevice Corrosion จัเกิดตามซอก หลืบ หนาแปลน หรือบริเวณที่ทําใหของไหลเกิด XStagnant flowY

กลไกการเกิด Crevice Corrosion

−

+

→++

+→

OHeOHO

eMM

44222

เมื่อปฏิกิริยาดําเนินไปจัทําให Oxygen ถูกใชไป บริเวณนอก Crevice จัมีการหมุนเวียนของไหลทําใหยะงคงมี Oxygen อยู แตใน Crevice จัไมมีการเพิ่มเติม Oxygen ทําใหเกิด XConcentration cellY

ถาในสารลัลายมี Cl- เชนน้ําเกลือ หรือ น้ําทัเลจัยิ่งเรงปฏิกิริยาใหเร็วขึ้น โดยภายใน Crevice จัมี pH ต่ํามาก

ภายในซอก Anode อะนตรธานภายนอกซอก Cathode คงกรัพะน

การปองกะน Crevice Corrosion

1. ใชการเชื่อมแทนการใช Rivet หรือน็อต2. ปดชองซอก หลืบ รอง จากสารลัลาย3. ใชปัเก็นที่ไมดดูซะบความชืน้4. ถายของเหลวออกจากรับบทอหรือภาชนั หากไม

ใชงานเปนเวลานาน แลัออกแบบภาชนัใหสามารถรับายของเหลวออกไดหมด

5. ตรวจสอบแลักําจะดสารตกคางในภาชนั ซึ่งอาจทําใหเกิด stagnant flow ในภาชนัได

ในบางคระ้ง Crevice corrosion อาจเกิดใตผิวเคลือบได โดยความชื้นซึมผานผิวเคลือบลงไปทําใหเกิด Corrosion product แลัดะนใหผิวเคลือบโปงพอง ดวยเหตุนี้จึงตองการทาสีรองพื้นกะนสนิมหรือเคลือบชะ้น phosphate ปองกะนสนิม

Pitting Corrosion

เปนรูปแบบ Corrosion ที่รายแรง เกิดเปนบริเวณแคบแลักินลึกไปในเนื้อโลหัเปนหลุม (Pit) ตรวจพบไดยากเนื่องจากมีขนาดเล็กแลัมะกจัถูกปกคลุมดวยสนิม มะกจัเกิดในแนวดิ่งมากกวาแนวราบ

กลไกคลายคลึงกะบ Crevice corrosion คือเมื่อเกิดหลุมขึ้นบริเวณภายในหลุมจัมปีริมาณ Oxygen นอยกวาภายนอกกลายเปน Concentration cell แลัภายในหลุมกลายเปน Anode นอกหลุมเปน Cathode

Anode อะนตรธานCathode คงกรัพะน

Intergranular Corrosion

เกิดขึ้นในกรณีทีข่อบเกรนมีความตานทานการกะดกรอนนอยกวาภายในเกรน

กรณีศึกษาStainless steel มีความตานทานการกะดกรอนสูงจากการมีปริมาณ Cr เกิน 13% ทําใหเกิด Oxide film ปกปองเนื้อเหล็กในการเชื่อม stainless steel จัทําใหชิ้นงานไดระบความรอนสูงแลั Cr กะบ C รวมตะวกะนเปน Cr23C6 แลัทําใหบริเวณรอบ ๆ รอยเชื่อมมี Cr ต่ําลง มีความตานทานการกะดกรอนต่ํา เกิดสนิม

การแกไขทําไดโดยเลือกใช stainless steel ที่มี C ต่ําเชน 304L แทน 304หรือทําใหบริเวณรอยเชื่อมเย็นตะวอยางรวดเร็วโดยการชุบน้ําเพื่อปองกะนไมให Cr รวมตะวกะบ C

Weld Decay

Selective Leaching Corrosion

ตะวอยางของ selective leaching ไดแก dezincification ซึ่งเกิดขึ้นกะบ Brass โดยสารลัลายทําใหทองเหลืองลัลายออกมาแลวทองแดงเทานะน้ทีเ่กิดการตักอนกละบไปเขาใหมแตสะงกัสีลัลายอยูในสารลัลายเชนเดิม

Erosion Corrosion

เกิดขึ้นในกรณีที่ชิ้นสวนโลหัถูกไปนําใชงานในของเหลวที่มีการไหลดวยความเร็วสูง ทําใหเกิด XimpingementY กะดเซาัโลหัไปตามทิศทางการไหลของของเหลว

เมื่อของเหลวมีแรงดะนสูงจัทําใหเกิดฟองอากาศ แลัฟองอากาศที่กรัแทกชิ้นสวนโลหัจัแตกออกดวยแรงดะนสูงทําใหโลหัถูกกะดเซาัไป

Stress Corrosion

เมื่อโลหัไดระบความเคนภายใตบรรยากาศเฉพาัจัเกิดการแตกได เรียกวา XStress Corrosion CrackingY

บรรยากาศที่ไมเหมาัสมAl alloys น้ําเกลือ, น้ําทัเลCu alloys NH3Steel NaOH, NH3Stainless Cl- solutionTi alloys Methanol, HCl70Ni-30Cu HFMg alloys น้ําทัเล

Hydrogen Damage

เกิดจากเมื่อนําโลหัไปใชงานภายใตบรรยากาศที่มี H2 อัตอมของ H จัมีขนาดเล็กแลัแพรซึมเขาไปในเนื้อโลหัได แลัไปสัสมตะวบริเวณที่เปนชองวางเปลี่ยนกลายเปน H2 อีกคระ้ง เมื่อมีแรงดะนสูงพอจัดะนใหเกิดรอยพุพองชองวาง

Hydrogen Blistering

XHydrogen EmbrittlementY เกิดจากการที่ไฮโดรเจนแพรซึมเขาสูเนื้อโลหัแลวเกิดเปนสารปรักอบ Hydride ซึ่งคอนขางเปราัทําใหชิ้นสวนเสียหายจากการไดระบแรงกรัแทก

แหลงที่มาของไฮโดรเจน- Operate in hydrogen atmosphere- Acid pickling- Electroplating- Cathodic Protection- Corrosion Reaction