انواع مختلف خوردگی در پل های فولادی

هر ساله دولت فدرال و وزارت حمل و نقل (DOTs) در ایالات متحده میلیاردها دلار برای بهسازی پل ها هزینه می کند. دلیل اصلی نیاز به بهسازی و مرمت پل ها، خوردگی پل های فولادی است. برای بازرسی مناسب خوردگی پل های فولادی و ارائه راه حل های اولیه، یک بازرس پل باید از انواع مختلف خوردگی مشاهده شده در پل های فولادی آگاه باشد. خوردگی پل های فولادی، فرسودگی فلز در اثر واکنش آن با محیط است. این واکنشی است که در آن فلز در حضور اکسیژن، آب و سایر عوامل به شکل اکسید خود تبدیل می شود. سرعت و پیشرفت خوردگی در فولاد به شرایط محیطی، حفاظت از سطح، وجود آلاینده ها، رسوبات و شرایط باکتریایی و تنش بستگی دارد. با توجه به این عوامل، هر سازه پل نرخ خوردگی متفاوتی خواهد داشت.

انواع مختلف خوردگی در پل های فولادی

خوردگی در پل های فولادی به اشکال مختلف ظاهر می شود و بر اساس نحوه حمله خوردگی به فلز طبقه بندی می شود. هشت شکل خوردگی در پل های فولادی عبارتند از:

1. خوردگی یکنواخت (Uniform corrosion)
2. خوردگی گالوانیکی ( Galvanic corrosion )
3. خوردگی شکافی (Crevice corrosion)
4. خوردگی حاصل از رسوبات (Deposit attack)
5. خوردگی زیرلایه ای (Underfilm corrosion)
6. خوردگی حفره ای (Pitting corrosion)
7. خوردگی مرز دانه ای (Intergranular corrosion)
8. خوردگی فرسایشی (Erosion corrosion)
9. خوردگی تنشی (Stress corrosion)

1 - خوردگی یکنواخت

خوردگی یکنواخت شامل نازک شدن کلی فلزکاری است و به صورت زنگ یکنواخت در کل سطح مشاهده می شود. خوردگی یکنواخت را می توان با چشم غیر مسلح تشخیص داد. معمولاً در تمام فلزات لخت در معرض جو مشاهده می شود.

پل های فولادی در مناطق خشک دچار خوردگی یکنواخت می شوند. آنها بر روی صفحات و اشکال با سطح بزرگ که می توانند به طور یکنواخت مورد حمله قرار گیرند یا اکسید شوند، مانند ورق های اتصال عمودی و جان تیرمشاهده می شوند. این اعضا به سرعت خشک می شوند و مورد حمله سایر اشکال خورندگی قرار نمی گیرند.

2 - خوردگی گالوانیکی

خوردگی گالوانیکی زمانی رخ می دهد که عناصر پل فولادی در یک محیط الکترولیتی قرار گیرند. این زمانی اتفاق می افتد که تیرهای چراغ برق، مجراهای برق یا نرده ها با فولاد لخت یا فولاد خود حفاظ در تماس باشند. این نوع خوردگی اغلب با چشم غیر مسلح قابل مشاهده است.

این خوردگی زمانی اتفاق می افتد که فلزات با ترکیبات مختلف در حضور الکترولیت در کنار هم قرار گیرند. تغییر در ترکیب فلزات باعث ایجاد اختلاف پتانسیل خوردگی می شود و یکی از فلزات را به آند و دیگری را به کاتد تبدیل می کند و سبب اکسید شدن آن ها می شود. از این رو، به آن خوردگی فلزات غیرمشابه نیز گفته می شود. در بیشتر موارد، برای جلوگیری از خوردگی گالوانیکی، مواد عایق بین این فلزات نامشابه قرار می گیرند.

3 - خوردگی شکافی

خوردگی شکافی خوردگی موضعی است که در مکان های محصور پل های فولادی مشاهده می شود که در معرض محیط خارج نیستند. این یکی از رایج ترین اشکال خوردگی است که در پل های فولادی یافت می شود. خوردگی شکافی در پل های فولادی را می توان به صورت بصری با چشم غیر مسلح مشاهده کرد.

این نوع خوردگی بین شکاف ها و دهانه های کوچک در پل های فولادی رخ می دهد، جایی که تفاوت در ضخامت، تراز، بخش بدون آب بندی و غیره رایج است. سطوح فولادی با محافظ فیلم اکسیدی بیشتر در برابر خوردگی شکاف آسیب پذیر هستند. غلظت بالای یون های کلرید یا هیدروژن در این شکاف ها این لایه محافظ را از بین می برد و منطقه را دچار خوردگی می کند.

4 - خوردگی حاصل از رسوبات

حمله رسوبی نوعی خوردگی شکافی است که اغلب در پل های فولادی در محل رسوبات رخ می دهد. در اثر این رسوبات مواد خارجی در سطح فولاد جمع می شود و فضای محدودی را ایجاد می کند که مانند یک شکاف رفتار می کند. علاوه بر این، این رسوبات رطوبت و سایر مواد محرک خوردگی را در خود نگه می دارند.

یکی از آزاردهنده ترین انواع رسوب حاصل لانه و مدفوع پرندگان است. این رسوبات حاوی اسیدهایی هستند که می توانند به اعضای فولادی و پوشش های محافظ آسیب بزنند.

5 - خوردگی زیرلایه ای

خوردگی زیرلایه ای نوعی خوردگی شکافی است که در زیر رنگ آسیب دیده از لحاظ فیزیکی یا هر گونه نقص روی لایه رنگ قابل مشاهده است. این خوردگی منجر به جدا شدن رنگ از سطوح فلزی می شود. خوردگی زیر لایه ای در سازه به صورت ترک خوردگی، جوش یا کنده شدن لایه رنگ دیده می شود.

6 - خوردگی حفره ای

حفره یک نوع خوردگی موضعی است که باعث نفوذهای عمیق و باریک به سطوح فولادی می شود. این نوع خوردگی در فلزات با نقص در متالورژی، عیوب حفاظت از رنگ، رسوبات مواد خارجی و غیره مشاهده می شود.

7 - خوردگی مرز دانه ای

خوردگی مرز دانه ای خوردگی است که در مرز دانه های فلز دیده می شود. هنگامی که مرزهای دانه خراب می شود، دانه ها می ریزند و فلز متلاشی می شود. تشخیص صحیح خوردگی مرز دانه ای نیاز به بررسی های دقیق دارد.

8 - خوردگی فرسایشی

هنگامی که بخش هایی از پل های فولادی در معرض جریان سیال با سرعت بالا قرار می گیرند، ذرات موجود در سیال سطح فلز را ساییده می کنند. جریان، پوشش سطحی محافظ خوردگی را از بین می برد و به آن خوردگی فرسایشی می گویند. خوردگی فرسایشی زمانی خطرناک است که جریان ذرات معلقی را حمل می کند که ستون فولادی را فرسایش می دهند.

9 - خوردگی تنشی

پل هایی که در معرض شرایط محیطی نامطلوب قرار دارند، مانند محیط های صنعتی و دریایی، در معرض ترک حاصل از خوردگی تنشی هستند. ترک خوردگی تنشی ناشی از وجود همزمان تجمع تنش کششی در عناصر پل فولادی و محیط خورنده است.