خوردگی مس و آلیاژهای آن

<p dir="rtl">مس، فلزی بسیار&nbsp; قوی برای ساخت انواع تجهیزات مثل سیم کابل، لوله های آبگرمکن و غیره است. ولی&nbsp; این وسط یک تناقض عجیبی دارد! از یک طرف، به دلیل لایه محافظی که دارد، در برابر خوردگی مقاوم است.</p> <p dir="rtl">&nbsp;از طرف دیگر، وقتی در معرض آب، هوا و مواد شیمیایی قرار می گیرد، تسلیم خوردگی می شود. درک رابطه پیچیده مس با خوردگی منجر به استفاده بهتر از این فلز فراگیر می شود. سوال ما هم همین است: خوردگی در مس اصلا چیست و چگونه رخ می دهد؟</p> <h2 dir="rtl">خوردگی مس چیست؟&nbsp;</h2> <p dir="rtl">خوردگی در مس مثل آهن نیست.&nbsp; خوردگی در مس اول با ایجاد یک لایه آبی رنگ مایل به سبز شروع می شود. این لایه ، پتینه نام دارد. درست است که نازک&nbsp; است ولی سرسختانه به سطح مس می&zwnj;چسبد و نمی گذارد مس خورده شود.</p> <p dir="rtl">ولی در نهایت، این لایه محافظی که از اکسید مس (Cu2o) تشکیل شده، مقاومت خود رد از دست می دهد و مس شروع به خوردگی می کند.&nbsp;</p> <p dir="rtl">بسیاری از مواد شیمیایی مضر مثل اسید می توانند سد دفاعی پتینه را بشکنند. علاوه بر این، پتینه ها کاملاً غیرقابل نفوذ نیستند و به یون های مس اجازه می دهند که به طور متناوب با عبور آب از شکاف های میکروسکوپی خارج شوند.&nbsp;</p> <p dir="rtl">و اما&nbsp; می رویم خوردگی مس در اسید</p> <p dir="rtl">خوردگی مس در محیط اسیدی</p> <p dir="rtl">مس وقتی در معرض محلول های اسیدی قرار می گیرد به راحتی خورده می شود.&nbsp;</p> <p dir="rtl">اسیدها غلظت بالایی از یون های هیدروژن (H+) را دارند. نمونه هایی از محلول های اسیدی که مس را می خورند عبارتند از: اسید سولفوریک، اسید نیتریک و محلول های نمک اسیدی.</p> <p dir="rtl">هنگامی که یک اسید با سطح مس برخورد می کند، یون های هیدروژن به طور تهاجمی اتم های مس را از ساختار شبکه کریستالی فلز خارج می کنند. این یون های مس آبی را به محلول اطراف آزاد می کند.</p> <p dir="rtl">مثلا در&nbsp; مورد نیتریک اسید، واکنش کلی به این صورت می شود:</p> <p><strong>&nbsp;</strong></p> <p dir="ltr">Cu(s) + 4HNO3 (aq) ⤏ Cu (NO3) 2 (aq) + 2NO2 (g) + 2H2O (I)</p> <p><strong>&nbsp;</strong></p> <p dir="rtl">هنگامی که مس برای اولین بار اکسید می شود، محلول بسیار غلیظ می شود و محصول Cu2+ در ابتدا با یون های نیترات اسید نیتریک هماهنگ می شود و به محلول ابتدا رنگ سبز و سپس سبز مایل به قهوه ای می دهد.</p> <p dir="rtl">علاوه بر این، یون&zwnj;های نیترات تجزیه می&zwnj;شوند و اکسید نیتریک (NO) و آب را به عنوان محصول جانبی فرآیند احیا تشکیل می&zwnj;دهند.&nbsp;</p> <p dir="rtl">با گذشت زمان، حمله اسیدی باعث می شود که فلز مس تجزیه شود، حفره پیدا کند، و در نهایت ضعیف یا سوراخ شود؛ زیرا خوردگی سطح را فرسایش می دهد.</p> <h2 dir="rtl">انواع خوردگی مس،&nbsp; ۸ مدل جالب</h2> <p dir="rtl">مس و آلیاژهای آن زمانی که خورده می شود، بسته به ماده خورنده و مواد خاص، انواع مختلفی دارد که می توان به موارد زیر اشاره کرد:</p> <h3 dir="rtl">۱. خوردگی یکنواخت</h3> <p dir="rtl">این نوع خوردگی به طور یکنواخت در سراسر سطح فلز رخ می دهد. همانطور که در تصویر زیر این لوله مسی (یا لوله مسی) مشاهده می کنید، تمام سطح لوله را لایه ای نازک فرا گرفته است.</p> <p dir="rtl"><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="https://lh7-us.googleusercontent.com/docsz/AD_4nXcccVrKvev_plsNogK-kulE5-e66ip1nFQ11Oh05G8TbMh8_D7M1kf8a3BFBap-luivQYUMF65axEcvvifRvOZPEgru8p4xV7M6fG7szWBHKVKlzroBiRn-A4qmGHYgc7CMkL0yJSBoEWyclgHXD0ahKZ0?key=5O5_p2ANqMmPwVJpL8x2bQ" width="624" height="468"></p> <p><strong>&nbsp;</strong></p> <p dir="rtl">خوردگی یکنواخت معمولاً زمانی اتفاق می افتد که مس برای مدت طولانی در معرض محیط های مرطوب یا اسیدی قرار گیرد.</p> <h3 dir="rtl">۲. خوردگی حفره ای&nbsp;</h3> <p dir="rtl">در خوردگی حفره ای ، سوراخ یا دهانه های کوچک روی سطح مس تشکیل می شود. در شکل زیر نمونه ای از لوله های مسی خورده شده با روش حفره ای می بینید.</p> <p><strong>&nbsp;</strong></p> <p dir="rtl"><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="https://lh7-us.googleusercontent.com/docsz/AD_4nXcTvnmrN-dw0dIiBYlQWJhrA1fHkUoB3QWW2rRcz77HVZrJjTLNKSflwiytQC95L0cRPrtfjOHs6Gj5ttmcxL-O5WZKFtonRx1Lc6RFCuqtPNKsYk2BJnVvxAlPj3F3NaPMjM213pEt7z1Sg5RbsQ6JDOLt?key=5O5_p2ANqMmPwVJpL8x2bQ" width="624" height="468"></p> <p dir="rtl">خوردگی حفره ای اغلب به دلیل وجود کلریدها یا سایر یون&zwnj;های تهاجمی ایجاد می&zwnj;شود و می&zwnj;تواند منجر به تشکیل سوراخ&zwnj;های عمیق شود که یکپارچگی سطح ماده را به خطر می&zwnj;اندازد.</p> <h3 dir="rtl">۳. خوردگی شیاری</h3> <p dir="rtl">خوردگی شیاری در فضاهای محدود یا شکاف هایی رخ می دهد که محلول های راکد می توانند تشکیل شوند و مانع از دسترسی اکسیژن و افزایش تجمع عوامل خورنده شوند.</p> <p dir="rtl">&nbsp;این عمل به صورت خوردگی موضعی در اطراف اتصالات،&nbsp; واشرها یا لولاها ظاهر می شود و شیار مانند است.</p> <p><strong>&nbsp;</strong></p> <p dir="ltr"><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="https://lh7-us.googleusercontent.com/docsz/AD_4nXeEVZqNPxb1eb0OHtJzS3oDQnVpA2MFbw-tpZVWiZXvCYMOR3arQXKCmWuC-mpNB8_UAz9WteFwaNOXZLGAB4EG9FR7J_GnV7-QTRfQs8MK3rAyBiCgthGxQTMRuC7OkxceixG8K2h4CzKJv27gEp2xTAl2?key=5O5_p2ANqMmPwVJpL8x2bQ" width="624" height="468"></p> <p><strong>&nbsp;</strong></p> <h3 dir="rtl">۴. خوردگی گالوانیک</h3> <p dir="rtl">خوردگی گالوانیکی زمانی به وجود می آید که مس در حضور الکترولیت با فلزات غیر مشابه تماس پیدا می کند. در این حالت، یک سلول گالوانیکی را تشکیل می دهد. فلز واکنش پذیرتر خورده می شود، در حالی که مس ممکن است دچار خوردگی تسریع شده یا موضعی شود.</p> <p dir="ltr"><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="https://lh7-us.googleusercontent.com/docsz/AD_4nXelNkYd5PemzvjxkzR6CXqp9q3ugVY-leVXxc6cMP19IZHDxbttp8LBurbNyYGi_wABRKHAeNVNMzZ1258ezW5nEk9qY6xy640tSklLNosGRZx4xiOTgILSUF6Ste73BFqpnyNcl2xki095OtokVzct2P5q?key=5O5_p2ANqMmPwVJpL8x2bQ" width="624" height="468"></p> <p><strong>&nbsp;</strong></p> <h3 dir="rtl">۵. روی زدایی&nbsp;</h3> <p dir="rtl">روی زدایی (زینک زدایی) شکل خاصی از خوردگی است که برنج را تحت تاثیر قرار می دهد.&nbsp; برنج آلیاژی از&nbsp; مس و روی است. در زینک زدایی، بخش برنجی ترجیحاً خورده می شود و ساختار مس متخلخلی را از خود به جای می گذارد. نتیجه این می شود که مس استحکام مکانیکی خود را از دست می دهد.&nbsp;</p> <p><strong>&nbsp;</strong></p> <p dir="ltr"><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="https://lh7-us.googleusercontent.com/docsz/AD_4nXdOhVob64HqpCFkDx114b9DEkoGHeqnqFQks2rcGSyWm4oAO4uG8-nKi2vVnRVQIhTwGq46IuSabJHQflXcDE2XPqA_CxuWpkTgU1rjrBC3e2vyL3KblSJsl7y8EyFAJHLFbOh6OS93srksexUZv_T6-QyS?key=5O5_p2ANqMmPwVJpL8x2bQ" width="624" height="468"></p> <p><strong>&nbsp;</strong></p> <h3 dir="rtl">۶. خوردگی بین دانه ای</h3> <p dir="rtl">خوردگی بین دانه ای در امتداد مرزهای دانه ماده مس رخ می دهد. معمولاً به دلیل حساسیت ناشی از عملیات حرارتی نامناسب یا قرار گرفتن در معرض محیط های خاص است که می تواند منجر به ضعیف شدن مس شود.</p> <p dir="ltr"><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="https://lh7-us.googleusercontent.com/docsz/AD_4nXczNYnbFnu8KEW8HTbpjtFGQOXrduHfObJWXnewCpCoRQTPD-OJU_4nE_VcIkWlQoPN6Eci3VbaFVsN9vrnIFLmV1WCP8PlMsO242cS2nctEQqGdZYx6RPhStxTk43KzVVGN5d_Pv9ol68gotMCpJovA-z9?key=5O5_p2ANqMmPwVJpL8x2bQ" width="624" height="468"></p> <h3 dir="rtl">۷. ترک خوردگی تنشی</h3> <p dir="rtl">مس در اثر&nbsp; تنش زیاد هم خورده می شود ولی در&nbsp; مقیاس بسیار ریز. ترک خوردگی تنشی پدیده ای است که در&nbsp; تنش و محیط خورنده با هم یکجا باشند. در این حالت، ترک های ریز&nbsp; در مس ایجاد می شود.&nbsp; این نوع خوردگی می تواند تحت شرایط خاص، مانند قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی خاص، به ویژه ترکیبات آمونیاکی، یا دمای بالا رخ دهد.</p> <p dir="rtl"><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="https://lh7-us.googleusercontent.com/docsz/AD_4nXeV7DbBb20pgx1HEfbwTvEWP7ZZ--sisFFEOO78qRvwhI64xVn8xUZdJWC9X-D0LIe5PoMRAg0ZljH65kou8gzUqaH7ccNQFdXRRl07WRCOK97IJzzI3MKVoTryUrsNP-y0Bnq1Vtg2FSQ5eqgnv7vMLJI?key=5O5_p2ANqMmPwVJpL8x2bQ" width="624" height="468"></p> <h3 dir="rtl">۸. خوردگی خستگی</h3> <p dir="rtl">خستگی ناشی از خوردگی مس شکلی از فرسودگی مکانیکی است که در آلیاژهای مس مانند رخ می دهد. &nbsp; زمانی که آلیاژهای مس همزمان در معرض یک محلول خورنده و بارگذاری تنش چرخه ای قرار می گیرند،&nbsp; خوردگی خستگی ایجاد می شود.</p> <p dir="rtl">مواد شیمیایی که باعث ایجاد خستگی ناشی از خوردگی مس می شوند عبارتند از آمونیاک، آمین ها، الکل ها و محلول های قلیایی یا اسیدی.&nbsp;</p> <p dir="rtl">مثلا آب دریا باعث ایجاد خستگی ناشی از خوردگی مس در قطعات برنجی و برنزی مورد استفاده در&nbsp; تجهيزات دریایی مانند پمپ ها و پروانه ها می شود.</p> <p dir="rtl">این موارد تنها چند نمونه از انواع خوردگی مس هستند که ممکن است رخ دهد. هر نوع دارای ویژگی ها و مکانیسم های متمایزی هستتد. جلوگیری از خوردگی مس مستلزم درک عوامل خاص موثر در آن و اجرای اقدامات پیشگیرانه مناسب است.</p> <h2 dir="rtl">روش های جلوگیری از خوردگی مس</h2> <p dir="rtl">وسایل مسی اغلب در معرض خورده شدن قرار دارند. خوردگی در اثر ترکیب رطوبت و اکسیژن بر روی سطوح فلزی ایجاد می شود، بنابراین مهم است که اقدامات لازم را برای محافظت از آنها در برابر آسیب های محیطی انجام دهید. در ادامه به چند مورد برای جلوگیری از&nbsp; خوردگی مس ارائه می دهیم.</p> <ul> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">استفاده از کوتینگ (Coating) یا پوشش</p> </li> </ul> <p dir="rtl">کوتینگ یا پوشش دهی، روشی است که طی آن یک لایه محافظ روی مس می کشند.&nbsp; سیستم های پوشش دهی که برای جلوگیری از&nbsp; خوردگی مس استفاده می شود به چندين دسته تقسیم می شوند؛</p> <p dir="rtl">۱. پوشش نیتروسلولزی&nbsp;</p> <p dir="rtl">پوشش&zwnj;های نیتروسلولزی رایج&zwnj;ترین پوشش&zwnj;های خشک&zwnj;کننده هوا برای جلوگیری از خوردگی مس هستند.&nbsp; این مواد با رزین های آلکیدی یا اکریلیک اصلاح می شوند. مقاومت بالایی در برابر مواد شیمیایی ندارند، اما به سرعت خشک می شوند و به راحتی قابل استفاده هستند.</p> <p dir="rtl">۲. پوشش اکریلیک</p> <p dir="rtl">اکریلیک&zwnj;ها که در ترکیبات خشک&zwnj;کننده هوا یا گرما سخت ( ترمو ست) وجود دارند و مواد نسبتاً پرهزینه&zwnj;ای هستند. اصلاحات خشک کردن هوا برای کاربردهای بیرونی محبوب هستند، در حالی که انواع ترموست برای کاربردهای داخلی که به مقاومت بالایی در برابر حرارت و سایش نیاز دارند. از آنجایی که پوشش های ترموست به راحتی از بین نمی روند، برای کاربردهای معماری مناسب نیستند.</p> <p dir="rtl">۳. پوشش اپوکسی&nbsp;</p> <p dir="rtl">پوشش های اپوکسی مقاومت بسیار خوبی در برابر سایش و مواد شیمیایی دارند. این مواد نسبتاً گران هستند و فقط در ترکیبات ترموست موجود هستند. این مواد برای کاربردهای داخل ساختمان خوب هستند، اما در عرض چند ماه ممکن است به سرعت تخریب و تیره می شوند.</p> <p dir="rtl">۴. پوشش&zwnj;های سیلیسیمی</p> <p dir="rtl">سیلیسیم ها بهترین پتانسیل را در دماهای بالا دارند. ترکیبات جذب کننده اشعه ماوراء بنفش برای جلوگیری از تیره شدن سیلیسیم در هنگام قرار گرفتن در معرض خوردگی به آنها اضافه می شود.</p> <p dir="rtl">۵. پوشش های آلکیدی</p> <p dir="rtl">&nbsp;این پوشش&zwnj;ها با رزین&zwnj;های ملامینه اصلاح شده&zwnj;اند. کم&zwnj;هزینه هستند و بسیار بادوام هستند و مقاومت در برابر مواد شیمیایی خوبی دارند.</p> <p dir="rtl">۶. پوشش های یورتان</p> <p dir="rtl">پوشش یورتان با مخلوط کردن رنگدانه با پلی یورتان ها ایجاد می شود که برای چسبنده نگه داشتن مولکول های رنگدانه در کنار هم عمل می کنند.&nbsp; این پوشش ها، مقاومت در برابر مواد شیمیایی و سایش خوبی دارند.</p> <p dir="rtl">۷. پوشش وینیل</p> <p dir="rtl">پوشش های وینیل نیاز به تثبیت در برابر تخریب اشعه ماوراء بنفش دارند. آنها معمولاً پوشش های نسبتاً نرم و انعطاف پذیری هستند و در برابر خوردگی مقاومت نسبتا خوبی دارند.</p> <ul> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">استفاده از روغن</p> </li> </ul> <p dir="rtl">روغن یک خاصیت آب گریزی دارد و جلوی رسیدن رطوبت زیاد به سطح مس را می گیرد. از روغن هایی مثل وازلین می توانید برای مواد مسی استفاده کنید. الته نه برای هر وسیله ای. مثلا می توانید برای لوله های مسی در زیرزمین استفاده کنید.&nbsp;</p> <ul> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">تمیز کردن</p> </li> </ul> <p dir="rtl">با کمی محلول آب و سرکه می توانید، سطح مس را پاک کنید. این کار هم درخشندگی روی فلز ایجاد می کند و هم سطح مس را از خورده شدن نجات می داد؛ زیرا ذرات روی سطح مس خودشان جذب کننده رطوبت هستند.&nbsp; البته حواستان باشد که مربیش از اندازه با آب سرکه نزنید، زیرا اثر معکوس خواهد داشت.</p> <ul> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">استفاده از بازدارنده ها</p> </li> </ul> <p dir="rtl">بازدارنده ها، مواد شیمیایی هستند که وقتی به مس اضافه شوند،&nbsp; خوردگی را کاهش می دهند. افزودن بازدارنده های خوردگی می تواند یک لایه محافظ روی سطح مس ایجاد کند و احتمال خوردگی را کاهش می دهد.&nbsp;</p> <p dir="rtl">بازدارنده ها با جذب روی سطح فلز و تشکیل سدی در برابر خورنده ها عمل می کنند. با این حال، انتخاب بازدارنده مناسب باید عواملی مانند شیمی آب و محیط خاص را در نظر بگیرد. بازدارنده های رایج شامل تنگستن، نیترات ها و مولیبدات می شوند.</p> <ul> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">سختی گیر آب</p> </li> </ul> <p dir="rtl">سختی گیر یا نرم کننده آب، نوعی دستگاه تصفیه آب&nbsp;</p> <p dir="rtl">علت خوردگی مس است. در مناطقی که آب سخت دارند، می توان از تکنیک های نرم کردن آب برای حذف یا کاهش غلظت مواد معدنی که به خوردگی مس کمک می کنند، استفاده کرد.</p> <p dir="rtl">سخت کننده های آب معمولاً از رزین&zwnj;های تبادل یونی یا روش&zwnj;های دیگر برای جایگزینی یون&zwnj;های کلسیم و منیزیم با یون&zwnj;های سدیم استفاده می&zwnj;کنند. این کار به جلوگیری از تشکیل رسوب کمک می کند و احتمال خوردگی موضعی را کاهش می دهد.</p> <ul> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">استفاده از فیلتر کربنی&nbsp; فعال</p> </li> </ul> <p dir="rtl">حذف ناخالصی ها و آلاینده ها از آب نیز می تواند خوردگی مس را به حداقل برساند. سیستم های فیلتراسیون، مانند فیلترهای کربن فعال یا غشاهای اسمز معکوس، می توانند به طور موثر موادی را که ممکن است باعث خوردگی شوند را حذف کنند. نظارت و نگهداری منظم این سیستم های فیلتراسیون برای جلوگیری از خوردگی طولانی مدت بسیار مهم است.</p> <p dir="rtl">عوامل زیادی هستند که باعث خوردگی در مس می شوند:</p> <p dir="rtl">۱.&nbsp; رطوبت</p> <p dir="rtl">یکی از دلایل اصلی خوردگی مس، قرار گرفتن طولانی مدت در معرض رطوبت است. هنگامی که مس با آب یا محیط های با رطوبت بالا تماس پیدا می کند، تحت یک واکنش شیمیایی به نام اکسیداسیون قرار می گیرد.&nbsp;</p> <p dir="rtl">این فرآیند منجر به تشکیل اکسید مس می شود که به صورت لایه ای سبز رنگ بر روی سطح فلز ظاهر می شود. هنگامی که رطوبت با سایر عوامل خورنده مانند اسیدها یا نمک ها ترکیب شود، می تواند سرعت خوردگی را دو چندان کند.</p> <p dir="rtl">۲. واکنش های شیمیایی&nbsp;</p> <p dir="rtl">خوردگی مس نیز می تواند در اثر واکنش های شیمیایی با مواد مختلف بوجود آید. به عنوان مثال، قرار گرفتن در معرض اسیدها، قلیاها یا نمک ها می تواند روند خوردگی را تسریع کند. ترکیبات اسیدی، مانند اسید سولفوریک یا اسید کلریدریک، در صورت وجود در غلظت های بالا، می توانند مس را بخورند.</p> <p dir="rtl">همچنین، قرار گرفتن در معرض محلول های قلیایی مانند آمونیاک یا هیدروکسید سدیم نیز می تواند منجر به خوردگی شود. نمک&zwnj;هایی مانند کلریدها یا سولفات&zwnj;ها در صورت وجود در محیط می&zwnj;توانند فرآیند خوردگی را تشدید کنند.</p> <p dir="rtl">۳. خوردگی گالوانیکی</p> <p dir="rtl">یکی دیگر از علل شایع خوردگی مس، خوردگی گالوانیکی بود که در ابتدای مقاله توضیح دادیم. هنگامی که این پدیده رخ می دهد، یک فلز تبدیل به آند و فلز دیگری به کاتد تبدیل شده در نتیجه آنُد خورده می شود.&nbsp;</p> <p dir="rtl">به عنوان مثال، اگر مس با فلز دیگری مانند آلومینیوم یا فولاد در تماس باشد و در معرض رطوبت باشد، خوردگی گالوانیکی ممکن است رخ دهد و منجر به خورده شدن مس شود.</p> <p dir="rtl">۴. عوامل محیطی</p> <p dir="rtl">عوامل محیطی نقش بسزایی در خوردگی مس دارند. برای مثال، قرار گرفتن در معرض دماهای بالا می تواند با افزایش سرعت واکنش های شیمیایی، فرآیند خوردگی را تسریع می کند. علاوه بر این، آلودگی و آلاینده های جوی، مانند دی اکسید گوگرد یا اکسیدهای نیتروژن، می توانند به خوردگی مس کمک کنند.&nbsp;</p> <p dir="rtl">مواد مسی در مکان های صنعتی یا مکان&zwnj;های نزدیک به مناطق ساحلی، که در آن آب شور وجود دارد، به دلیل ترکیبی از عوامل محیطی، بسیار در معرض خوردگی هستند.</p> <p dir="rtl">۵. املاح&nbsp;</p> <p dir="rtl">وجود برخی از املاح در گذر زمان باعث خوردگی در مس می شود. مثلا برخی لوله های مسی که آب آنها حاوی شن و املاح ریز است ممکن است در بلند مدت خورده شوند زیرا سطح مس را می سایند.&nbsp;</p> <p dir="rtl">۶. سرعت بالای آب</p> <p dir="rtl">سرعت بالای آب، باعث سایش هیدرولیکی لوله ها می شود که گاهی در سیستم های آب گرم در گردش با استفاده از پمپ ها دیده می شود. مثلا ممکن است لوله های&nbsp; یک آبگرمکن در اثر پمپ خراب آب و فشار بیش از حد، در مدت زمان خورده شوند&zwnj;.</p> <p dir="rtl">اثر آب و&nbsp; خوردگی مس</p> <p dir="rtl">آب ماده ای است که در همه جا حاضر است و نقش مهمی در خوردگی مس دارد. توانایی آن در حل کردن مواد مختلف و تسهیل واکنش های شیمیایی، آن را به یک عامل بالقوه در خوردگی سطوح مس تبدیل می کند.&nbsp;</p> <p dir="rtl">عواملی مانند pH، محتوای اکسیژن محلول و وجود یون های دیگر می توانند به طور قابل توجهی روند خوردگی را تسریع یا مهار کنند.&nbsp;</p> <p dir="rtl">به عنوان مثال، آب اسیدی یا قلیایی می تواند با تغییر لایه اکسید محافظ روی سطح مس، خوردگی را افزایش دهد.&nbsp; آب&zwnj; های اسیدی با PH کمتر از ۷ یا آبهای قلیایی با PH بیشتر از ۸.۵ می توانند مس را در مدت زمان زیاد بخورند.</p> <h2 dir="rtl">انواع آلیاژهای مس</h2> <p dir="rtl">در&nbsp; مورد مواد خورنده و اثرات آن روی مس صحبت کردیم. بد نیست درباره انواع آلیاژهای مس هم اطلاع داشته باشید&zwnj; که در ادامه توضیح می دهیم.</p> <p dir="rtl">تقسیم بندی که&nbsp;<a href="https://fa.m.wikipedia.org/wiki/%D8%A2%D9%84%DB%8C%D8%A7%DA%98%D9%87%D8%A7%DB%8C_%D9%85%D8%B3">ویکی پدیا</a> از انواع رایج آلیاژهای مس&nbsp; کرده به این صورت است:</p> <ul> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">آلیاژهای مس-برنجی</p> </li> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">برنز فسفر</p> </li> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">برنز های آلومینیومی</p> </li> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">برنزهای سیلیکون</p> </li> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">کوپرو نیکل</p> </li> </ul> <p dir="rtl">برویم از&nbsp; نزدیک این آلیاژهای مسی را بررسی کنیم.</p> <ul> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">آلیاژ مسی-برنجی</p> </li> </ul> <p dir="rtl">برنج یک آلیاژ مس است که از ترکیب مس با روی ساخته می شود. معمولاً بین 15 تا 45 درصد روی دارد و بقیه آن مس است. عناصر کمیاب مانند سرب یا قلع نیز ممکن است اضافه شوند.</p> <p dir="rtl">افزودن روی، شکل پذیری، استحکام، ماشین کاری و مقاومت در برابر خوردگی مس را در مقایسه با فلز مس خالص بهبود می بخشد. روی همچنین نقطه ذوب آلیاژ را کاهش می دهد. نسبت مس به روی خواص مواد را تعیین می کند.</p> <ul> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">آلیاژ برنز فسفری</p> </li> </ul> <p dir="rtl">فسفر برنز یکی دیگر از آلیاژهای مس است که مقدار کمی&nbsp; فسفر دارد.&nbsp; آلیاژ برنز-فسفری به طور معمول بین ۰.۵ تا ۱۱ درصد قلع، ۰.۰۱ تا ۰.۳۵ درصد فسفر&nbsp; دارد. همچنین حاوی&nbsp; عناصری مانند سرب هم است.</p> <p dir="rtl">افزودن فسفر باعث بهبود مقاومت در برابر خستگی و مقاومت در برابر سایش و در عین حال افزایش استحکام کششی و سفتی می شود. همچنین خاصیت ارتجاعی و مقاومت در برابر خوردگی را افزایش می دهد.</p> <p dir="rtl">فسفر بر خلاف سایر عناصر آلیاژی به عنوان یک عامل تقویت کننده محلول جامد در شبکه مس وجود دارد.&nbsp;</p> <p dir="rtl">برای همین، این آلیاژ تحت فشارهای مکرر&nbsp; بسیار قوی عمل می کند.&nbsp; بنابراین از. این آلیاژ معمولا ًدر&nbsp; ساخت تجهیزاتی مانند فنر، کابل&zwnj;، بست&zwnj;، سیم تلفن، مش، سیم&zwnj;های&nbsp; وسایل موسیقی و زنگ&zwnj;ها استفاده می&zwnj;شود.</p> <ul> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">برنزهای آلومینیومی&nbsp;</p> </li> </ul> <p dir="rtl">آلیاژهای برنز آلومینیوم خانواده ای از آلیاژهای مسی هستند که از آهن و نیکل در ترکیب خود استفاده می کنند، اما بر آلومینیوم به عنوان عنصر آلیاژی اصلی متکی هستند.&nbsp; برنز آلومینیوم دارای درصد وزنی آلومینیوم بین ۵ تا ۱۱ درصد هستند.</p> <p dir="rtl">&nbsp;آلومینیوم به میزان قابل توجهی، استحکام را بالا می برد؛ در این حد&nbsp; که مانند فولاد کربن متوسط،&nbsp; قوس است. مزیت دیگر این ماده،&nbsp; مقاومت در برابر خوردگی آن است.&nbsp; برای همین در&nbsp; کشتی سازی و تجهیزات دریایی، شفت ها و اجزای پمپ ، شیر و فلکه و صنایع هوایی بسیار کاربرد دارد.</p> <ul> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">برنزهای سیلیکونی</p> </li> </ul> <p dir="rtl">برنز سیلیکونی، آلیاژ برنجی با سرب کم است که به طور کلی از 96 درصد مس تشکیل شده است. باقیمانده آن از سیلیکون و انواع آلیاژهای دیگر مانند منگنز، قلع، آهن یا روی بدست آمده است.&nbsp;</p> <p dir="rtl">آلیاژ برنز&nbsp; سیلیکونی به دلیل پوشش سطحی جذاب و خواص عالی مقاوم در برابر خوردگی، حتی زمانی که در مایعات و مواد شیمیایی غوطه ور است، شناخته شده است.&nbsp;</p> <p dir="rtl">این ماده، قدرت باربری و روانکاری زیادی دارد. این به ویژه هنگامی مفید است. برای همین&nbsp; در بساخت قفسه های یاتاقان و فاصله&zwnj; ساز به&zwnj; ویژه برای صنایع هوایی کاربرد دارد.</p> <ul> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">آلیاژ کوپرونیکل</p> </li> </ul> <p dir="rtl">کوپرونیکل (مس-نیکل) حداقل ۵۲ درصد نیکل دارد. مقاومت در برابر خوردگی عالی، حتی در آب دریا دارد.&nbsp;&nbsp;</p> <p dir="rtl">این آلیاژ از خود مس هم قوی تر و سخت تر است، ولی شکل پذیری خوبی دارد&zwnj;.</p> <p dir="rtl">همچنین نسبت به برنج یا برنز استاندارد در برابر ضربه های فرسایشی بادوام تر است. معمولاً در سخت افزارهای دریایی مانند پروانه کشتی، اتصالات، شیرها و لوله های کندانسور استفاده می شود که عملکرد فیزیکی همراه با توانایی های ضد رسوب اهمیت دارد.</p> <h2 dir="rtl">رفتار خوردگی در آلیاژهای مس</h2> <p dir="rtl">همانطور که توضیح دادیم، مس به راحتی با فلزاتی مانند روی، قلع، نیکل، سیلیکون و فسفر آلیاژ می شود. خواص متفاوتی که این عناصر می دهند بر رفتار خوردگی به روش های دیگر تاثیر می گذارد:</p> <p dir="rtl">تاخیر در خوردگی - فلزات آلیاژی می توانند مس را در برابر خوردگی با تشویق تشکیل پتینه محافظ، تثبیت کنند. فسفر، سیلیکون و دیگر آلیاژها، فوق العاده بازدارنده خوردگی هستند.</p> <p dir="rtl">تسریع خوردگی - سایر فلزات آلیاژی مانند روی، آهن و منگنز با داشتن مقادیر الکترونگاتیوی "نجیب" ، خوردگی گالوانیکی را افزایش می دهند. این منجر به خوردگی سریع از طریق تبادل الکترون در محیط های مرطوب می شود.</p> <p dir="rtl">تغییر جهت خوردگی - هنگامی که آلیاژهای مس مانتد مس و برنج در معرض خوردگی فرسایش ناشی از مایعات در حال جریان قرار می گیرند، نسبت به مس بیشتر دچار خوردگی می شوند. این امر&nbsp; شبکه مس را از ساییدگی در امان می&zwnj;دارد. فلزات آلیاژی اساساً با واکنش ابتدا خود را اصطلاحا "قربانی" می کنند و نمی گذارند فلز اصلی خورده شود&zwnj;.</p> <p dir="rtl">اصلاح پتینه - عناصری مانند قلع و آرسنیک نه تنها محافظ هستند بلکه به سطح مس زیبایی می دهند.</p> <h2 dir="rtl">ترکیبات آلیاژ های مس و اثر آنها روی خوردگی&nbsp;</h2> <p dir="rtl">آلیاژهای موجود در مس، هر کدام ترکیبات شیمیایی جداگانه ای دارند.&nbsp; وقتی در&nbsp; معرض مواد خورنده قرار می گیرند، اثرات خاصی دارند. مثلا برنج در برابر ترک خوردگی تنش مقاوم است. در ادامه این اثرات را روی تک تک آلیاژهای مس بررسی می کنیم.</p> <ul> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">مسی - برنجی</p> </li> </ul> <p dir="rtl">حساسیت به ترک خوردگی تنشی (SCC) به طور قابل توجهی تحت تاثیر ترکیبات روی است. آلیاژهایی که حاوی روی بیشتری هستند، حساس تر هستند. با کاهش روی از ۱۵ به صفر درصد مقاومت به طور قابل توجهی افزایش می یابد.&nbsp;</p> <p dir="rtl">عناصری مانند سرب، تلوریم، بریلیم، کروم، فسفر و منگنز تاثیر کمی بر مقاومت در برابر خوردگی مس و آلیاژهای دوتایی مس-روی دارند. این عناصر برای افزایش خواص مکانیکی مانند ماشین کاری، استحکام و سختی اضافه می شوند.</p> <ul> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">برنزی- فسفری</p> </li> </ul> <p dir="rtl">افزودن قلع و فسفر به مس باعث ایجاد مقاومت خوبی در برابر جریان آب دریا و بیشتر اسیدهای غیر اکسید کننده به جز هیدروکلریک (HCl) می شود. آلیاژهای حاوی 8 تا 10 درصد قلع مقاومت بالایی در برابر حملات خوردگی دارند.&nbsp;</p> <p dir="rtl">برنزهای فسفری نسبت به برنج ها، حساسیت کمتری در برابر&nbsp; SCC دارند.. از نظر مقاومت در برابر حمله گوگرد شبیه مس هستند.&nbsp; این آلیاژها عمدتاً به شکل ریخته گری استفاده می شوند که در آن با افزودن آلیاژهای بیشتر سرب، روی و نیکل اصلاح می شوند.</p> <ul> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">برنزهای آلومینیومی</p> </li> </ul> <p dir="rtl">برنزهای آلومینیومی به دلیل مقاومت در برابر سایش مکانیکی و حملات شیمیایی توسط محلول&zwnj;های سولفیت برای میله&zwnj;های همزن برقی برای تیغه&zwnj;های ماشین&zwnj;های خمیر چوب استفاده می&zwnj;شوند.</p> <p dir="rtl">در بیشتر کاربردهای تجاری، ویژگی های خوردگی برنزهای آلومینیومی عمدتاً به مقدار آلومینیوم مربوط می شود. آلیاژهای تا ۸ درصد، معمولاً ساختار مکعبی کاملاً رو به مرکز دارند و در برابر حمله خوردگی مقاومت خوبی دارند.</p> <ul> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">برنزهای سیلیکون</p> </li> </ul> <p dir="rtl">این آلیاژها مقاومت خوردگی زیادی در برابر مس دارند، اما خواص مکانیکی بالاتر و جوش پذیری بالاتری دارند. به نظر می رسد این آلیاژها نسبت به برنج های معمولی در برابر SCC بسیار مقاوم تر&nbsp; باشند.&nbsp;</p> <p dir="rtl">برنزهای سیلیکونی در معرض شکنندگی بخار با فشار بالا هستند و باید قبل از تعیین اجزای مورد استفاده در دمای بالا از نظر مناسب بودن در محیط،&nbsp; آزمایش شوند.</p> <ul> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">کوپرونیکل</p> </li> </ul> <p dir="rtl">آلیاژهای مس را با یک کد نشان می دهند. آلیاژ کوپرونیکل با کُد C71500 بهترین مقاومت عمومی را در برابر خوردگی آبی در بین تمام آلیاژهای مس مهم تجاری دارد. آلیاژ C70600 در عوض مقاومت خوبی دارد و هزینه کمتری می برد.&nbsp;</p> <p dir="rtl">هر دوی این آلیاژها، اگرچه برای کاربرد در صنایع شیمیایی مناسب هستند، اما بیشترین کاربرد را برای لوله&zwnj;های کندانسور و لوله&zwnj;های مبدل حرارتی در سیستم&zwnj;های بخار چرخشی دارند. این دو ماده نسبت به مس و سایر آلیاژهای مس در محلول های اسیدی مقاوم هستند و در برابر SCC بسیار مقاوم هستند.</p> <h2 dir="rtl">خواص فلز مس</h2> <p dir="rtl">مس دارای خواص زیادی از قبیل رسانایی الکتریکی، رسانایی گرمایی، شکل پذیری، قابلیت ماشین کاری،ضد میکروبی و خوردگی است که در ادامه توضیح می دهیم</p> <ul> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">رسانایی الکتریکی</p> </li> </ul> <p dir="rtl">مس خالص دارای مقدار رسانایی الکتریکی 5.9&times;107 <a href="https://fa.m.wikipedia.org/wiki/%D8%B2%DB%8C%D9%85%D9%86%D8%B3_(%DB%8C%DA%A9%D8%A7)">زیمنس</a> بر متر است که&nbsp; بعد از&nbsp; نقره&nbsp; (6.2x107 زیمنس بر متر) در جایگاه دوم قرار می گیرد.</p> <p dir="rtl">از آنجایی که مس بسیار فراوان تر و در نتیجه ارزان تر از نقره است، مس به سرعت به یک روش محبوب برای انتقال برق تبدیل شد. شکل پذیری مس آن را برای تولید سیم و کابل ایده آل کرده است. با این حال، وزنی که&nbsp; مس دارد برای&nbsp; خطوط برق هوایی زیاد مناسب نیست.&nbsp;</p> <ul> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">رسانایی گرمایی</p> </li> </ul> <p dir="rtl">مس به دلیل داشتن خواص حرارتی خوب شناخته شده است و از نظر رسانایی حرارتی&nbsp; پس از الماس در جایگاه سوم قرار دارد و سپس نقره. هدایت حرارتی معمولی مس خالص 386.00 W/(m&middot;K) در 20 درجه سانتیگراد است.</p> <p dir="rtl">این یعنی اینکه که گرما به سرعت از فلز عبور می کند. دلیل&nbsp; این سرعت عبور گرما از مس، ساختار شبکه ای نزدیک اتم های مس است که با افزایش دما بیشتر می لرزند و گرما را به داخل منتقل می کنند.</p> <ul> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">شکل پذیری و ماشین کاری</p> </li> </ul> <p dir="rtl">مس هم چکش خوار و هم انعطاف پذیر است، به این معنی که به راحتی می توان آن را ماشین کاری کرد و به شکل سیم کشید. استفاده از مس در ویژگی&zwnj;های معماری، به&zwnj;ویژه ساختمان&zwnj; های قدیمی رایج بوده است.</p> <p dir="rtl">همچنین، فلاشینگ نما ساختمان های قدیمی را&nbsp; اغلب با مس می ساختند&zwnj;. امروزه، سیم هایی با قطر بسیار کم&nbsp; را در رایانه، تلویزیون، تلفن همراه و اتومبیل می بینیم که از مس ساخته شده اند و برق را منتقل می کنند.</p> <ul> <li dir="rtl" aria-level="1"> <p dir="rtl" role="presentation">ضد میکروب</p> </li> </ul> <p dir="rtl">خواص ضد میکروبی مس قرن ها زبانزد خاص و عام بوده است. ظروف مسی برا حمل و خوردن اب نسبت به سایر فلزات کمتر مستعد رشد جلبک و تشکیل لجن بودند.</p> <p dir="rtl">دانشمندان هنوز در حال بررسی خواص ضد باکتریایی مس هستند و بسیاری معتقدند که می تواند راه حلی برای مشکل باکتری های مقاوم در حال انتقال در بیمارستان ها ارائه دهد.</p> <p>سخن پایانی</p> <p dir="rtl">مس و آلیاژهای آن مثل برنزی-فسفری،&nbsp; برنزهای سیلیکونی و غیره به دلیل ساختار شیمیایی قوی که دارند در برابر خوردگی مقاومت خوبی نشان می دهند. با این حال، درصد ترکیبات شیمیایی اضافه شده مس تواند میزان خوردگی مس را تغییر دهد.</p> <p dir="rtl">&nbsp;تمامی این آلیاژها یک روکش قوی دارند که به عنوان سدی در برابر مواد خورنده عمل می کنند. با این حال نمی&zwnj;توان مقاومت ۱۰۰ درصدی در برابر اسیدها و مواد خورنده ایجاد کرد. در عوض می توان از روش های پیشگیری برای جلوگیری از خوردگی مس استفاده کرد.</p>