یکی از مسائل دردساز و رایج در میان فلزات، خورده شدن آن‌ها تلقی می‌شود. در واقع خوردگی یک فرآیند شیمیایی بوده که هزینه‌های بسیاری به دنبال دارد. خوردگی فلزات در انواع مختلفی همچون خوردگی یکنواخت، خوردگی سایشی، حفره ای، شیاری و غیره وجود دارد.‌ با توجه به نوع خوردگی، دلیل وقوع آن متفاوت خواهد بود. خوردگی شیاری یا شکافی یکی از انواع خوردگی است که وقتی اتفاق می‌افتد که در زمان اتصال قطعات فلزی به یک‌دیگر، میان آن‌ها فاصله ایجاد شود. در صورت عدم کنترل این خوردگی، مشکلات بسیاری را به دنبال آن ایجاد می‌شود.

خوردگی شیاری چیست؟

در حقیقت خوردگی شیاری یک نوع خوردگی موضعی بوده که در یک شیار یا شکاف باریک و به علت اختلاف دمش هوا و انحلال فلز، ایجاد می‌شود و با سرعت بالا پیش می‌رود. این خوردگی در یک شیار فلزی-فلزی یا فلزی-غیرفلزی ممکن است به وقوع انجامد. به علاوه، امکان ایجاد شیار از ترک‌های موجود روی سطح بیش‌تر است. در داخل شکاف، جایی که نفوذ جرمی محدود شده باشد، اکسیژن محلول و  PH یا اسیدیته کم می‌شود. همچنین، شکاف از یون‌های کلرید غنی می‌شود. این تغییرات، در محیط شیمیایی داخل شکاف، سطح فلزی درون شیار را از حالت منفعل بیرون می‌آورد.
با در نظر داشتن آن‌که، سرعت واکنش آندی داخل شکاف با واکنش کاتدی خارج شکاف در متعادل هستند، خوردگی داخل شیار با شدت بالا انجام می‌شود. فلزاتی که از لایه‌های اکسیدی برای محافظت از خود استفاده می‌کنند، در برابر انواع خوردگی مقاومت کمی خواهند داشت. فولاد ضدزنگ و آلومینیوم جز این دسته از فلزات هستند. در این میان، فلزاتی همچون تیتانیوم، نیکل و آلیاژهای آن‌ها، مقاومت خوبی در مقابل فلزات نشان می‌دهند.

روش‌های کنترل خوردگی شکافی

با کاهش میزان خوردگی محیط و یا بالا رفتن مقاومت و استحکام فلز و آلیاژ می‌توان از پیشرفت خوردگی شیاری پیشگیری نمود. مواردی که به کمک آن می‌توان از خوردگی جلوگیری کرد، در ادامه آمده است:

حذف رسوبات
جهت کاهش خوردگی، این مسئله حائز اهیمت است که محلول رسوب‌زدایی شده و فیلتر شود. در نتیجه این امر، ذرات جامد معلق محلول کاهش یافته و احتمال ایجاد رسوبات نیز کم‌تر خواهد شد.
استفاده از اتصالات جوشکاری مناسب
مهن است که در اتصالات، به جای استفاده از میخ پرچ یا پیچ و مهره، از جوش کامل (پیوسته) مورد استفاده قرار گیرد.
محیط شیمیایی یک‌نواخت
جهت کاهش قدرت خورندگی محیط می‌توان از غلظت یون کلرید، اسیدیته محیط و یا دما کم‌ کرد. وجود محلول‌های خورنده به صورت راکد، سبب به وجود آمدن رسوبات شده و هیدرولیز آن‌ها، سبب کاهش PH خواهد شد.
طراحی مناسب قطعات
طراحی قطعات و تجهیزات میبایست به گونه‌ای باشد که از پیدایش نواحی نوک‌‌تیز، گوشه‌دار و شیارها که سبب سکون محلول می‌گردند، پیشگیری شود.
حذف مواد و اتصالات جاذب رطوبت
استفاده از واشرهایی که جاذب رطوب نیستند مانند واشرهای لاستیکی، تفلنی و درگیرهای بتونه‌ای کمک شایانی به عدم وقوع خوردگی می‌کند. به علاوه وقتی که خط تولید در طولانی مدت، در خاموش باشد، موادی که رطوبت را جذب می‌کنند، میبایست دیگر‌ مورد استفاده قرار نگیرند.

مکانیسم تخریب در خوردگی شیاری چگونه است؟

مکانیزم خوردگی شیاری شبیه به مکانیزم خوردگی یک‌نواخت است. تنها تفاوت میان آن‌ها این است که در خوردگی شیاری، پلاریزاسیون غلظتی، مهم‌ترین نقش را در ایجاد خوردگی بازی می‌کند. این خوردگی به سبب اختلاف اکسیژن به وقوع می‌پیوندد. نقاط درونی شیار که اکسیژن کم‌تری دارد، به عنوان آند عمل نموده و خورده می‌شوند. قسمت بیرونی شیار، به عنوان کاتد عمل کرده و بدون اثر پابرجا می‌ماند.

جوشکاری ورق گالوانیزه و همه چیز درباره آن

چه عواملی در وقوع خوردگی شیاری اثرگذار هستند؟

به طور معمول خوردگی شکافی به علت حمله به سطوح فلزی توسط محلول‌های راکد موجود در شکاف‌ها اتفاق می‌افتد. برای ‌مثال، این مکانیزم تخریب در اطراف لبه‌های مهره‌ها و سرهای پرچ به ‌کرات قابل مشاهده هستند. به علاوه شیارهای فلز/فلز، هنگامی که گرد و غبار، شن و ماسه و سایر مواد خورنده بر روی سطوح رسوب می‌کنند، احتمال دارد شکاف‌های فلز و غیرفلزی را ایجاد کنند که آب در آن تجمع یافته و سبب خوردگی قطعه شود. هنگام وقوع این رویداد، مشخص است که باعث آسیب به قسمت فلزی می‌شود.

چوب، پلاستیک، شیشه و بتن از متداول‌ترین مواد غیرفلزی هستند که ممکن است سبب خوردگی شیاری شوند. پیش از شروع خوردگی شکافی گاز اکسیژنی که در خارج از شکاف وجود دارد، سبب به وجود آمدن یک سلول غلظتی (Concentration Cell) می‌شود. این سیستم یک پیل اختلافی هوادهی (Differential Aeration Cell) است که هوای موجود در آن اکسیژن است. هنگامی‌که این نوع خوردگی در یک آلیاژ آهنی ایجاد شده باشد، یون‌های آهن با کلریدها واکنش داده و و سبب ایجاد کلرید آهن می‌شوند که به آلیاژ حمله می‌کنند.

این موضوع سبب می‌شود غلظت اکسیژن و pH در شکاف کمتر از غلظت محلول آب تشکیل شده روی فلز باشد. مکانیسم انتشار خوردگی شیاری مشابه خوردگی حفره‌ای است. در مجموع عوامل مهمی که بر خوردگی شکافی تأثیر می‌گذارند، به شرح زیر‌ است:

• ترکیب فلز (ترکیبات آلیاژی)

• محیط (pH، یون‌های هالید، دما و اکسیژن)

• نوع شکاف (از نظر فلز/فلز یا فلز/غیرفلز بودن)

• هندسۀ شکاف (شامل اندازۀ شکاف، عمق آن و زبری سطح)

سخن پایانی

در حقیقت خوردگی شیاری نوعی از خوردگی‌ست که واکنش آندی آن درون شیاری در سطح که تماس چندانی با بیرون ندارد اتفاق می‌افتد. شیار می‌تواند جای وصل‌شدن دو قطعه اعم از پیچ یا واشر، درز و هرگونه جایی که الکترولیت بتواند در آن راکد بماند رخ دهد.