گرایش خوردگی و حفاظت از مواد

گرایش خوردگی

]گرایش خوردگی

مهندسی خوردگی چیست؟

مهندسی خوردگی (corrosion engineering)، علمی کاربردی و فنی برای جلوگیری یا کاهش خسارات ناشی از پدیدهی خوردگی با استفاده از روشهایی مقرون به صرفه و مورد اعتماد است. پیش زمینه لازم برای مهندس خوردگی آگاهی از اصول خوردگی و عملیات مبارزه با آن، داشتن علم کافی در زمینهی خواص شیمیایی، متالورژیکی، فیزیکی و مکانیکی آلیاژها، تسلط بر آزمونهای خوردگی و الکتروشیمیایی است. همچنین یک مهندسی خوردگی باید انواع محیط های خورنده و روشهای مقابله با آنها را در جهت کاهش سرعت خوردگی بشناسد.

تعریف خوردگی

یک تعریف کلی برای خوردگی، تخریب یا اضمحلال یک ماده در اثر واکنش با محیط اطراف آن است. باور عمومی بر این است که فرآیند خوردگی محدود به فلزات می شود اما این پدیده ممکن است در فلزات و هم در غیر فلزات مانند مواد نسوز، کامپوزیت ها و سایر مواد رخ دهد. به عنوان مثال می توان به از بین رفتن رنگها و تخریب لاستیک توسط نور خورشید، تخریب دیواره کوره  فولاد سازی اشاره کرد.

آزمون آزمایشی مهندسی مواد 10 مرحله آزمون حضوری در سراسر ایران

خوردگی، کل کره زمین را تحت تأثیر قرار می دهد

از دیدگاه ترمودینامیکی، خوردگی فرآیندی خود به خودی است که در جهت کاهش انرژی آزاد انجام می­ شود. به بیان دیگر، فرآیند خوردگی موجب تبدیل مواد از حالت ناپایدار (سطح انرژی زیاد) به حالت پایدار (سطح انرژی کم) می­ شود. به‌عنوان مثال تبدیل سنگ معدل آهن (اکسید آهن) به آهن و فولاد مستلزم صرف انرژی است. بخشی از این انرژی به گرما تبدیل شده و بخش دیگر در ماده ذخیره و باعث افزایش سطح انرژی آن می­شود. خوردگی به عنوان یک فرآیند طبیعی و خود به خود باعث اکسایش آهن (فولاد) و تبدیل آن به اکسید آهن (سنگ معدن آهن) و در نتیجه کاهش سطح انرژی آن می ­شود.

بر اساس قوانین ترمودینامیک، هیچ عاملی نمی­تواند از این فرآیند طبیعی (تخریب خود به خود ماده) کاملاً جلوگیری کند. ولی با استفاده از روش­ های موجود می­ توان این فرآیند را به تعویق انداخته و یا اینکه نرخ انجام آن را در حدی کاهش داد که بتوان عملاً ماده مورد نظر را از لحاظ صنعتی مقاوم در برابر خوردگی دانست.

در واقع، نقش مهندس خوردگی آن است که با توجه به محیط و شرایط کاری مورد نظر، ماده ­ای را انتخاب کند که در برابر خوردگی مقاوم بوده و یا اینکه سرعت خوردگی را در آن ماده تا حد قابل قبولی کاهش دهد.

چرخه خوردگی مواد

اهمیت پیشگیری از وقوع خوردگی شدید

پدیده خوردگی یک زیان اقتصادی عظیم برای همه کشورهای صنعتی به شمار می شود. به دلیل گسترش صنایع مختلف و به وجود آمدن محیط های خورنده جدید هزینه تحمیلی ناشی از خوردگی نیز افزایش می یابد. در سال ۲۰۱۶، هزینه های سالانه ناشی از خوردگی در ایالات متحده بیش از ۱/۱ تریلیون دلار برآورده شده است. با وجود اینکه نمی توان پدیده خوردگی را بطور کامل حذف کرد، ولی با استفاده از روش هایی مانند حفاظت کاتدی می توان سرعت خوردگی را محدود و هزینه های ناشی از آن را به مقدار زیادی کاهش داد. انتخاب مواد اصولی و طراحی مناسب، هزینه های تحمیلی ناشی از خوردگی را به میزان زیادی کاهش می دهند. وظیفه اصلی یک مهندس خوردگی کنترل شرایط در محیط های مختلف برای جلوگیری از وقوع خوردگی بخصوص در قطعات حساس است.
امروزه با رشد صنایع و استفاده از آلیاژهای جدید، انتظارات از مهندسین خوردگی بیشتر شده است. لازم است که مهندسین خوردگی و طراحان ارتباط نزدیکتری داشته باشند. یک پروژه بدون حضور مهندس خوردگی نباید شروع شود چرا که تمام نقشه ها و مواد مورد نظر در پروژه باید از نظر خوردگی به تأیید مهندس خوردگی برسد. همچنین مهندس خوردگی باید جنبه های مکانیک شکست و روشهای بازرسی و بررسیهای غیر مخرب را بداند.
خوردگی می تواند بر عمر تجهیزات، بهره برداری از آنها، بازگشت سرمایه، کیفیت محصولات تولید و غیره مؤثر باشد. از طرف دیگر، خسارت های خوردگی می تواند اثرات مستقیم یا غیرمستقیم داشته باشد. برخی از خسارت های مستقیم خوردگی عبارت اند از تخریب یا انهدام تجهیزات به‌عنوان مثال تخریب پل، انفجار خط لوله گاز، غرق شدن کشتی، تخریب سکوهای نفتی، خوردگی بدنه اتومبیل. در رابطه با خسارتهای غیرمستقیم خوردگی میتوان به آلوده شدن محصولات، هدر رفتن محصولات و همچنین هزینه های تعمیرات و نگهداری از تجهیزات اشاره کرد. علاوه بر خسارتهای مالی هنگفت، خوردگی میتواند باعث خسارت های جانی زیادی نیز شود. از این رو، بازرسی و ردیابی خوردگی و نظارت و کنترل آن امری لازم و ضروری است.

گرایش خوردگی و حفاظت از مواد در مقطع کارشناسی ارشد

گرایش خوردگی و حفاظت از مواد از زیرشاخه های رشته مهندسی مواد به حساب می آید که در مقطع کارشناسی ارشد در این رشته ارائه می شود؛ اما در برخی از دانشگاه های دنیا به دلیل ارتباط نزدیکی که به علم شیمی دارد به‌عنوان زیرشاخه مهندسی شیمی نیز دسته بندی شده است.
خوردگی پدیده ای است که از سطح ماده ای که در معرض محیط خورنده قرار گرفته شروع می شود، به همین دلیل مهندسی خوردگی و مهندسی سطح موارد مشترکی با یکدیگر دارند اما به هیچ عنوان این دو تخصص را نباید با یکدیگر اشتباه گرفت. مهندسی سطح شامل کاربرد فنّاوری‌های سنتی یا نوین عملیات حرارتی یا دیگر عملیات سطحی نظیر انواع روش‌های پوشش دهی بر روی مواد و قطعات حساس مهندسی به‌منظور دستیابی به یک ماده مرکب با خواصی است که در هیچ یک از مواد تشکیل دهنده مغز یا سطح قطعه به‌تنهایی وجود ندارد. در صورتی که مهندسی خوردگی یک تخصص برای به کارگیری علم، دانش و قوانین فیزیکی به منظور طراحی و اجرای روش هایی برای مدیریت یک پدیده  طبیعی به نام خوردگی است.

فرصت های شغلی مناسب مهندسین خوردگی

بطور کلی خوردگی در تمام صنایع پدیده شایعی است. هیچ ماده صنعتی وجود ندارد که بطور کامل از آسیب خوردگی در امان باشد. به همین دلیل فارغ‌التحصیلان این رشته می توانند در صنایع مختلفی مانند صنایع هوایی، دریایی شامل اسکله ها و بنادر، صنعت کشتی سازی، نیروگاه های هستهای و نیروگاه های سیکل ترکیبی، صنایع پتروشیمی، چاه های استخراج و خطوط انتقال نفت و گاز مشغول به کار شوند.
زمینه های فعالیت متخصصان گرایش خوردگی به پنج گروه کلی زیر تقسیم بندی می گردد.
۱) بهبود ترکیب شیمیایی آلیاژها در جهت بهبود مقاومت به خوردگی
۲) مطالعه و استفاده ممانعت کننده ها به منظور کاهش سرعت خوردگی در محیط های مختلف
۳) طراحی و اجرا سیستمهای حفاظت کاتدی و آندی در سازه های صنعتی
۴) کاربرد پوششهای محافظ مختلف مانند آبکاری، رنگ و …
۵) بازرسی و پایش سیستم های در معرض خوردگی مانند خطوط انتقال نفت و گاز
شرکت های بزرگ نفتی اهداف خوبی برای اشتغال مهندسان خوردگی در سراسر دنیا هستند چرا که اکثر تجهیزات نفت و گاز به شدت تحت تأثیر پدیده خوردگی قرار می گیرند. به همین جهت مناطق نفت خیز کشور بیشترین تجمع مهندسان گرایش خوردگی را دارند. شرکت های فعال در منطقه اقتصادی پارس جنوبی به طور گسترده از وجود مهندسان خوردگی استفاده می کنند.

در خارج از کشور نیز چنین است، میزان درآمد مهندسان خوردگی به ترتیب از زیاد به کم مربوط به صنایع نفتی، صنایع پلاستیک سازی، صنایع شیمیایی و در نهایت کمترین دستمزد به اساتید مهندسی خوردگی در مراکز علمی پرداخت می شود. مطابق با تحقیقات انجام گرفته توسط انجمن بین المللی مهندسان خوردگی (National Association of Corrosion Engineers) یا بصورت مخفف NACE ، میانگین درآمد سالیانه مهندسان خوردگی با سابقه کار ۱۵ سال، بیش از ۱۰۳ هزار دلار تخمین زده شده است. بر اساس همین تحقیقات یک روند پایدار افزایشی برای دستمزد سالیانه مهندسان خوردگی پیشبینی شده است.

در این +لینک می توانید اطلاعات بیشتری راجع به درآمد مهندسین مواد کسب نمایید.

دروس اجباری
نام درستعداد واحدنام درستعداد واحد
خوردگی پیشرفته۲آزمایشگاه خوردگی پیشرفته۱
حفاظت کاتدی و آندی۲الکتروشیمی پیشرفته۲
سینتیک پیشرفته۲اکسیداسیون و خوردگی داغ۲
روش ­های نوین مطالعه مواد و آزمایشگاه۲+۱آزمایشگاه اصول حفاظت۱
جنبه­ های مکانیکی خوردگی۲ترمودینامیک پیشرفته۲
دروس اختیاری
رنگ و پوشش ­های تبدیل۲ممانعت کننده ­های خوردگی۲
آزمایش ­های بررسی علل تخریب مواد۱خطا در اندازه ­گیری۱
خوردگی در واحدهای صنعتی۲خوردگی در محیط­های طبیعی۲
مهندسی سطح۲پدیده ­های انتقال پیشرفته۲

دانشجوی گرایش خوردگی موظف است که علاوه بر دروس اجباری، ۵ واحد از دروس اختیاری را نیز در مدت تحصیل فراگیرد.
لیست دانشگاه هایی که گرایش خوردگی و حفاظت از مواد را در مقطع کارشناسی ارشد در سال ۱۳۹۷ ارائه می دهند به شرح زیر هستند.

انتخاب گرایش خوردگی

کتاب ها و منابع

علاقمندان برای مطالعه بیشتر در رابطه با علم و مهندسی خوردگی می توانند مطالب موجود در این +لینک را مطالعه فرمایند. یکی از معروفترین کتاب ها در مهندسی خوردگی کتاب “مقدمه ای بر علم خوردگی” از مک کافرتی است که از مراجع درسی این رشته در سراسر دانشگاه های دنیا بشمار می رود. جزوه خوردگی دانشگاه صنعتی شریف نیز با زبانی ساده مخاطب را با این علم و مهندسی آشنا می کند. خوردگی انواع مختلفی دارد که در شکل ها و شرایط مختلفی بروز می کند انواع خوردگی در فلزات را در این +لینک می توانید مطالعه فرمایید.

همچنین می‌توانید ویدیوی “تاثیر خوردگی در خطوط لوله” را مشاهده نمایید.

لینک کوتاه مطلب

خوردگي خورشیدییکشنبه ۲۷ خرداد ۱۳۹۷19 بازدید

دیدگاه کاربران ۱دیدگاه

  • Mehrdadدوشنبه ۱۶ مهر ۱۳۹۷ در ساعت ۲۱:۳۸:۲۳

    سپاس از توضیحات مفید و کاملتون

    پاسخ

دیدگاه خود را بنویسید