کلورائد آئن سنکنرن اور حل

متعدد صنعتی شعبوں اور روز مرہ کی زندگی میں مختلف سہولیات اور سازوسامان میں دھات کے مواد کو وسیع پیمانے پر استعمال کیا جاتا ہے۔ تاہم ، دھات کی سنکنرن ہمیشہ ان کی خدمت کی زندگی اور حفاظت کو متاثر کرنے والا ایک کلیدی عنصر رہا ہے۔ دھات کی سنکنرن کا سبب بننے والے بہت سے عوامل میں ، کلورائد آئن سنکنرن خاص طور پر نمایاں ہے ، جو صنعتی پیداوار اور بنیادی ڈھانچے کی بحالی کے لئے ایک سنگین چیلنج پیش کرتا ہے۔

کلورائد آئن سمندری پانی ، مٹی ، صنعتی گندے پانی اور کچھ مخصوص کیمیائی پیداوار کے ماحول میں وسیع پیمانے پر موجود ہیں۔ دھات کے مواد پر ان کے سنکنرن اثرات نہ صرف دھات کے ڈھانچے کو نقصان پہنچاتے ہیں بلکہ حفاظت کے حادثات اور اہم معاشی نقصانات کا بھی سبب بن سکتے ہیں۔ لہذا ، مختلف سہولیات کے محفوظ اور مستحکم آپریشن کو یقینی بنانے کے لئے کلورائد آئن سنکنرن کے لئے میکانزم ، متاثر کرنے والے عوامل اور موثر حفاظتی اقدامات کی گہری تفہیم بہت ضروری ہے۔

کلورائد آئنز (سی ایل⁻) سنکنرن کے عمل میں انتہائی فعال کردار ادا کرتے ہیں۔ اسٹیل جیسی عام دھاتوں کے ل the ، سنکنرن کا رد عمل عام طور پر دھات کی سطح پر انوڈک آکسیکرن سے شروع ہوتا ہے۔ انوڈک خطے میں ، آئرن ایٹم (ایف ای) الیکٹرانوں کو فیرس آئنوں (فی²⁺) بنانے کے لئے کھو دیتے ہیں ، جو حل میں داخل ہوتے ہیں ، جس سے رد عمل کی تشکیل ہوتی ہے - 2 e⁻ → fe²⁺۔ کیتھوڈ خطے میں ، حل میں تحلیل آکسیجن کی موجودگی کی وجہ سے ، آکسیجن میں کمی کا رد عمل ہوتا ہے: O₂ + 2 H₂O + 4 E⁻ → 4OH⁻۔ جب کلورائد آئن حل میں موجود ہوں تو صورتحال زیادہ پیچیدہ ہوجاتی ہے۔

کلورائد آئنوں میں ایک چھوٹی سی رداس ، اعلی سرگرمی اور مضبوط تیز طاقت ہوتی ہے۔ وہ دھات کی سطح پر قائم غیر فعال فلم کو تباہ کرسکتے ہیں ، جو عام طور پر مزید آکسیکرن کو روکتا ہے۔ غیر فعال فلم کی سطح پر کلورائد آئنوں کا اشتہار ، دھات کے آئنوں کے ساتھ گھلنشیل کمپلیکس تشکیل دیتا ہے۔ اس کی وجہ سے غیر فعال فلم کے مقامی تحلیل ہونے کا سبب بنتا ہے ، تازہ دھات کی سطح کو بے نقاب کیا جاتا ہے اور انوڈک تحلیل کے عمل کو تیز کیا جاتا ہے۔ مثال کے طور پر ، سٹینلیس سٹیل میں ، کرومیم (سی آر) سطح پر ایک گھنے کرو ₃ غیر فعال فلم تشکیل دیتا ہے ، جس سے دھات کو بیرونی ماحول سے رابطہ کرنے سے روکتا ہے۔

تاہم ، جب کلورائد آئن موجود ہیں ، تو وہ ایک پیچیدہ [Crcl₆] cr Cra کے ساتھ تشکیل دیتے ہیں ، جس سے غیر فعال فلم کو تباہ کیا جاتا ہے اور مقامی سنکنرن کے مظاہر جیسے سٹینلیس سٹیل میں سنکنرن کی پٹائی ہوتی ہے۔ ایک خوردبین نقطہ نظر سے ، کلورائد آئنوں کی موجودگی دھات کی سطح پر الیکٹرو کیمیکل توازن کو تبدیل کرتی ہے ، جس سے سنکنرن کے رد عمل کو تیز کیا جاتا ہے۔ یہ کلورائد آئن سنکنرن کا بنیادی کیمیائی رد عمل کا طریقہ کار ہے۔

(i) پیٹنگ: دھات کی سطح پر "پوشیدہ بم"

پوٹنگ ، جسے تاکنا سنکنرن بھی کہا جاتا ہے ، کلورائد آئن سنکنرن کی ایک عام اور پوشیدہ قسم ہے۔ غیر فعال فلم یا دیگر عوامل میں نقائص کی وجہ سے کلورائد آئنوں پر مشتمل ایک حل میں ، کلورائد آئنوں کو ترجیحی طور پر دھات کی سطح کے کچھ مقامی علاقوں میں غیر فعال فلم کو جذب اور تباہ کیا جاتا ہے۔ ایک بار جب غیر فعال فلم مقامی طور پر تباہ ہوجاتی ہے تو ، ایک چھوٹا سا انوڈ تشکیل دیا جاتا ہے ، جبکہ آس پاس کا ، بڑا ، برقرار غیر فعال فلمی علاقہ کیتھوڈ بن جاتا ہے ، جس سے ایک سنکنرن مائکروبیٹری تشکیل ہوتا ہے۔

چونکہ انوڈ کا علاقہ کیتھوڈ کے علاقے سے بہت چھوٹا ہے ، لہذا انوڈک موجودہ کثافت بہت زیادہ ہے ، جس کی وجہ سے سنکنرن اس چھوٹے سے چھیدوں کی تشکیل سے اس چھوٹے سے علاقے میں تیزی سے گہری گھس جاتا ہے۔ ابتدائی طور پر ان چھیدوں کا پتہ لگانا مشکل ہوسکتا ہے ، لیکن وقت گزرنے کے ساتھ ، وہ آہستہ آہستہ گہری اور وسعت کرتے ہیں ، آخر کار دھات میں گھس جاتے ہیں اور دھات کے ڈھانچے کی طاقت کو سنجیدگی سے متاثر کرتے ہیں۔ مثال کے طور پر ، سمندری ماحول میں جہاز کی ہل کو سمندری پانی کے ساتھ طویل مدتی رابطے کا سامنا کرنا پڑتا ہے ، جہاں کلورائد آئنوں کی اعلی تعداد آسانی سے گھسنے والی سنکنرن کو متحرک کرسکتی ہے۔ ایک بار جب ہنگامہ آرائی ہوتی ہے تو ، یہ ہل کے اندر غیر متزلزل علاقوں میں ترقی جاری رکھ سکتی ہے۔ جب یہ دریافت کیا جاتا ہے تو ، یہ جہاز کے محفوظ نیویگیشن کے لئے پہلے ہی خطرہ بن سکتا ہے۔

(ii) کریوس سنکنرن: پوشیدہ "کٹاؤ ڈرائیور"

کریوس سنکنرن عام طور پر دھات سے دھات یا دھات سے نونمیٹل جوڑوں پر پایا جاتا ہے ، جیسے گسکیٹ ، بولٹ اور rivets میں پائے جاتے ہیں۔ جب کلورائد آئنوں پر مشتمل کوئی حل ان کریوائسز میں داخل ہوتا ہے تو ، آکسیجن حراستی سیل کی تشکیل کرتے ہوئے ، آکسیجن کی بھرنا مشکل ہوتی ہے۔ آکسیجن کی کمی والے علاقے کریوائسز کے اندر انوڈس کے طور پر کام کرتے ہیں ، جس سے دھات کی تحلیل ہوتی ہے ، جبکہ کریوائسز سے باہر آکسیجن سے مالا مال علاقے کیتھوڈس کے طور پر کام کرتے ہیں۔

ایک ہی وقت میں ، کلورائد آئنوں کو کریوائسز کے اندر جمع ہوتا ہے ، جس سے سنکنرن کے عمل کو مزید تیز کیا جاتا ہے۔ کریوائس سنکنرن کی خصوصیت کریوائسز کے اندر اور اس کے آس پاس کی سنکنرن کی خصوصیت ہے۔ جیسے جیسے سنکنرن کی مصنوعات جمع ہوتی ہیں ، کریوائسز کے اندر میڈیا کا ماحول تیزی سے دشمنی کا شکار ہوتا جاتا ہے ، جس سے سنکنرن کی شرح میں تیزی آتی ہے۔ اگر کچھ صنعتی آلات کے فلانج جوڑوں کو غیر تسلی بخش مہر لگائی جاتی ہے تو ، کلورائد آئنوں پر مشتمل پروسیس سیال آسانی سے خلاء میں داخل ہوسکتے ہیں ، جس سے کریوس سنکنرن کا سبب بنتا ہے اور سامان کی رساو کا سبب بنتا ہے۔

(iii) تناؤ سنکنرن کریکنگ: "داخلی اور بیرونی حملوں" کے تحت دھات کا خاتمہ

کلورائد آئن سنکنرن اور تناؤ کے تناؤ کے مشترکہ اثرات سے تناؤ سنکنرن کریکنگ کے نتیجے میں۔ تناؤ کے تناؤ کے تحت ، دھات کا اندرونی کرسٹل ڈھانچہ مسخ ہوجاتا ہے ، جس سے سندچیوتی کثافت میں اضافہ ہوتا ہے اور دھات کی سطح کی توانائی کی حالت میں اضافہ ہوتا ہے ، جس سے یہ سنکنرن کے لئے زیادہ حساس ہوجاتا ہے۔ جب ماحول میں کلورائد آئنز موجود ہوتے ہیں تو ، وہ دھات کی سطح پر نقائص یا تناؤ کے ارتکاز پر ترجیحی طور پر جذب کرتے ہیں ، غیر فعال فلم کو تباہ کرتے ہیں اور پیٹنگ یا کریوس سنکنرن کو راغب کرتے ہیں۔

جیسے جیسے سنکنرن ترقی کرتا ہے ، سنکنرن کے گڈڑھی یا کریک ٹپس تناؤ کے تناؤ کے تحت پھیلتے رہتے ہیں ، جس کے نتیجے میں دھات کے اچانک فریکچر ہوتے ہیں۔ اس قسم کا سنکنرن انتہائی تباہ کن ہے اور اکثر واضح انتباہ کے بغیر ہوتا ہے۔ مثال کے طور پر ، پیٹرو کیمیکل انڈسٹری میں ، ہائی پریشر پائپ لائنز تناؤ کے سنکنرن کو کریکنگ کا شکار ہیں اگر وہ میڈیم جس میں وہ ٹرانسپورٹ میں کلورائد آئنوں پر مشتمل ہو اور پائپ لائنوں کو تنصیب کے تناؤ یا داخلی دباؤ سے تناؤ کے تناؤ کا نشانہ بنایا جائے۔ ایک بار پائپ لائن پھٹ جانے کے بعد ، یہ حفاظت کے سنگین حادثات کا سبب بن سکتا ہے۔

(i) کلورائد آئن حراستی: سنکنرن کا "ایکسلریٹر"

کلورائد آئن حراستی سنکنرن کو متاثر کرنے والے ایک اہم ترین عوامل میں سے ایک ہے۔ عام طور پر ، کسی حل میں کلورائد آئن کی حراستی جتنی زیادہ ہوگی ، دھات کے سنکنرن کی شرح تیزی سے ہوگی۔ جیسے جیسے کلورائد آئن حراستی میں اضافہ ہوتا ہے ، زیادہ کلورائد آئن دھات کی سطح پر گزرنے والی فلم کو تباہ کرنے میں حصہ لے سکتے ہیں۔ مزید برآں ، سنکنرن مائکروسیلس میں ، اعلی کلورائد آئن کی تعداد میں انوڈک تحلیل رد عمل کی محرک قوت کو بڑھایا جاتا ہے۔

مثال کے طور پر ، سمندری پانی میں ، کلورائد آئن کا مواد تقریبا 19 19،000 ملی گرام/ایل ہے ، جو میٹھے پانی سے کہیں زیادہ ہے۔ اس سے سمندری ماحول میں دھات کے ڈھانچے سنکنرن کے لئے زیادہ حساس ہوجاتے ہیں۔ تحقیق سے ثابت ہوا ہے کہ کلورائد آئن حلوں میں کاربن اسٹیل کے لئے ، کلورائد آئن کی حراستی کو 100 ملی گرام/ایل سے بڑھا کر 1،000 ملی گرام/ایل تک بڑھایا جاسکتا ہے۔

کچھ صنعتی عملوں میں ، جیسے کلور الکالی اور کاغذی صنعتوں میں ، پیداوار کے دوران پیدا ہونے والے گندے پانی میں کلورائد آئنوں کی اعلی تعداد ہوتی ہے۔ اگر علاج کے بغیر براہ راست فارغ ہوجاتا ہے تو ، اس کے آس پاس کے دھات کے بنیادی ڈھانچے کے لئے سنکنرن کا ایک سنگین خطرہ ہے۔

(ii) حل پییچ: تیزاب بیس ماحول کا "سنکنرن توازن"

کسی حل کا پییچ کلورائد آئن سنکنرن کو بھی نمایاں طور پر متاثر کرتا ہے۔ تیزابیت والے ماحول میں ، ہائیڈروجن آئنوں (H⁺) کی اعلی حراستی دھات کے انوڈک تحلیل کو فروغ دیتی ہے اور گزرنے والی فلم کو کلورائد آئن کو پہنچنے والے نقصان کی سہولت فراہم کرتی ہے۔

ایک کم پییچ میں ، دھات کی سطح پر سنکنرن کی مصنوعات گھلنشیل نمکیات کے طور پر موجود ہوسکتی ہیں ، جو ایک موثر حفاظتی فلم بنانے میں ناکام ہوجاتی ہیں ، اس طرح سنکنرن کے عمل کو تیز کرتی ہیں۔ مثال کے طور پر ، 4-5 کے پییچ کے ساتھ کلورائد آئن حل میں ، اسٹیل کی سنکنرن کی شرح غیر جانبدار ماحول کے مقابلے میں نمایاں طور پر زیادہ ہے۔ الکلائن ماحول میں ، ہائڈرو آکسائیڈ پریپیٹیٹس دھات کی سطح پر بن سکتی ہے ، جو ایک خاص حد تک ، کلورائد آئنوں کو دھات اور سست سنکنرن سے رابطہ کرنے سے روکتی ہے۔

تاہم ، جب الکلیٹی بہت مضبوط ہوتی ہے تو ، کچھ دھاتیں ، جیسے ایلومینیم ، الکلائن سنکنرن کا تجربہ کرسکتی ہیں۔ کلورائد آئن حلوں میں زیادہ تر دھاتوں کے لئے ، کلورائد آئن سنکنرن سب سے زیادہ غیر جانبدار سے قدرے تیزابیت والے ماحول میں واضح کیا جاتا ہے۔

(iii) درجہ حرارت: کیمیائی رد عمل کا "کاتلیسٹ"

درجہ حرارت میں اضافہ کیمیائی رد عمل کی شرح کو تیز کرتا ہے ، اور کلورائد آئن سنکنرن بھی اس سے مستثنیٰ نہیں ہے۔ جیسے جیسے درجہ حرارت میں اضافہ ہوتا ہے ، حل میں آئنوں کی بازی کی شرح تیز ہوتی ہے ، جس سے دھات کی سطح پر سنکنرن کے رد عمل کے متحرک افراد کو تیز کیا جاتا ہے۔ ایک طرف ، بڑھتے ہوئے درجہ حرارت سے دھات کے جوہری کی سرگرمی میں اضافہ ہوتا ہے ، جس کی وجہ سے وہ الیکٹرانوں سے محروم ہوجاتے ہیں اور انوڈک آکسیکرن سے گزرتے ہیں۔ دوسری طرف ، کلورائد آئنوں میں اعلی درجہ حرارت پر گزرنے والی فلم کو نقصان پہنچانے کی ان کی صلاحیت میں بھی اضافہ ہوتا ہے۔

مثال کے طور پر ، کیمیائی پیداوار میں ، اعلی درجہ حرارت کے عمل میں استعمال ہونے والے سامان سنکنرن کی شرح میں نمایاں اضافہ کا تجربہ کرسکتے ہیں جب کلورائد آئنوں پر مشتمل میڈیا کے سامنے آتے ہیں۔ تحقیقی اعداد و شمار سے پتہ چلتا ہے کہ پانی کے کلورائد پر مشتمل حل میں کاربن اسٹیل کے لئے ، درجہ حرارت میں ہر 10 ڈگری میں اضافے کے لئے سنکنرن کی شرح میں 20 ٪ -30 ٪ کا اضافہ ہوسکتا ہے۔

تاہم ، جب درجہ حرارت ایک خاص سطح پر آجاتا ہے تو ، حل میں تحلیل آکسیجن کا مواد کم ہوسکتا ہے ، جس کے نتیجے میں کیتھوڈ کے آکسیجن جذب سنکنرن رد عمل کو متاثر ہوتا ہے ، جس کے نتیجے میں سنکنرن کی شرح پر پیچیدہ اثر پڑتا ہے۔

(i) مادی انتخاب: ماخذ پر مضبوط دفاع کی تعمیر

مناسب کلورائد مزاحم مواد کا انتخاب سنکنرن کو روکنے کے لئے ایک اہم اقدام ہے۔ اعلی سنکنرن مزاحمت کی ضرورت والے ماحول کے لئے ، سٹینلیس سٹیل اور نکل پر مبنی مرکب جیسے مواد استعمال کیے جاسکتے ہیں۔ مختلف قسم کے سٹینلیس سٹیل میں کلورائد آئن سنکنرن کے خلاف مختلف مزاحمت ہوتی ہے۔ مثال کے طور پر ، مولیبڈینم (ایم او) کو 316L سٹینلیس سٹیل میں شامل کرنے سے کلورائد آئنوں کے ذریعہ اس کی مزاحمت کو بڑھاوا دیتا ہے۔

نکل پر مبنی مرکب جیسے ہیسٹیلوی ، ان کی کھوٹ مرکب کی خصوصیات کی وجہ سے ، کلورائد آئنوں پر مشتمل اعلی درجہ حرارت ، اعلی دباؤ ، اور انتہائی سنکنرن ماحول میں بہترین سنکنرن مزاحمت کی نمائش کرتے ہیں۔ میرین انجینئرنگ فیلڈ میں ، کچھ اہم ساختی اجزاء نکل پر مبنی مرکب ملاوٹ کا استعمال کرتے ہوئے تیار کیے جاتے ہیں ، جو سمندری پانی کے سنکنرن کو مؤثر طریقے سے مزاحمت کرتے ہیں۔

نیز ، مخصوص استعمال کے ماحول پر انحصار کرتے ہوئے ، دھات کے مواد کو کرومیم (سی آر) ، مولبڈینم (ایم او) ، اور نائٹروجن (این) جیسے عناصر کو شامل کرنے کے لئے ملا کر مادے کے مائکرو اسٹرکچر کو بہتر بنانے اور کلورائد آئن سنکنرن کے خلاف اس کی مزاحمت کو بہتر بنانے کے ل. کیا جاسکتا ہے۔

غیر جانبدار ماحول میں کمرے کے درجہ حرارت پر کلورائد آئن ٹائٹینیم کے لئے انتہائی سنکنرن ہیں ، اور ٹائٹینیم سطح پر بنی آکسائڈ فلم مؤثر طریقے سے کلورائد آئن حملے کے خلاف مزاحمت کرتی ہے۔ ٹائٹینیم زیادہ تر کلورائد پر مشتمل ماحول میں بہترین سنکنرن مزاحمت کی نمائش کرتا ہے ، بنیادی طور پر مندرجہ ذیل میکانزم کی وجہ سے:

گزرنے والی فلم کا تحفظ: ٹائٹینیم بے ساختہ ہوا میں ایک گھنے آکسائڈ فلم (TIO₂) تشکیل دیتا ہے ، جس سے کلورائد آئنوں کو مؤثر طریقے سے سبسٹریٹ سے رابطہ کرنے سے روکتا ہے۔ یہ خاص طور پر گیلے کلورین گیس یا غیر جانبدار کلورائد حل میں مستحکم ہے۔

کیمیائی جڑنی: ٹائٹینیم غیر جانبدار ایسڈ اور الکالی حالات میں کلورائد آئنوں کے ساتھ عملی طور پر غیر فعال ہے۔ یہ صرف انتہائی رد عمل والے ماحول (جیسے اعلی درجہ حرارت اور کم پانی کی مقدار) میں ٹائٹینیم ٹیٹراکلورائڈ کی تشکیل کرتا ہے اور سنکنرن کی حوصلہ افزائی کرتا ہے۔

(ii) کوٹنگ پروٹیکشن: "حفاظتی لباس" کے ساتھ دھاتوں کی حفاظت

کوٹنگ پروٹیکشن ایک وسیع پیمانے پر استعمال شدہ سنکنرن سے بچاؤ کا طریقہ ہے۔ نامیاتی ملعمع کاری ، جیسے ایپوسی رال پینٹ اور پولیوریتھین پینٹ ، دھات کی سطح پر ایک موصل پرت تشکیل دیتے ہیں ، جو کلورائد آئنوں اور دھات کے مابین براہ راست رابطے کو روکتے ہیں۔ کوٹنگ کی موٹائی ، آسنجن ، اور سالمیت موثر تحفظ کے لئے بہت ضروری ہے۔ کوٹنگ کے عمل کے دوران ، اس بات کو یقینی بنائیں کہ دھات کی سطح صاف ہے اور کوٹنگ یکساں اور گھنے ہے ، جس سے پن ہولز اور بلبلوں جیسے نقائص سے گریز کیا جائے۔

کچھ سخت سنکنرن ماحول کے لئے ، تھرمل سپرے کوٹنگز ، جیسے زنک یا ایلومینیم لگانے والے ، بھی استعمال ہوسکتے ہیں۔ یہ ملعمع کاری بیس دھات کی حفاظت کے لئے ان دھاتوں کے قربانی کے انوڈک تحفظ کا استعمال کرتی ہے۔ مثال کے طور پر ، آف شور آئل پلیٹ فارمز کے اسٹیل ڈھانچے پر ، نامیاتی سیلانٹ ملعمع کاری کے ساتھ تھرمل اسپرےڈ ایلومینیم کوٹنگز کا امتزاج کرنے والا ایک جامع حفاظتی نظام اسٹیل ڈھانچے کی خدمت کی زندگی کو مؤثر طریقے سے بڑھا سکتا ہے۔

(iii) سنکنرن روکنے والوں کا اطلاق: سنکنرن کے رد عمل کے "روکنے والے"

سنکنرن روکنے والے دھاتوں کی سنکنرن کی شرح کو کم کرنے کے لئے سنکنرن میڈیا میں شامل مادے ہیں۔ کلورائد پر مشتمل حل میں ، سنکنرن کو روکنے کے لئے کچھ سنکنرن روکنے والوں کا استعمال کیا جاسکتا ہے۔ غیر نامیاتی سنکنرن روکنے والے ، جیسے کرومیٹ اور نائٹرائٹس ، دھات کی سطح پر گزرنے والی فلم تشکیل دے کر سنکنرن کو روکتے ہیں۔ تاہم ، ان کی زہریلا ان کے استعمال کو محدود کرتی ہے۔

نامیاتی سنکنرن روکنے والے ، جیسے امیڈازولائنز اور امائنز ، دھات کی سطحوں پر جذب ، سنکنرن کے رد عمل کی چارج کی تقسیم اور ایکٹیویشن انرجی کو تبدیل کرتے ہیں ، اس طرح سنکنرن کے عمل کو روکتے ہیں۔ زیادہ سے زیادہ تحفظ حاصل کرنے کے ل specific مخصوص سنکنرن ماحول اور دھات کے مواد کی بنیاد پر سنکنرن روکنے والوں کے انتخاب اور حراستی کو بہتر بنانا چاہئے۔ کچھ صنعتی گردش کرنے والے کولنگ واٹر سسٹم میں ، مناسب مقدار میں سنکنرن روکنے والا شامل کرنے سے پائپوں اور آلات پر کلورائد آئن سنکنرن کو مؤثر طریقے سے کنٹرول کیا جاسکتا ہے۔

مستقبل میں ، مٹیریل سائنس اور سطح انجینئرنگ جیسے شعبوں کی مستقل ترقی کے ساتھ ، ہم سمجھتے ہیں کہ کلورائد آئن سنکنرن کے تحفظ پر مزید جدید ٹیکنالوجیز اور طریقوں کا اطلاق ہوگا ، جس میں پیچیدہ سنکنرن ماحول میں دھات کے مواد کی خدمت کی زندگی کو مزید بڑھایا جائے گا۔