منصة الرسائل والاطاريح: دراسة تاثير بخار الهيدرازين على سطوح بعض المعادن والسبائك

الخلاصة

بات معروفا منذ زمن طويل أن الهيدرازين (Hydrazine) يستخدم كوقود وكمادة قانصة للأوكسجين، لذا فانه يستخدم لحماية المراجل البخارية لمحطات القدرة من التآكل وذلك عن طريق قنص الأوكسجين المسبب للتآكل من جهة واختزال أوكسيد الحديديك(Fe2O3) الى أوكسيد الحديد المغناطيسي (Fe3O4) من جهة أخرى ، كما يستمر الهيدرازين في الحماية والمحافظة على هذا الاوكسيد وذلك بمنع مهاجمة الأوكسجين له . في هذا العمل استخدم الهيدرازين المائي ( N2H4.H2O) في الحالة البخارية بدرجة (121°C) لدراسة تأثيره على السبائك والمعادن التالية (فولاذ منخفض الكاربون 0.12% C، سبيكة ألمنيوم G3/5052 ، سبيكة ألمنيوم مؤكسدة صناعياً ، سبيكة البراص Cu/Zn (63.76/34.9) و معدن النحاس النقي). أظهر الهيدرازين عدة اتجاهات تفاعلية عند تعامله مع هذه المعادن فقد سلك سلوكاً قاعدياً مختزلاً مع سبيكة الفولاذ مكوناً طبقة من أوكسيد الحديد المغناطيسي ثابته حرارياً حتى درجة (250°C) على سطح الفولاذ كانت هذه الطبقة ملائمة لاستقبال طبقة من الصبغ كسلوك طبقة الفسفته (Phosphating) أو الكرمته (Chromating) وهذا جزء من هدف الدراسة . بينما سلك سلوكاً قاعدياً غير مختزل عند مهاجمته للألمنيوم حيث كون طبقة من أوكسيد الألمنيوم على سطح سبيكة الألمنيوم ، بينما لم يستطيع مهاجمة طبقة أوكسيد الألمنيوم الصناعية المتكون على سطح سبيكة الألمنيوم مما يدل على كونه قاعدة ضعيفة ومختزل ضعيف مقارنة بجهد الاختزال القياسي لأيونات الالمنيوم (Eo=-1.66 volt). وقد هاجم بخار الهيدرازين سبيكة البراص كمادة قاعدية حيث هاجم الخارصين فيها محدثاً ما يسمى بالتآكل الاختياري (Selective Corrosion) مما ادى الى تغير لون السبيكة من الأصفر الى الأحمر ( لون النحاس) . بينما لم يفلح في مهاجمة معدن النحاس (معدن نبيل) لضعف قاعدية الهيدرازين (Kp=1.710 -6) . يظهر أن الهيدرازين في الحالة البخارية يسلك عدة اتجاهات أولاً سلوكاً قاعدياً مختزلاً و ثانياً سلوكاً قاعدياً غير مختزل وثالثاً غير مؤثر على المعدن المعرض له. أن النتائج دلت على أن فعالية أيونات المعادن للاختزال يمكن أن ترتب كما يلي (Fe3+/Fe2+  Zn2+/Zn >Al3+/Al) وهذا ينسجم مع جهد الاختزال القياسي Eo) ) لهذه الأيونات على التوالي ( (-0.77,-0.76,-1.66 Volt ، بينما ظهر النحاس أقل فعالية بكثير (لم يتأثر) من باقي المعادن اتجاه بخار الهيدرازين . أجريت اختبارات عديدة شملت التآكل الجوي (Environment corrosion) ، والتآكل الكيميائي بالغمر البسيط (simple Immersion) في المحاليل الحامضية والملحية ، وقياس تيار التآكل بالطريقة الكهروكيميائية (استكمال تأفل) (Tafel Extrapolation) ، وقياس الامتصاصية والنفاذية (Absorptivity – Transmissivity) ، وقياس الصدمة الحرارية (Thermal Shock) ، وقياس المقاومة الكهربائية (Electrical Resistance) ، وقياس الاذابة الانتقائية (Selective Leaching) ،والفحص المجهري (Microstructure) .