علت و درمان خوردگی در رادیاتورها و اجزای سیستم خنک کننده داستانی بدون پایان است. داستانی که این بحث را برانگیخت، با یک آزمایش جذاب توسط آنتونی تاید شروع شد که با ابتکار تحسین برانگیزی همراه بود،وی به طور قطعی ثابت کرد که چنین چیزی مثل جریان سرگردان واقعی وجود دارد، خوردگی که در آن رادیاتور خود را به باتری تبدیل کرده و عملا از درون به خود حمله می کند. بدون هیچ گونه عوامل و تاثیرات بیرونی.

داستان اولیه آنتونی تاید بدون شک اثبات می‌کرد که رادیاتور بی کیفیت و بدون هیچ گونه نفوذ خارجی می تواند جریان سرگردان را برای ایجاد خوردگی تولید کند. یک سیستم خنک کننده، هنگامی که پر از آب شود، همیشه جریان سرگردان را ایجاد می کند و جایی است که مایع خنک کننده یا بازدارنده نقش اساسی خود را بازی می کند.

در صورت عدم مقابله با این خوردگی مجبور به تعویض قطعات سیستم خنک کننده شده که این مستلزم هزینه های اضافی و گران قیمت می‌شود زیرا حتی جایگزینی با مثلا ارزانترین هسته بخاری رادیاتور، پمپ آب یا شیلنگ می تواند خطر جریان سرگردان را به میزان قابل توجهی افزایش دهد.

شکل 1، نمودار شماتیک از یک سیستم گرمایش چرخشی بسته معمولی است. محیط تبادل گرما (آب) بین منبع گرما (دیگ بخار) و سینک گرما (رادیاتورها) گردش می‌کند. حداکثر دمای آب در هنگام خروج از دیگ معمولا 80 درجه سانتیگراد است. یک رادیاتور معمولی از دو ورق جداگانه از فولاد خفیف به ضخامت 1تا 2 میلی‌متر ساخته می‌شود، که برای تولید اشکال آب‌راه ها به صورت پرس شکل می‌گیرند و به آن‌ها وصل می‌شوند. (شکل 2) مجاری آب به طور کلی از لوله مسی نازک دیواری ساخته می شوند اتاقک‌های گرمایش در دیگ بخار از آلیاژ فولاد، مس یا آلومینیوم ساخته می‌شوند. اتصالات مانند شیرها معمولا از برنج ساخته می‌‌شوند.

• مکانیسم های کاهش اکسیژن:

فولاد خفیف هنگام قرار گرفتن در معرض آب و اکسیژن، تمایل زیادی به زنگ زدگی دارد. از آن‌جا که آبی که برای پر کردن سیستم استفاده می‌شود از هوا اشباع شده است، ممکن است فکر کنیم که فولاد خفیف یک انتخاب غیر منطقی برای جنس بدنه رادیاتورها و مبدل‌های حرارتی بوده است. همانطور که در پیوست A نشان داده شده است شرایطی که در آن یک فلز با آب دچار خوردگی می‌شود با استفاده در نمودار تعادل الکتروشیمیایی (یا پورباکس) خلاصه می شود. شکل 3 نمودار پورباکس  (pourbaix)  را برای آهن در دمای 25 درجه سانتیگراد نشان می‌دهد.

آب معمولا دارای pH برابر 6.5 تا 8  است، بنابراین تا زمانی که پتانسیل آهن زیر 0.6- ولت (مقیاس استاندارد الکترود هیدروژن) نگه داشته‌ شود آهن از خوردگی مصون خواهد بود. نمودار پورباکس همچنین خط واکنش کاهش اکسیژن را نشان می‌دهد، پتانسیل مدار باز برای این واکنش در آب اصلی تقریبا برابر 0.8 ولت است. این بدان معنی است که اگر آهن در آب اشباع شده با اکسیژن غوطه‌ور شود، اختلاف ولتاژ موجود برای هدایت فرایند خوردگی 1.4 ولت خواهد بود.

در عمل، میزان اکسیژن آب در سیستم گرمایشی به سرعت به صفر می‌رسد. آب فقط هنگام پر شدن سیستم، توسط هوا اشباع می‌شود. با افزایش دما، حلالیت اکسیژن در آب کاهش می‌یابد. (8 میلی گرم بر لیتر در 25 درجه ولی 3 میلی گرم بر لیتر در 80 درجه سانتی‌گراد) هنگامی که آب تا دمای عملیاتی گرم می‌شود، هوا از محلول خارج می شود: از طریق شیر بالای هر رادیاتور. این فولاد فقط در ازای مصرف مقدار کم اکسیژن باقیمانده مجبور به خورده شدن است و آب هوادهی می‌شود. البته برای این رخداد تقریبا 75 روز زمان لازم است. در حالت پایدار غلظت اکسیژن معمولا 0.3 میلی گرم بر لیتر است. واکنش کاهش اکسیژن به طور مؤثر متوقف می شود و این خوردگی ناچیز است. در این شرایط، رادیاتورهای خنک کننده فولادی و مبدل‌های حرارتی می‌توانند بیش از 30 سال بدون زنگ زدگی کار کنند. اما اگر اکسیژن تازه به هر مقدار وارد سیستم شود ممکن است رادیاتورها پس از تنها 2 سال کارکرد، سوراخ شوند. چندین روش وجود دارد که با استفاده از آن، آب می تواند اکسیژن را جمع کند. بدیهی است هنگام تخلیه مدار مقداری هوا وارد می‌شود (مثلا برای تعمیرات، یا هنگامی که خطر انجماد وجود دارد) و سپس دوباره پر می شود.

• افزایش اکسیژن:

چندین روش وجود دارد که با استفاده از آن، آب می تواند مجددا اکسیژن جمع‌آوری کند. بدیهی است که هنگام تخلیه مدار مقداری هوا وارد آن می شود (مثلا برای تعمیرات، یا هنگامی که خطر انجماد وجود دارد). برای جبران تبخیر از مخزن، انبساط و یا تلفات ناشی از نشت، مقدار کمی آب شیرین به سیستم وارد می شود و این خود نیز منبع اکسیژن است. اما بطور عمده جذب اکسیژن معمولا در اثر نقص در لوله ها ایجاد می شود. یک نقص معمولی در شکل 4 نشان داده شده است. اگر مقاومت جریان مدار رادیاتور نسبت به دیگ بخار زیاد باشد، بسته به محل قرارگیری پمپ، می توان آب را به سمت بالا برد و درون مخزن انبساط تخلیه کرد. یک مکان اشتباه برای پمپ در شکل و در خط برگشت بین منبع تغذیه سرد و دیگ نشان داده شده است.

در خط برگشتی بین خوراک سرد و دیگ بخار براحتی می توان فهمید هنگامی که به یک فشار زیاد نیاز داشته باشید برای جریان آب در مدار رادیاتور، آب تمایل به مسیر آسان‌تر خواهد داشت و یک حلقه گردش بین دیگ و مخزن انبساط وجود خواهد داشت. هرچه آب از دریچه تخلیه خارج شود، هوای بیشتری جمع می‌کند. اگر پمپ به جای سمت راست، سمت چپ خوراک سرد قرار گرفته باشد، این "پمپ شدن" اتفاق نمی‌افتد. شکل 1 موقعیت استاندارد پمپ را در نصب جدید در خط جریان پس از تخلیه (vent) نشان می‌دهد. در صورت قرار گرفتن پمپ در این موقعیت، پمپاژ روی آن رخ نمی‌دهد. برای جابجایی آب از طریق دیگ، پمپ باید فشار کمتری در خط جریان از دیگ ایجاد کند. این فشار کم باعث سرد شدن آب در لوله تخلیه (vent) می‌شود. اگر مخزن انبساط به اندازه کافی بلند نباشد، سطح آب موجود در لوله دریچه به سطح خط جریان کشیده می‌شود و حباب های هوا درون مدار پیچ می‌خورند. در سیستم هایی که از این نقص رنج می برند غلظت اکسیژن تقریبا ppm 5 یافت شده‌است.

برای جلوگیری از ورود هوا، راس ایستا  (h)باید با مقاومت ایمنی مناسب، از مقاومت جریان دیگ بیشتر باشد. مقدار معمولی برای h 1.5 متر است. به منظور تضمین عدم اکسیژن از سیستم در اکثر تاسیسات مدرن، جایگزینی مخزن انبساط باز سنتی با مخزن انبساط هوا بسته شده، است. آب سیستم درون یک کیسه پلیمری که در مخزن خارجی هوای تحت فشار موجود است گسترش می‌یابد.

• نرخ خوردگی:

هنگامی که آب از اکسیژن اشباع می شود، فولاد به سرعت دچار خوردگی می‌شود. میزان خوردگی توسط واکنش کاهش اکسیژن کنترل می‌شود، که با میزان سرعت انتشار اکسیژن از طریق آب به سطح فولاد کنترل می‌شود. از آنجا که انتشار یک فرایند فعال شده با گرما است، با انتشار دما سرعت انتشار افزایش می‌یابد. نرخ خورندگی نیز همانطور که با افزایش منحنی در شکل 6 نشان داده شده است، با نزدیک شدن به 80 درجه سانتیگراد، منحنی به دو شاخه تقسیم می شود اگر سیستم تحت فشار باشد (بنابراین هیچکدام از اکسیژن محلول نمی تواند فرار کند) منحنی به سمت بالا حرکت می کند اما اگر سیستم تخلیه شود (همانطور که بیشتر سیستم های گرمایشی مرکزی هستند) با گرم شدن آب، اکسیژن می‌تواند از محلول خارج شود. با کاهش غلظت اکسیژن کمتر از 3 میلی گرم بر لیتر، واکنش کاهش اکسیژن بطور قابل توجهی کند می‌شود و در دمای 100 درجه سانتیگراد فولاد سریعتر از آن‌چه در آب هوادهی با دمای 25 درجه سانتیگراد انجام می‌شود، خورده نمی‌شود.

• تشخیص میزان اکسیژن:

می توان فهمید که آیا اکسیژن بیش از حد وارد سیستم گرمایش شده است یا نه. وقتی اکسیژن فراوان است، آهن به سرعت با پتانسیل نسبتا بالایی خورده می‌شود. واکنش در قسمت  نمودار پورباکس صورت می‌گیرد (شکل 3 را ببینید) و لجن قرمز اکسید آهن هیدراته در انتهای رادیاتورها جمع می شود. هنگامی که اکسیژن کمیاب است، آهن به آرامی با پتانسیل نسبتا کم خورده می‌شود. این واکنش یون های آهن تولید می‌کند و به جای آن یک پوشش سیاه نازک از مگنتیت هیدراته (اکسید آهن مغناطیسی) تشکیل می‌شود. هر دو اکسید 5 برابر آب متراکم است: اگرچه ذرات اکسید با آب در جریان قابل حمل هستند، اما بیشتر لجن در رادیاتورها باقی می‌ماند. برخلاف تصوری که معمولا توسط بسیاری از مهندسان سیستم‌های گرمایشی صورت می‌گیرد، لجن اکسید با شستشوی آب از طریق رادیاتورها قابل حذف نیست (اگرچه با گردش یک محلول گرم اسید فسفریک مهار شده از طریق سیستم می‌توان آن را حذف کرد).

• برخی از پیچیدگی های کاهش اکسیژن:

چندین مورد وجود دارد که باعث می‌شود فولاد در حضور اکسیژن سریع‌تر خورده شود. این موارد به شرح زیر خلاصه می‌شود:

• خوردگی گالوانیک

مخلوط لوله های مسی و رادیاتورهای فلزی زوج گالوانیک را تشکیل می دهد. نمودار پورباکس  برای مس در پیوست Aنشان داده شده است. مس تا زمانی که پتانسیل آن در زیر 0 ولت نگهداشته شود از خوردگی آهن در آب جلوگیری می کند. این برابر 0.6 ولت بالاتر از پتانسیل خوردگی آهن است. مس از طریق اتصالات لحیم کاری شده یا اتصالات فشرده سازی در تماس الکتریکی بسیار خوبی با فولاد است. به همین دلیل ترجیحا مس بجای آهن خورده می‌شود و مانند یک آند قربانی عمل می‌کند. مس توسط محافظت کاتدی محافظت می‌شود و سطحی بی اثر را ایجاد می‌کند که واکنش کاهش اکسیژن کاتدی در آن صورت می‌گیرد. در عمل، میزان خوردگی گالوانیک با هدایت یونی آب محدود می‌شود. اگر رسانایی کم باشد، مقاومت الکتریکی سلول گالوانیک زیاد است و فولاد فقط از نظر گالوانیکی نزدیک به سطح مس خورده خواهد شد. از طرف دیگر، اگر هدایت گالوانیک زیاد باشد، در فاصله کمی از مس اتفاق می‌افتد. در صورت تشکیل محصولات خوردگی نامحلول، قابلیت هدایت محلول به میزان قابل توجهی کاهش می‌یابد.

راه دیگری وجود دارد که با استفاده از آن لوله های مسی می‌توانند به خوردگی گالوانیک منجر شوند. منافذ لوله به آهستگی خورده می‌شود و یون های مس را درون آب در حال گردش آزاد می کند. در حالت پایدار، غلظت  ⁺² Cu   ( 0.1 تا0.2 )میلی گرم بر لیتر بسیار معمول است. از آنجا که فولاد نسبت به مس واکنش پذیر است، در صورت عبور آب از سطح فولاد، واکنش زیر رخ می دهد:

فلز مس تولید شده توسط واکنش در سطح فولاد به عنوان یک لایه بسیار نازک قرار می گیرد.

• یون‌های محلول

آب جاری حاوی تقریبا  CL^- 50ppm و  ^-2 SO₄ در کنار Na⁺ ،  ⁺² Ca و  ⁺² Mg است. یون‌ها هدایت آب را افزایش داده و به فرایندهای خوردگی کمک می‌کنند. یون های فلزی به سطوح کاتدی مهاجرت می‌کنند و در نتیجه یون های OH تولید شده توسط واکنش کاهش اکسیژن را خنثی می‌کنند. یون‌های  ^-CL کوچک و بسیار پر تحرک هستند، آن‌ها به سرعت به مناطق آندی حرکت می‌کنند و یون‌های ⁺² Fe تولید شده را هنگام حل شدن آهن خنثی می‌کنند.

هنگامی که شبکه، سیستم را برای ایجاد تبخیر وادار می‌کند، یون‌های حل شده را با خود به همراه می‌آورد و با گذشت زمان غلظت یون ها در آب در حال گردش افزایش می‌یابد. هر دویون‌های  ^-CL و ^-2 SO₄ تهاجمی هستند، آن‌ها از تشکیل فیلم‌های اکسید منفعل بر روی سطح فولاد جلوگیری می‌کنند، و این باعث افزایش خوردگی می‌شود.

• ایجاد حفره

سطح فولاد تمایل دارد تا خود را به مناطق آندی (جایی که آهن خورد می شود) و نواحی کاتدی (جایی که واکنش کاهش اکسیژن صورت می‌گیرد) تقسیم کند. این جدایی توسط هر چیزی که محیط فولاد را یکنواخت می‌کند تشویق می‌شود. در بیشتر جاها، این فلز در معرض آب جاری (و اکسیژن موجود در آن) قرار دارد و به صورت کاتدیک رفتار می‌کند. با این حال، فولاد موجود در شکاف‌ها تقریبا در معرض اکسیژن نیست و به صورت آندی رفتار می‌کند. شکاف‌ها در بسیاری از مکان‌ها وجود دارند؛ زیر رسوبات لجن، در کنار جوش و اتصالات پیچ. بدیهی است جریان الکترون های تولید شده توسط مناطق آندی باید جریان برق الکترون‌های تحویل داده شده به ناحیه کاتدی را متعادل کنند. از آن‌جا که آندها در مقایسه با کاتدها اندک هستند، چگالی جریان در آندها در مقایسه با چگالی جریان در کاتدها بزرگ خواهد بود. به این علت فولاد در این شریط به سرعت شکاف و حفره تشکیل داده و چاله های موضعی تشکیل می‌شود.

• کاهش اکسیژن:

شکل 7 خط واکنش هیدروژن را نشان می دهد که در نمودار پورباکس برای آهن قرار دارد. پتانسیل مدار باز برای واکنش کاهش هیدروژن در آب اصلی 0.4- ولت است. اختلاف ولتاژ موجود برای شروع فرایند خوردگی ⦋ 0.2 =( 0.6-) - 0.4- ⦌ ولت است. واکنش کاهش هیدروژن به سرعت قطبیده می‌شود، یک ولتاژ اضافی (overvoltage) لازم است تا واکنش با سرعت مناسب انجام شود. میزان قطبش به شدت به فلز یا آلیاژ مربوط ، وضعیت سطح و ماهیت محیط بستگی دارد.

قطبش تقریبا 0.2 تا 0.3 ولت با کاهش هیدروژن روی سطح آهن متداول است. همانطور که در شکل 7 نشان داده شده است، خط عملی برای واکنش کاهش هیدروژن احتمالا زیر پتانسیل خوردگی آهن در آب اصلی قرار دارد.بنابراین بصورت تئوری، رادیاتورهای فولادی نباید با واکنش کاهش هیدروژن دچار خوردگی شوند. با وجود این، هیدروژن اغلب در سیستم های گرمایش مرکزی تخلیه می‌شود. علائم معمول این است که یک یا چند رادیاتور بدون هیچ دلیل واضحی ناگهان سرد می‌شوند. این امر به این دلیل است که گاز هیدروژن در بالای رادیاتور جمع شده است و قسمت‌های بالای راه‌های عمودی را پر کرده است. مهندسان سیستم‌های گرمایشی اغلب ادعا می‌کنند که این امر به دلیل بیرون آمدن هوای حل شده از محلول است. در حقیقت، هنگامی که گاز خاموش می‌شود ، معمولا با کبریت می‌توان آن را روشن کرد! مشروط بر اینكه خطر انفجار وجود نداشته باشد، به تهویه گاز هیدروژن از رادیاتورها اقدام می شود. با این حال، فرایند خوردگی مگنتیت تولید می‌کند، که می‌تواند در آب‌راه ها رسوب کند و پمپ ها را مسدود کند. چرا کاهش هیدروژن رخ می دهد؟  اگر دما به اندازه کافی بالا باشد، واکنشی به نام واکنش شیکور  (Schikorr) می‌تواند رخ دهد. این دو مرحله به شرح زیر است:

واکنش شیکور توسط یون‌های مس کاتالیز می‌شود، وقتی این یون‌ها وجود داشته باشند، این واکنش می‌تواند بالای 60 درجه سانتیگراد رخ دهد. در سیستم هایی که آب نسبت به مس تهاجمی است، غلظت  که به داخل آب در حال گردش آزاد می‌شود، می‌تواند به اندازه کافی بزرگ باشد تا بتواند کاتالیزور مورد نیاز را تأمین کند. در این زمینه، یک مطالعه روی یک سیستم گرمایشی مرکزی انجام شده است و نتایج آن را شکل 8 نشان می دهد. در زیر 63 درجه سانتیگراد، هیچ تحول قابل توجهی از هیدروژن وجود ندارد. با این حال، در دمای 70 درجه سانتیگراد، رادیاتورها مجبور بودند هر هفته تخلیه شوند. و در دمای 80 درجه سانتیگراد آن‌ها مجبور به تخلیه هر روز می‌شوند. بنابراین یک روش آشکار برای سرکوب واکنش، حفظ دمای سیستم زیر 60 درجه سانتیگراد است.

• خوردگی هیدروژن و باکتری ها:

سیستم های گرمایشی می‌توانند توسط باکتری‌ها آلوده شوند. شایع ترین آن‌ها باکتری های کاهش دهنده سولفات بی هوازی  (SRB)  مانند دسولفویبریو(desulfovibrio)  است که در شرایط کمبود اکسیژن زندگی می‌کنند. به عنوان بخشی از چرخه متابولیک، ارگانیسم‌ها یون‌های سولفات را به یون‌های سولفید تبدیل می‌کنند. سولفید واکنش کاهش هیدروژن را بسیار تسریع می‌کند، و این به فولاد اجازه می‌دهد حتی در محلول‌های بدون اکسیژن خنثی شود. دسولفوبیریو در محدوده pH 5 تا 10، و دامنه دما بین 5 تا 50 درجه سانتی‌گراد رشد می‌کند. برخی ازانواع  SRB می توانند حتی در دمای بالاتر نیز زنده بمانند. اگر باکتری هوازی وجود داشته باشد، می توانند بصورت کلنی ته نشین شوند و شرایط بی هوازی را در زیر رسوبی که SRB می‌تواند رشد کند ایجاد کند. در شرایط نامتعارف هوازی، باکتری ها به مواد مغذی احتیاج دارند که معمولا به صورت هیدروکربن ها موجود هستند. روش معمول جلوگیری از خوردگی باکتری ها در سیستم های گرمایشی، اضافه کردن زیست‌کش  (biosde) به آب است.

• خوردگی هیدروژن و ایجاد حفره:

پس از شروع ایجاد حفره، به نظر نمی‌رسد که متوقف شود. برای حفظ خنثی بودن از نظر الکتریکی در گودال، یون‌های ⁺² Fe یون های ^-CL را از آب بیرونی جذب می‌کنند. گودال با FeCL₂ ، پر می‌شود و این هیدرولیز با توجه به واکنش ایجاد می‌شود.

محصول خوردگی پوششی را تشکیل می‌دهد که دهانه گودال را می‌پوشاند و آن را از آب بیرونی جدا می‌کند  HCl که در داخل گودال به دام افتاده است،  pH را تقریبا به 2 کاهش می‌دهد. در این مقدار کمpH ، واکنش کاهش هیدروژن دیفرانسیل ولتاژ 0.5 ولت را نشان می‌دهد (شکل 7 را ببینید) و این کافی است تا آهن به سرعت خورده شود. گاز هیدروژن داخل گودال جمع می شود و پوشش تشکیل شده را متلاشی می‌کند تا خارج شود. البته ⁺² Fe جدید تولید شده توسط این حمله در یون‌های تازه  ^-CL فرو می‌رود و این چرخه خوردگی نیز تکرار می‌شود. بنابراین گفته می‌شود که فرایند حفره شدن اتوکاتالیستی است. از آن‌جا که خوردگی شدید و موضعی است، می‌تواند تنها پس از مدت کوتاهی دیواره رادیاتور را سوراخ کند.

• استفاده از بازدارنده‌ها:

با استفاده از بازدارنده‌ها می‌توان از این مشکلات جلوگیری کرد. یک مهار کننده اصلی فولاد، سدیم نیتریت است که در آب حل می شود و تا غلظت تقریبا 800 میلی گرم بر لیتر یون‌های NO را به همراه دارد. یون‌های نیتریت به عنوان ماده اکسید کننده عمل می‌کند و پتانسیل را در سطح فولاد افزایش می‌دهد و اگر غلظت آن به اندازه کافی زیاد باشد، فولاد به قسمت  Fe₂O₃ در نمودار پورباکس منتقل می‌شود (شکل 3 را ببینید). یک فیلم پایدار نازک از  Y-Fe₂O₃ شکل می‌گیرد، و این به عنوان یک مانع بسیار موثر برای افزایش خوردگی عمل می‌کند. البته، pH بالای 9  نگه داشته می شود به این دلایل:

 (الف) برای جلوگیری از میدان خوردگی روی نمودار

 (ب) برای کاهش پتانسیل شروع میدان  Fe₂O₃

از آن‌جا که نیتریت سدیم با واکنش آندی (اکسیداسیون Fe به ⁺² Fe ) تداخل دارد، به عنوان یک مهارکننده آندی شناخته می شود. داشتن غلظت کافی از نیتریت در آب بسیار مهم است. شکل 9 نشان می‌دهد که چگونه میزان خوردگی تحت تأثیر غلظت نیتریت قرار می گیرد. بالاتر از غلظت بحرانی، خوردگی به هیچ وجه وجود ندارد. اما، با افزایش غلظت، میزان خوردگی بسیار افزایش می‌یابد. حداکثر سرعت خوردگی، بسیار بیشتر از آن است که هیچ مهار‌کننده‌ای وجود نداشته باشد. هنگامی که غلظت زیر سطح بحرانی باشد، سطح فولاد کاملا غیرفعال نمی‌شود. جریان الکتریکی گرفته شده توسط واکنش کاتدی در نقاط ضعیف در فیلم متمرکز است و این‌ها در معرض حمله موضعی سریع قرار می‌گیرند. نیتریت همچنین هدایت یونی آب را افزایش می‌دهد و این باعث افزایش میزان خوردگی می‌شود. بنابراین نیترات سدیم به عنوان یک مهارکننده خطرناک طبقه بندی می‌شود.

مقدار واقعی غلظت بحرانی به چندین عامل بستگی دارد. رسیدن نیتریت به فولاد هنگامی که توسط رسوبات یا در داخل شکاف‌های محافظ پوشانده شود دشواراست، غلظت بازدارنده در بخش عمده آب برای جلوگیری از خوردگی نواحی محافظت شده باید به میزان قابل توجهی افزایش یابد. یون‌های ^-CL  و  ^-2 SO₄ به فیلم منفعل (passive film) حمله می‌کنند، بنابراین برای جبران باید غلظت بازدارنده افزایش یابد. حداقل مقدار نیتریت سدیم اضافی توسط مقدار داده شده است:

آن‌جا که نگه داشتن غلظت بالای حد بحرانی بسیار مهم است، آب موجود در سیستم باید در فواصل منظم مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرد و در صورت لزوم با مهار کننده اضافی همراه شود. در صورت نشت سیستم یا تخلیه سیستم، آشکارا بازدارنده از بین خواهد رفت. آن‌چه کمتر آشکار است این است که با استفاده از باکتری هایی مانند نیتروباکتر که در اکسیداسیون نیتریت به نیترات بسیار کارآمد هستند، می‌توانند نیترات سدیم را از بین ببرند. به همین دلیل، استفاده از زیست‌کش‌ها در هر سیستمی كه به نیتریت سدیم برای محافظت از آن متكی باشد بسیار مهم است. بهترین مهار کننده‌های مس، مواد شیمیایی آلی خاص مانند بنزوتریازول هستند که با مس در سطح فلز واکنش نشان می‌دهند تا یک فیلم چسبنده یکنواخت تولید کند. بنزوتریازول به عنوان مهار کننده کاتدی طبقه بندی می‌شود زیرا با واکنش کاهش اکسیژن کاتدیک تداخل می‌کند. برای جلوگیری از خوردگی مس معمولا در حدود 5 میلی گرم بر لیتر استفاده می‌شود. بنزوتریازول همچنین می‌تواند یون های مس که قبلا در آب حل شده‌اند را غیرفعال کند. واکنش شیکور نمی تواند رخ دهد (زیرا هیچ یون مس فعالی برای کاتالیز کردن آن وجود ندارد) و حمله گالوانیک مهار می‌شود (زیرا یون های مس در سطوح فولادی کاهش نمی‌یابند). بطور کلی، بنزوتریازول یک مهار کننده بی‌خطر است. از آن‌جا که این یک ترکیب ارگانیک است، نمی‌تواند هدایت یونی آب را افزایش دهد. علاوه بر این، به دلیل اینکه واکنش کاتدی را مهار می‌کند، باعث حفره دار شدن نمی‌شود.

• مطالعات موردی

نمونه الف)

   مقدمه:

موضوع این مطالعه موردی یک سیستم گرمایش مرکزی بزرگ در یک بلوک اداری است. وقتی سیستم حدود 20 سال عمر داشت، رادیاتورها شروع به نشت کرده و مجبور به تعویض آن شدند. اگرچه، به دلیل سن سیستم تصمیم گرفته شد لوله های موجود را با یک ماده رسوب‌بر شیمیایی تمیز نکنند. رادیاتورهای جدید دارای ضخامت دیواره فقط 1.25 میلی متر بودند و تصمیم گرفته شد با افزودن یک مهار کننده خوردگی به آب، از آن‌ها در برابر زنگ زدگی محافظت کنند. این مهارکننده از محلول غلیظ نیترات سدیم و سدیم بورات تهیه شد. محلول به سیستم اضافه شد تا غلظت نیترات سدیم در آب ppm  1300 باشد. نیتریت سدیم ماده مؤثر در فرمول مهارکننده بود. سدیم بورات به عنوان یک بافر برای حفظ pH آب در حدود 9 به آن اضافه شد. با این وجود پس از گذشت 2 سال رادیاتورهای جدید شروع به نشت کردند. یکی از این رادیاتورها باز شد. همانطور که در شکل 10 نشان داده شده است، لایه‌ای از لجن سیاه در فضای آب در پایین رادیاتور شکل گرفته است. خوردگی از زیر این رسوبات سرچشمه گرفته بود و به گودال‌های عمیق تبدیل شده بود. یکی از این قسمت‌ها مستقیما به سطح خارجی نفوذ کرده بود. با این حال، هیچ شواهدی در مورد حفره‌ای شدن بالای لجن وجود نداشت.

ولی آنالیز آب گرفته شده از سیستم چنین بود:

این یک نشانه قوی از حضور باکتری‌های اکسیدکننده نیتریت بود.

تجزیه و تحلیل عدم موفقیت:

اولین چیزی که در مورد سیستم متوجه می‌شود غلظت بالای ^-CL  و ^-2 SO₄ است. حداقل  غلظت نیترات سدیم که برای جبران این یون‌های تهاجمی باید به آن اضافه شود می‌توان از معادله 5 تخمین زد. جرم یون کلر 35 و جرم مولی سدیم کلرید 58 است. ppm 250 از ^-CL طبق معادله زیر معادل است با  ppm 414 سدیم کلرید.

جرم یون سولفات 96 و جرم مولی سدیم سولفات 142 می‌باشد.  ppm300 سولفات معادل است با  ppm 444 سدیم سولفات.

جرم ترکیبی سدیم سولفات و سدیم‌‌کلرید  ppm858 کلرید است. معادله 5 نشان می‌دهد که این مقدار با  ppm 858 سدیم نیتریت   NaNo₂ در ارتباط است. همانطور که قبلا مشاهده شد میانگین غلظت مهارکننده حدود ppm 500 و حداقل غلظت آن ppm 100 بود. این سطح کمتر از حد مورد نیاز است. بنابراین رادیاتورها خورده می‌شود. در عمل شرایط بدتر بود زیرا لجن می‌توانست فلز را از مهاركننده غربال كند. تجزیه و تحلیل روتین نشان می‌دهد که سطح مهارکننده به طور مرتب از دوز توصیه شده ppm 1300 به کمتر از  ppm 100 پس از تنها 2 ماه افت می‌کند. احتمالا نیتریت توسط باکتری‌های اکسیدکننده نیتریت مصرف می‌شود. اگر در هنگام پر شدن سیستم، زیست‌کش به آب اضافه می‌شد، از این امر جلوگیری می‌شد.

نمونه ب)

   مقدمه:

شکل 11 شماتیک ساده از یک مبدل حرارتی از یک دیگ بخار گرمایش مرکزی است که شامل تعدادی لوله آلومینیومی ریز بیرونی است که بطور متمرکز در اطراف مشعل گاز لوله‌ای قرار دارند. لوله ها توسط یک روکش سوراخ شده از فولاد ضد زنگ محصور می‌شوند. این به معنای پخش گازهای داغ به طور یکنواخت در هنگام دور شدن از مشعل است. شکل 12 تقاطع یکی از لوله های مبدل حرارتی را نشان می‌دهد. انتهای لوله ها به نقره و مس ختم می‌شوند و یک سیستم یوتکتیکی از آلیاژ آلومینیوم سیلیکونی یوتکتیک LM6 را تشکیل می‌دهند. صفحه پوشش روی صفحه ورودی / خروجی به چدن خاکستری بسط داده می‌شود، و همینطور جفت زانویی های خمیده. دیگ بخار بسته به حرارت مورد نیاز، بین دو تا شش واحد دارد. داده های فنی یک مبدل حرارتی منفرد به شرح زیر است.

حداکثر درجه حرارت در جریان زانویی≈ 90 درجه سانتی‌گراد

حداکثر افت دما در دیواره لوله ≈ 10 درجه سانتی‌گراد

تعداد رینولدز در 80 درجه سانتی‌گراد≈ 20،000 (درجه اول آشفته)

حداکثر خروجی حرارت ≈ kW 100

شار گرما در سوراخ لوله‌ها ≈   230kWm^-2

نرخ جریان ≈   21min^-1

سرعت جریان در داخل لوله ها ≈ 0.5 متر در ثانیه

حداکثر درجه حرارت در زانویی برگشتی ≈ 80 درجه سانتی‌گراد

لوله ها از آلیاژ سیلیکون آلومینیوم منیزیم 6063 ساخته شده است. ترکیب مشخص شده در جدول 1 نشان داده شده است. تعداد خرابی ها در جایی گزارش شده است که لوله های مبدل حرارتی از داخل سوراخ شده اند. آب با یک بسته مهارکننده مایع حاوی نیتریت سدیم، سدیم بورات، سدیم سیلیکات، هیدروکسید سدیم و "مهارکننده های خوردگی آلی " محافظت شده بود. هنگامی که آب حاوی کلرید کمتر از 50mlg^-1  بود، مقدار توصیه شده نیتریت سدیم 1250 میلی گرم بود. این کار با افزودن 5 قسمت در حجم مایعات مهارکننده به 1000 قسمت از حجم آب حاصل شد. مهارکننده های خوردگی آلی احتمالا برای محافظت از مس در سیستم اضافه شده است که می‌توانست بنزوتریازول باشد. pH مهارکننده تمیز 11.5 بود، بنابراین pH محلول رقیق شده احتمالا در حدود 9 بود.

تجزیه و تحلیل عدم موفقیت:

مقاومت در برابر خوردگی آلومینیوم. نمودار پورباکس برای آلومینیوم در پیوست  Aآورده شده است. این نشان می‌دهد که یک فیلم محافظ از اکسید آلومینیوم تا زمانی که pH آب بین 4 تا 8.5 باشد می‌تواند روی سطح فلز تشکیل شود. نمودار اطلاعاتی در مورد اثربخشی این لایه مانع ارائه نمی‌دهد. هنگامی که آلومینیوم در جو در معرض اکسیژن قرار دارد، بلافاصله یک فیلم نامرئی نازک از اکسید آلومینیوم تشکیل می‌دهد. به همین دلیل، آلومینیوم (فلزی بسیار واکنش پذیر که در غیر این صورت خیلی سریع اکسیده می‌شود) به عنوان ماده ای مقاوم در برابر خوردگی استفاده می‌شود. حتی هنگامی که سطح در اثر سایش مکانیکی آسیب دیده است، فیلم اکسید بلافاصله اصلاح می‌شود. اگرچه این فیلم تعمیر شده برای شروع بسیار نازک است، اما هنوز مانع خوبی در برابر خوردگی است. در صورت قرار گرفتن در معرض هوای بیشتر، فیلم به طور معمول 100 برابر ضخیم می‌شود و سد مؤثرتر می‌شود. به دلیل این فیلم، آلومینیوم در جایی که pH در دامنه 4-8.5 باشد، در آب زنگ نمی‌خورد.

در خارج از این محدودpH ، فیلم اکسید ناپایدار است و آلومینیوم فاسد می‌شود. میزان خوردگی یکنواخت تقریبا 10 برابر برای هر واحد افزایش در pH بالاتر از 8.5 می‌باشد. با این حال، این فیلم با افزودن مواد شیمیایی به آب می‌تواند تثبیت شود. در pH پایین، آلومینیوم به سختی تحت تأثیر اسید نیتریک رقیق و غلیظ یا اسید سولفوریک رقیق قرار نمی‌گیرد زیرا عمل اکسید کننده این مواد شیمیایی تمایل به تشکیل فیلم قوی دارد. در pH بالا فیلم توسط سیلیکات‌ها تثبیت می‌شود. مواد دارای ترکیب‌های متغیر nNa₂ OmSiO₂ می‌باشد. هنگامی که گنجایش سیلیکات نسبت (m/n) زیاد باشد (به طور معمول 3 تا 3.5 ) روی آلومینیوم موثراند. اما حتی محلول سدیم دی سیلیکات  Na₂Si₂O₅می‌تواند خوردگی را در 11.5= pH متوقف کند.

آلیاژ آلومینیوم 6063 یکی از سری آلیاژهای آلومینیوم است که حاوی سیلیکون و منیزیم است. آن‌ها مقاومت خوبی به خوردگی دارند، به خصوص در محلول های قلیایی. عناصر آلیاژی، به طور عمده آهن و مس، می‌توانند به ضعف‌های موضعی در فیلم اکسید منجر شوند و می‌توانند باعث ایجاد گودال شوند. عناصر آلیاژی (سیلیکون و منیزیم) اندک هستند و عناصر مضر (آهن و مس) فقط به عنوان ناخالصی های سطح پایین وجود دارند. در مقابل، مقاومت در برابر خوردگی آلیاژهای سری 2000 (که حاوی 2-7٪ مس به عنوان یک عنصر آلیاژ است) نسبتا ضعیف است. ذرات و یا فیلم های مسی دقیقه می توانند روی این آلیاژها به عنوان محصول خوردگی قرار گیرند و سلولهای گالوانیکی ایجاد شده به فیلم حمله می کنند. بنابراین آلیاژ 6063 برای لوله‌های مبدل حرارتی گزینه مناسبی بود. آلومینیوم با خلوص بالا می‌توانست بهتر باشد، اگرچه ممکن است خصوصیات مکانیکی لازم را نداشته باشد.

شکل 13: برهم‌نهی نمودارهای پورباکس برای آهن و آلومینیوم در 25 درجه سانتیگراد.

 عملکرد بسته‌ترکیبی بازدارنده

 بدست آوردن محافظت بهینه از فولاد و آلومینیوم در همان سیستم، کار آسانی نیست. وضعیت در شکل 13 خلاصه شده است. برای محافظت از فولاد به بهترین وجه،  pH باید حداقل به 9 برسد، به طوری که در نمودار پورباکس زمینه خوردگی را از دست می‌دهد. هرچند ، این بالاتر از pH است که در آن فیلم اکسید روی آلومینیوم تجزیه می شود. رویکردی که در اینجا اتخاذ شد احتمالاً برای محافظت از فولاد به روش معمول با نیتریت سدیم و محلول قلیایی است، اما با افزودن سیلیکات سدیم برای جلوگیری از شکستن فیلم اکسید آلومینیوم.  pH قلیایی همچنین با هر مس موجود در سیستم سازگار است، نمودار پورباکس برای مس (به پیوست A مراجعه کنید) نشان می‌دهد که یک فیلم اکسید محافظ می‌تواند در محدوده  pH=7-12.5  تشکیل شود. حفاظت از مس با افزودن بنزوتریازول می‌تواند تکمیل شود. نمودارهای پورباکس نشان می‌دهد که آهن فلز واکنش پذیرتر از مس است به همین دلیل یون‌های مس را می‌توان با یک سطح فولاد به فلز مس کاهش داد (به معادله 1 مراجعه کنید). آلومینیوم نسبت به مس و آهن واکنش پذیرتر است. هنگامی که آب حاوی مس حل شده، بر روی سطح آلومینیوم جریان یابد، تمایل به رساندن این یون‌ها به فلز مس وجود دارد. اگر آب حاوی آهن محلول باشد، تمایل به رسوب آهن فلزی نیز وجود دارد. قبلا دیده شده‌است که مس و آهن فلزی احتمالا به فیلم اکسید آلومینیوم آسیب می‌رسانند. بنابراین لازم است که غلظت مس و آهن در آب در حد ممکن پایین نگه داشته شود در هنگام وجود آلومینیوم. این یکی دیگر از عملکردهای (و بسیار مهم) مهارکننده‌ها است.

   نتیجه‌گیری:

صریح ترین توضیح در مورد عدم موفقیت، غلظت ناکافی مهار‌کننده است. شرایط توسط محیط خاص لوله های مبدل حرارتی بحرانی شده‌است. همانطور که قبلا مشاهده شد، سوراخ لوله تحت شرایط گرمای زیاد و درجه حرارت بالا (230 کیلو وات بر مترمربع و 90 درجه سانتی‌گراد) قرار می‌گیرد. برای مقایسه، شرایط در سطح عنصر گرمایش در یک کتری برقی (130 کیلووات برمترمربع و 100 درجه سانتی‌گراد) است محیط شیمیایی در سطح آلومینیوم ( pH،غلظت گونه های یونی) ممکن است از نظر قابل توجهی با بخش عمده آب متفاوت باشد. فیلم اکسید می‌تواند با ذرات معلق از محصول خوردگی که در گردش آب قرار دارد، پوشیده شود. وقتی میزان آسیب مکانیکی از میزان بهبودی شیمیایی بیشتر شود، خوردگی سریع حاصل می‌شود.

نمونه ج)

   مقدمه:

در مطالعه موردی نهایی، ما به یک سیستم گرمایش مرکزی که دچار خوردگی در قسمت بیرونی شده‌است است نگاه میکنیم. این سیستم در سال 1970 در یک مکان بزرگ دانشجویی جدید نصب شد. این بنا از ستون ها و تخته‌های بتونی محکم ساخته شده‌است. لوله‌های آب از استیل خفیف ساخته شده بودند و در هنگام ساخت در بتن گذاشته می‌شدند. تا سال 1985، لوله‌ها شروع به نشت کرده بودند. یک شکست معمولی در شکل 14 نشان داده شده‌است. لوله دارای قطر بیرونی حدود  mm30 و ضخامت دیواره تقریبا mm 4 است. داخل تابلوی کف یکی از اتاق‌های دانشجویی ریخته شده بود و با صفحات پلی استایرن منبسط عایق بندی شده بود. هنگامی که کف حفر شد، مشخص شد که این لوله از خارج زنگ زده است. دیواره لوله سوراخ شده بود و آب درون سیستم گرمایشی شروع به بیرون زدگی کرده بود. رسوبات خوردگی به رنگ قرمز مایل به قهوه ای بود.

   تجزیه و تحلیل عدم موفقیت:

سقف ساختمان شامل یک سری تخته  بتونی قبل از ریخته‌گری افقی بود. این‌ها شروع به گرفتن آب باران در مفاصل کرده بودند. ساختار ساختمان پیچیده بود و آب باران قبل از بیرون آمدن در اتاق ها یا اماکن عمومی مسافت های زیادی را طی می‌کرد. نتیجه‌گیری شد که محتمل‌ترین توضیح برای خوردگی این است که لوله‌ها با نشت آب باران در تماس بوده‌اند. مسیرهای افقی لوله کشی در هر طبقه با استفاده از عمودی که در مجاری باز قرار گرفته بود به هم متصل می‌شدند و تصور می‌شد که این‌ها می‌توانند آب باران را از یک طبقه به طبقه دیگر منتقل کنند. از آن‌جا که هوا می‌توانست به سطح لوله برسد، واکنش کاتدیک کاهش اکسیژن به راحتی صورت می‌گرفت. علاوه بر این، آب باران ورودی می‌توانست با اکسیژن اشباع شود. محصول خوردگی احتمالا زنگ قرمز (  Fe₂O₃ ) بود. نمودار پورباکس برای آهن (به پیوست A مراجعه کنید) نشان می‌دهد که وقتی غلظت اکسیژن زیاد باشد، این اکسید تولید می‌شود آب باران همچنین با دی اکسید کربن اشباع شده است (حاوی 1300 میلی‌گرم برلیتر). دی اکسید کربن به اسید کربنیک تبدیل می‌شود و در نتیجه pH به 4.5 می رسد. همانطور که از نمودار پورباکس مشاهده می‌شود، آب باران نسبت به فولاد خفیف تهاجمی است. آهن نمی‌تواند شروع به تولید یک فیلم اکسید با pH 4.5  کند مگر اینکه پتانسیل حداکثر تا 0.4+ ولت گرفته شود. برای به دست آوردن پتانسیل این مقدار، یک عامل اکسید کننده قوی لازم است. فولاد ملایم به طور معمول با سرعت 0.05-0.15 میلی متر در سال در حال خورده شدن است بوسیله حرکت آهسته و آرام آب نرم اشباع شده با هوا در دمای 15 درجه سانتیگراد. با این حال، لوله‌ها همیشه در 15درجه سانتی‌گراد نبودند. هنگامی که سیستم گرمایش کار می‌کرد آن‌ها به 70 درجه نزدیک‌تر بودند. شکل 6 نشان می‌دهد که میزان خوردگی باید 2.7 برابر بیشتر از این بازه دما باشد. فقط به مدت 6 ماه از هر سال استفاده می‌شد؛ به طور متوسط میزان خوردگی احتمالا 1.8 برابر بیشتر از 20 درجه سانتیگراد بود. این امر باعث می‌شود میزان خوردگی 0.09-0.27 میلی متر در سال باشد. اگر فرض شود که آب باران به مدت 7 سال در ساختمان در حال نشت بوده است، عمق حمله برابر 0.6- 1.9 میلی متر خواهد بود. اگر فولاد باعث ایجاد خوردگی در گودال شود، میزان حمله در گودال می تواند تا 10 برابر میزان خوردگی کلی باشد. در این حالت، چاله‌ها به راحتی می‌توانند دیوار را سوراخ کنند. حمله موضعی از این نوع توسط حملات مرطوب که احتمالا بین پلی استایرن و خارج از لوله شکل گرفته است، تشویق می‌کند.

شکل 14: لوله فولادی خورنده. ابعاد در میلی متر.

• پیامدهای طراحی:

بسیاری از تاسیسات گرمایشی مرکزی بدون مهارکننده‌های خوردگی عملکرد خوبی دارند. اما برای جلوگیری از خوردگی در هنگام استفاده از مهارکننده‌ها چه باید کرد؟ اولین مورد این است که اطمینان حاصل کنیم که یک فیلم یکنواخت و پایدار از اکسید بر روی فلز شکل می‌گیرد تا به عنوان مانعی برای خوردگی عمل کند pH آب باید در محدوده‌ای باشد که یک لایه منفعل (passive) از نظر ترمودینامیکی امکان پذیر باشد. دامنه pH را می توان از نمودارهای پورلاکس تخمین زد (به پیوست A مراجعه کنید) آن‌ها به ترتیب 7-12.5 و 9-14 برای مس و آهن هستند. آب سخت (pH 8) نسبت به آب نرم نسبت به مس و فولاد كمتر تهاجمی است (pH 6.5)  این در شرایط اولیه سیستم تأثیر مهمی در فیلم های محافظ دارد، بد نیست یک سیستم را با آب آزمایش کنید و سپس آن‌را تخلیه کنید. خوردگی در استخر هوادهی شده در پایین هر رادیاتور رخ می‌دهد و فیلم ممکن است توسط حفره‌های خوردگی نفوذ کند. بهتر است بلافاصله سیستم را به حالت کار قرار داده و آن را از آب پر کنید. از آن‌جا که یون‌های کلرید و سولفات به فیلم‌های اکسید حمله می‌کنند، آب باید تا حد ممکن از آن‌ها عاری باشد. لوله‌های مسی گاهی اوقات توسط بقایای لحیم کاری یا گرافیت مورد حمله قرار می‌گیرند و از این‌ها نیز باید جلوگیری شود. هنگامی که یک فیلم پایدار شکل گرفت، میزان خوردگی به واکنش کاتدی بستگی دارد. با نگه داشتن میزان اکسیژن آب در کمترین حد ممکن از واکنش کاهش اکسیژن جلوگیری می‌شود. پمپ‌ها باید قرار بگیرند تا از طریق مخزن انبساط باز آب پمپ نشود یا هوا را وارد سیستم کند. آب در مخزن انبساط باز باید سرد نگه داشته شود تا تبخیر به حداقل برسد. بهتر است به جای مخزن انبساط باز از مخزن انبساط کوسن هوای بسته استفاده شود. بدیهی است در صورت جلوگیری از این سیستم نباید سیستم تخلیه شود. با کاهش pH و دمای پایین می‌توان واکنش کاهش هیدروژن را به حداقل رساند. از آن‌جا که بسیاری از سیستم ها از این ایده آل‌ها فاصله می‌گیرند، افزودن مهارکننده‌ها معمول است. اما باید از این موارد بطور صحیح استفاده و مشخص شود. آنها به طور کلی برای سیستم‌هایی که حاوی آلومینیوم هستند توصیه می‌شود زیرا فیلم اکسید آن در شرایط ملایم قلیایی تجزیه می‌شود. برای به دست آوردن بهترین نتیجه، ابتدا باید سطح‌های داخلی با گردش یک ماده رسوب دهنده شیمیایی از طریق سیستم تمیز شوند. سپس سیستم شستشو داده می‌شود، و مهارکننده بلافاصله پس از آن اضافه می‌شود. بازدارنده با سطوح فلزی روشن به شدت واکنش نشان می‌دهد و به خوبی در شکاف‌های تشکیل شده در جوش‌ها نفوذ می‌کند. مهاركنندگان غالبا به عنوان بسته چند جزئی عرضه مي‌شوند. نیتریت سدیم می‌تواند به اتصال لحیم سرب در اتصالات لحیم شده حمله کند. مهارکننده‌های مبتنی بر نیتریت اغلب برای جلوگیری از این امر حاوی نیترات سدیم هستند. بنزوات سدیم اغلب اضافه می‌شود زیرا در مقابل حفره‌ای‌شدن بهتر از نیتریت سدیم مقاومت می‌کند. هنگامی که آب حاوی بیش از یک مهارکننده است، معمولا اثر کلی بهتر از مجموع تأثیرات مهارکننده‌های فردی است (معمولا یک اثر هم افزایی وجود دارد. pH  آب با افزودن بافر مانند سدیم بورات کنترل می‌شود. بسیاری از بسته‌ها حاوی مهارکننده‌های مس خاص مانند بنزوتریازول هستند. این امر به ویژه هنگامی اهمیت دارد که سیستم حاوی آلومینیوم باشد. در مناطق سخت آب، یک مهارکننده مقیاس نیز اضافه می‌شود تا جلوی ساختن رسوبات سختی در دیگ را بگیرد. سرانجام، برای جلوگیری از خوردگی باکتری‌ها به یک زیست‌کش نیاز است

 طراحی بازدارنده‌ها یک تجارت پیچیده است که به تجربه طولانی آزمایشات آزمایشگاهی و عملکرد میدانی نیاز دارد.

پیوست A : نمودارهای پورباکس

نمودارهای پورباکس برای فلزاتی که معمولا در سیستم‌های گرمایش مرکزی مورد استفاده قرار می‌گیرند، در شکل A1-A4 نشان داده شده‌است. محور عمودی نمودار پتانسیل الکتروشیمیایی فلز در ولتاژ است که نسبت به الکترود هیدروژن استاندارد اندازه گیری می‌شود. محور افقی، pH  محلول مبتنی بر آب است که در آن فلز غوطه ور است. نمودار به شرح زیر به تعدادی زمینه تقسیم می‌شود. زمینه ایمنی دامنه پتانسیل و pH را نشان می‌دهد که خوردگی فلز از نظر ترمودینامیکی غیرممکن است. زمینه خوردگی طیف وسیعی از شرایط را نشان می‌دهد که یک نیروی محرک ترمودینامیکی در تلاش است فلز را به عنوان یون در محلول حل کند. زمینه ای از انفعال نشان می‌دهد که در آن نیروی محرک ترمودینامیکی وجود دارد که سعی در ساخت یک فیلم پایدار (مانند اکسید یا هیدروکسید) بر روی سطح فلز دارد. ذکر این نکته حائز اهمیت است که فیلم ممکن است موانع مؤثر در برابر خوردگی باشد یا نباشد. اگر اینگونه باشد، آن‌گاه میدان انفعال نیز میدان بدون خوردگی است. اگر این‌گونه نباشد، زمینه انفعال، میدانی خواهد بود که در آن خوردگی صورت می‌گیرد. لبه‌های زمینه‌های خوردگی با غلظت یون فلزی در محلول  ^6-10 مولار تعریف می شود. این یک مقدار دلخواه است که نشان می‌دهد چنین تمایل کم از جامد برای حل شدن، این که سرعت حمله در واقع صفر است. لازم به ذکر است که نمودارها برای آلیاژها به دلیل تأثیر عناصر آلیاژی بر ماهیت فیلم سطح، با فلزات اصلی تفاوت خواهد داشت. ثبات فیلم همچنین از حضور در محلول یون‌ها که اثر متقابل شیمیایی با فیلم دارند تحت تأثیر قرار خواهد گرفت.

 منبع : واحد تحقیق و توسعه شرکت پویا شیمی شکوفا