Stress corrosion cracking
اسٹریس کوروژن کریکنگ (ایس سی سی) ایک تباہ کن ماحول میں دراڑ کی تشکیل کی نشوونما ہے۔ یہ عام طور پر لچکدار دھاتی مرکب دھاتوں کی غیر متوقع اور اچانک ناکامی کا باعث بن سکتا ہے جو تناؤ کے دباؤ کا شکار ہوتے ہیں، خاص طور پر بلند درجہ حرارت پر۔ ایس سی سی کیمیائی طور پر اس لحاظ سے انتہائی مخصوص ہے کہ بعض مرکب دھاتوں کے ایس سی سی سے گزرنے کا امکان صرف اس وقت ہوتا ہے جب وہ کیمیائی ماحول کی ایک چھوٹی سی تعداد کے سامنے آتے ہیں۔ کیمیائی ماحول جو کسی دی گئی مرکب دھات کے لیے ایس سی سی کا سبب بنتا ہے وہ اکثر ایسا ہوتا ہے جو دھات کے لیے صرف ہلکا سا تباہ کن ہوتا ہے۔ لہذا، شدید ایس سی سی والے دھات کے حصے خوردبین دراڑوں سے بھرے ہوئے روشن اور چمکدار نظر آسکتے ہیں۔ یہ عنصر ایس سی سی کے لیے ناکامی سے پہلے نامعلوم ہونا عام بنا دیتا ہے۔ ایس سی سی اکثر تیزی سے ترقی کرتا ہے، اور خالص دھاتوں کے مقابلے مرکب دھاتوں میں زیادہ عام ہے۔ مخصوص ماحول انتہائی اہمیت کا حامل ہے، اور تباہ کن کریکنگ پیدا کرنے کے لیے کچھ انتہائی فعال کیمیکلز کی صرف بہت کم تعداد کی ضرورت ہوتی ہے، جو اکثر تباہ کن اور غیر متوقع ناکامی کا باعث بنتی ہے۔ تناؤ تناؤ کے ارتکاز کی وجہ سے درار کے بوجھ کا نتیجہ ہو سکتا ہے، یا اسمبلی کی قسم یا من گھڑت ساخت سے بقایا تناؤ کی وجہ سے ہو سکتا ہے (جیسے. کولڈ ورکنگ) ؛ بقایا تناؤ کو اینیلنگ یا دیگر سطح کے علاج سے دور کیا جا سکتا ہے۔ کیمیائی عمل کے سازوسامان کی غیر متوقع اور قبل از وقت ناکامی، مثال کے طور پر، تناؤ کی وجہ سے کریکنگ اہلکاروں، آپریٹنگ سہولیات اور ماحول کی حفاظت کے لحاظ سے ایک سنگین خطرہ ہے۔ اس قسم کے آلات کی وشوسنییتا کو کمزور کرنے سے، اس طرح کی ناکامیاں پیداواری صلاحیت اور منافع کو بھی بری طرح متاثر کرتی ہیں۔ میکانزم تناؤ کے کٹاؤ کی کریکنگ بنیادی طور پر دھاتوں اور دھاتی مرکب دھاتوں کو متاثر کرتی ہے۔ ایک موازنہ اثر جسے ماحولیاتی تناؤ کریکنگ بھی کہا جاتا ہے، دوسرے مواد جیسے پولیمر، سیرامکس اور شیشے کو بھی متاثر کرتا ہے۔ دھاتیں کم پی ایچ اور کم اطلاق شدہ ریڈوکس صلاحیت ایس سی سی کے عمل کے دوران ہائیڈروجن کے ارتقاء اور افزودگی کو آسان بناتی ہیں، اس طرح ایس سی سی کی شدت میں اضافہ ہوتا ہے۔ کچھ آسٹینیٹک سٹینلیس اسٹیل اور ایلومینیم مرکب کلورائڈز کی موجودگی میں ٹوٹ جاتے ہیں۔ یہ اوپر کے درجہ حرارت پر کلورائڈز کے چند حصوں فی ملین مواد سے زیادہ والے پانی پر مشتمل ہونے کے لیے آسٹینیٹک سٹینلیس سٹیل کی افادیت کو محدود کرتا ہے۔ الکالی کی موجودگی میں سٹیل کی ہلکی دراڑیں (جیسے۔ بوائیلر کریکنگ اور کاسٹک اسٹریس کوروژن کریکنگ) اور نائٹریٹ ؛ تانبے کے مرکب امونیاکل حل (سیزن کریکنگ) میں کریک ہوتے ہیں ؛ ہائی ٹینسل اسٹیل کو مختلف قسم کے آبی ماحول میں غیر متوقع طور پر ٹوٹنے کے لیے جانا جاتا ہے، خاص طور پر جب کلورائڈز موجود ہوں۔ مؤخر الذکر کے ممکنہ استثناء کے ساتھ، جو کہ ہائیڈروجن کریکنگ کی ایک خاص مثال ہے، دیگر تمام ذیلی کریکل کریک گروتھ کے رجحان کو ظاہر کرتے ہیں، یعنی۔ سطح کی چھوٹی خامیاں ایسے حالات میں پھیلتی ہیں (عام طور پر آسانی سے) جہاں فریکچر میکینکس پیش گوئی کرتا ہے کہ ناکامی نہیں ہونی چاہیے۔ یعنی، ایک کوروڈینٹ کی موجودگی میں، دراڑیں پیدا ہوتی ہیں اور اہم تناؤ کی شدت کے عنصر () سے بہت نیچے پھیلتی ہیں۔ تناؤ کی شدت کی ذیلی اہم قدر، جسے اس کے طور پر نامزد کیا گیا ہے، 1 ٪ سے کم ہو سکتی ہے۔ پولیمر ایک ایسا ہی عمل (ماحولیاتی تناؤ کریکنگ) پولیمر میں ہوتا ہے، جب مصنوعات کو مخصوص سالوینٹس یا ایسڈ اور الکلس جیسے جارحانہ کیمیکلز کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔ دھاتوں کی طرح، حملہ مخصوص پولیمر اور مخصوص کیمیکل تک محدود ہوتا ہے۔ اس طرح پولی کاربونیٹ الکلس کے حملے کے لیے حساس ہوتا ہے، لیکن ایسڈ کے ذریعے نہیں۔ دوسری طرف، پالئیسٹر ایسڈ کے ذریعے آسانی سے خراب ہو جاتے ہیں، اور ایس سی سی ایک ممکنہ ناکامی کا طریقہ کار ہے۔ پولیمر ماحولیاتی تناؤ کے کریکنگ کے لیے حساس ہوتے ہیں جہاں حملہ آور ایجنٹ ضروری نہیں کہ مواد کو کیمیائی طور پر خراب کریں۔ نایلان ایسڈ کے ذریعے انحطاط کے لیے حساس ہے، ایک ایسا عمل جسے ہائیڈرولیسس کہا جاتا ہے، اور مضبوط ایسڈ کے حملے پر نایلان مولڈنگز پھٹ جائیں گی۔ مثال کے طور پر، فیول کنیکٹر کی فریکچر سطح نے ایسڈ اٹیک (CH) سے پولیمر کے فائنل کسپ (C) تک دراڑ کی ترقی پسند ترقی کو ظاہر کیا۔ اس صورت میں ناکامی کار کی بیٹری سے نکلنے والے سلفورک ایسڈ کے ساتھ رابطے کی وجہ سے پولیمر کے ہائیڈرولیسس کی وجہ سے ہوئی تھی۔ انحطاط کا رد عمل پولیمر کی ترکیب کے رد عمل کا الٹا ہے: اوزون حملے کے ذریعے بہت سے مختلف ایلسٹومرز میں دراڑیں بن سکتی ہیں، جو پولیمر میں ایس سی سی کی ایک اور شکل ہے۔ ہوا میں گیس کے چھوٹے نشان ربڑ کی زنجیروں میں ڈبل بانڈ پر حملہ کریں گے، جس میں قدرتی ربڑ، اسٹائرین-بوٹاڈین ربڑ، اور نائٹریل بوٹاڈین ربڑ انحطاط کے لیے سب سے زیادہ حساس ہیں۔ اوزون کی دراڑیں تناؤ کے تحت مصنوعات میں بنتی ہیں، لیکن اہم تناؤ بہت چھوٹا ہوتا ہے۔ دراڑیں ہمیشہ تناؤ کے محور کے صحیح زاویہ پر ہوتی ہیں، اس لیے ربڑ کی ٹیوب میں دائرے کے ارد گرد بنیں گی۔ اس طرح کی دراڑیں خطرناک ہوتی ہیں جب وہ ایندھن کے پائپوں میں واقع ہوتی ہیں کیونکہ دراڑیں بیرونی کھلی سطحوں سے پائپ کے سوراخ میں بڑھ جائیں گی، اس لیے ایندھن کا رساو اور آگ لگ سکتی ہے۔ وولکینائزیشن سے پہلے ربڑ میں اینٹی اوزونینٹ شامل کر کے اوزون کے پھٹنے کو روکا جا سکتا ہے۔ اوزون کی دراڑیں عام طور پر آٹوموبائل کے ٹائر کی سائیڈ والز میں دیکھی جاتی تھیں، لیکن اب ان اضافی اشیاء کے استعمال کی وجہ سے شاذ و نادر ہی نظر آتی ہیں۔ دوسری طرف، یہ مسئلہ غیر محفوظ مصنوعات جیسے ربڑ کی نلیاں اور مہروں میں بار بار آتا ہے۔ سیرامکس یہ اثر سیرامکس میں نمایاں طور پر کم عام ہے جو عام طور پر کیمیائی حملے کے لیے زیادہ لچکدار ہوتے ہیں۔ اگرچہ تناؤ کے تحت سیرامکس میں مرحلے کی تبدیلیاں عام ہیں لیکن ان کے نتیجے میں عام طور پر ناکامی کے بجائے سختی ہوتی ہے (زرکونیم ڈائی آکسائیڈ دیکھیں)۔ حالیہ مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ اس سخت میکانزم کے لیے وہی محرک قوت کم سیریم آکسائڈ کے آکسیکرن کو بھی بڑھا سکتی ہے، جس کے نتیجے میں کریک کی نشوونما سست ہوتی ہے اور گھنے سیرامک اجسام کی بے ساختہ ناکامی ہوتی ہے۔ شیشے میں شیشے کے ذیلی کریک کا پھیلاؤ تین علاقوں میں ہوتا ہے۔ ریجن I میں، شیشے اور پانی کے درمیان تناؤ میں اضافے والے کیمیائی رد عمل کی وجہ سے ماحول کی نمی کے ساتھ درار کے پھیلاؤ کی رفتار میں اضافہ ہوتا ہے۔ ریجن II میں، دراڑ کے پھیلاؤ کی رفتار پھیلاؤ پر قابو رکھتی ہے اور اس شرح پر منحصر ہوتی ہے جس پر کیمیائی رد عمل کو دراڑ کی نوک تک پہنچایا جا سکتا ہے۔ ریجن III میں، دراڑوں کا پھیلاؤ اس کے ماحول سے آزاد ہے، جو ایک اہم تناؤ کی شدت تک پہنچ چکا ہے۔ پانی کے علاوہ دیگر کیمیکل، جیسے امونیا، سلیکا گلاس میں ذیلی کریٹیکل کریک کے پھیلاؤ کو جنم دے سکتے ہیں، لیکن ان کے پاس الیکٹران ڈونر سائٹ اور پروٹون ڈونر سائٹ ہونی چاہیے۔ روک تھام لیزر پیننگ کے ذریعہ فراہم کردہ کمپریسیو بقایا دباؤ کو مقام اور شدت دونوں میں درست طریقے سے کنٹرول کیا جاتا ہے اور تناؤ والے علاقوں میں تیز منتقلی کو کم کرنے کے لیے لاگو کیا جا سکتا ہے۔ لیزر پییننگ روایتی شاٹ پییننگ سے 10 سے 20 گنا گہری ترتیب پر گہرے کمپریسیو بقایا دباؤ فراہم کرتا ہے، جس سے وہ ایس سی سی کو روکنے میں نمایاں طور پر زیادہ فائدہ مند بنتے ہیں۔ گیس سے چلنے والے ٹربائن انجنوں میں ایرو اسپیس اور بجلی پیدا کرنے کی صنعتوں میں لیزر پیننگ کا بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔ مواد کا انتخاب: کسی مخصوص ماحول کے لیے صحیح مواد کا انتخاب ایس سی سی کو روکنے میں مدد کر سکتا ہے۔ کٹاؤ اور تناؤ کے کٹاؤ کے خلاف زیادہ مزاحمت والے مواد کو کٹاؤ والے ماحول میں استعمال کیا جانا چاہیے۔ مثال کے طور پر، سمندری ماحول میں کاربن اسٹیل کے بجائے سٹینلیس سٹیل کا استعمال ایس سی سی کے امکان کو کم کر سکتا ہے۔ حفاظتی کوٹنگ: حفاظتی کوٹنگ یا رکاوٹ لگانے سے تباہ کن مادوں کو دھات کی سطح کے ساتھ رابطے میں آنے سے روکنے میں مدد مل سکتی ہے، اس طرح ایس سی سی کے امکان کو کم کیا جا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، پائپ لائن کی اندرونی سطح پر ایپوکسی کوٹنگ کا استعمال ایس سی سی کے امکان کو کم کر سکتا ہے۔ کیتھوڈک پروٹیکشن: کیتھوڈک پروٹیکشن ایک ایسی تکنیک ہے جو دھات کی سطح پر ایک چھوٹا برقی کرنٹ لگا کر دھاتوں کو کٹاؤ سے بچانے کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ یہ تکنیک دھات کی کٹاؤ کی صلاحیت کو کم کرکے ایس سی سی کو روکنے میں بھی مدد کر سکتی ہے۔ ماحولیاتی کنٹرول: دھات کے ارد گرد کے ماحول کو کنٹرول کرنے سے ایس سی سی کو روکنے میں مدد مل سکتی ہے۔ مثال کے طور پر، ماحول کے درجہ حرارت یا تیزابیت کو کم کرنے سے ایس سی سی کو روکنے میں مدد مل سکتی ہے۔ معائنہ اور دیکھ بھال: باقاعدگی سے معائنہ اور دیکھ بھال ایس سی سی کا پتہ لگانے میں مدد کر سکتی ہے اس سے پہلے کہ یہ ناکامی کا سبب بنے۔ اس میں بصری معائنہ، غیر تباہ کن جانچ، اور ماحولیاتی عوامل کی نگرانی شامل ہے۔ قابل ذکر ناکامیاں نیچیٹوچس، لوزیانا کے شمال میں ٹینیسی گیس پائپ لائن سے تعلق رکھنے والی 32 انچ قطر کی گیس ٹرانسمیشن پائپ لائن 4 مارچ 1965 کو ایس سی سی سے پھٹ کر جل گئی جس میں 17 افراد ہلاک ہو گئے۔ کم از کم 9 دیگر زخمی ہوئے، اور پھٹنے سے 450 فٹ کے فاصلے پر 7 مکانات تباہ ہو گئے۔ ایس سی سی دسمبر 1967 میں سلور برج کے تباہ کن خاتمے کا سبب بنا، جب مغربی ورجینیا کے پوائنٹ پلیزنٹ میں اوہائیو ندی کے پار ایک ابور معطلی پل اچانک ناکام ہو گیا۔ مرکزی چین جوائنٹ ناکام ہو گیا اور پورا ڈھانچہ دریا میں گر گیا، جس سے پل کے پار گاڑیوں میں سفر کرنے والے 46 افراد ہلاک ہو گئے۔ ابھار جوائنٹ میں زنگ کی وجہ سے اسٹریس کوروژن کریک ہوا تھا، جو ہائی برج لوڈنگ اور کم درجہ حرارت کے نتیجے میں اہم ہو گیا تھا۔ یہ ناکامی ابھار میں بقایا تناؤ کی اعلی سطح کی وجہ سے بڑھ گئی تھی۔ اس تباہی کی وجہ سے ملک بھر میں پلوں کا دوبارہ جائزہ لیا گیا۔ یو ایس ایس ہارٹ فورڈ سب میرین پیرسکوپ: 2009 میں، یو ایس ایس ہارٹ فورڈ سب میرین کا پیرسکوپ ایس سی سی کی وجہ سے ناکام ہو گیا۔ پیری اسکوپ کا استعمال آبدوز کے ڈوبنے کے دوران سطح کا نظارہ فراہم کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔ ناکامی اس وقت ہوئی جب پیری اسکوپ کو آبدوز کے ڈھانچے کے ذریعے بڑھایا گیا، جس کی وجہ سے سمندری پانی پیری اسکوپ کی مہر میں داخل ہو گیا۔ سمندری پانی کی وجہ سے ایس سی سی پیرسکوپ کے اسٹیل سپورٹ ڈھانچے میں واقع ہوا، جس کی وجہ سے پیرسکوپ دوبارہ آبدوز میں گر گیا۔ خوش قسمتی سے کوئی زخمی نہیں ہوا، لیکن آبدوز کو مرمت کے لیے سروس سے باہر لے جانا پڑا۔ ٹرانس الاسکا پائپ لائن: 2001 میں، ٹرانس الاسکا پائپ لائن کا ایک حصہ ایس سی سی کی وجہ سے ناکام ہو گیا۔ اس پائپ لائن کا استعمال خام تیل کو الاسکا کے شمالی ڈھلوان سے والڈیز میرین ٹرمینل تک پہنچانے کے لیے کیا جاتا ہے۔ یہ ناکامی اس وقت ہوئی جب پائپ لائن کا 34 فٹ کا حصہ پھٹ گیا، جس کی وجہ سے 285,000 گیلن خام تیل پھیل گیا۔ ناکامی کی تحقیقات سے پتہ چلا کہ ایس سی سی پانی اور بیکٹیریا کی موجودگی کی وجہ سے پائپ لائن میں واقع ہوا تھا، جس نے ایک تباہ کن ماحول پیدا کیا تھا۔ الوہا ایئر لائنز کی پرواز 243:1988 میں، الوہا ایئر لائنز کی پرواز 243 کو ایس سی سی کی وجہ سے جزوی فوسیلج کی ناکامی کا سامنا کرنا پڑا۔ بوئنگ 737-200 ہیلو سے ہونولولو، ہوائی کے لیے اڑ رہا تھا جب فوسیلج کا ایک حصہ پھٹ گیا، جس کی وجہ سے ڈمپریشن کا واقعہ پیش آیا۔ ناکامی کی تحقیقات سے پتہ چلا کہ ہوائی جہاز کے بار بار دباؤ اور افسردگی کے چکروں کی وجہ سے فوسیلج کی ایلومینیم جلد میں ایس سی سی ہوا تھا۔ اس واقعے کی وجہ سے دیکھ بھال کے طریقہ کار اور طیاروں کے معائنے میں تبدیلیاں آئیں تاکہ مستقبل میں اسی طرح کی ناکامیوں کو روکا جا سکے۔ حوالہ جات نوٹس ذرائع اے ایس ایم انٹرنیشنل، میٹلز ہینڈ بک (ڈیسک ایڈیشن) باب 32 (ناکامی کا تجزیہ)، امریکن سوسائٹی فار میٹلز، (1997) پی پی 32-24 سے 32-26 اے ایس ایم ہینڈ بک جلد 11 "ناکامی کا تجزیہ اور روک تھام" (2002) "تناؤ-کٹاؤ کریکنگ" ڈبلیو آر وارک، امریکن سوسائٹی آف میٹلز کے ذریعہ نظر ثانی شدہ۔ صفحات 1738-1820 "مکینیکل پراپرٹیز آف سیرامکس" بذریعہ جان بی واچ مین، ڈبلیو راجر کینن، اور ایم جان میتھیوسن۔ باب 8۔ کٹاؤ فریکچر میکانکس انجینئرنگ کی ناکامیاں مواد کا انحطاط