كيفية منع تآكل المعادن

يحتاج البناؤون والمصنعون لتوفير الحماية من مختلف أنواع التآكل نظرًا لتعدد أنواع المعدن المختلفة المستخدمة في الوقت الحاضر. لكل معدن خواصه الكهروكيميائية المميزة التي تحدد نوع التآكل المعرض له المعدن (إن وجد). يفصل الجدول أدناه بعض المعادن الشائعة وأنواع التآكل التي قد تصيبها.

*لاحظ أن عمود "النشاط الجلفاني" يشير إلى النشاط الكيميائي النسبي للمعدن كما تصفه جداول السلاسل الجلفانية من المصادر المرجعية. ^[٦] كلما زاد النشاط الجلفاني للمعدن زادت سرعة حدوث التآكل الجلفاني به عند ربطه بمعدن أقل نشاطًا لأغراض هذا الجدول.

1. {"smallUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images_en\/thumb\/e\/e9\/1480035-1.jpg\/v4-460px-1480035-1.jpg","bigUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images\/thumb\/e\/e9\/1480035-1.jpg\/v4-728px-1480035-1.jpg","smallWidth":460,"smallHeight":345,"bigWidth":728,"bigHeight":546,"licensing":"<div class=\"mw-parser-output\"><\/div>"}
   1
   امنع هجمات التآكل المنتظم بحماية سطح المعدن. هجمات التآكل المنتظم (تختصر أحيانًا بالتآكل المنتظم) هي منع من التآكل الذي يحدث بشكل موحد على سطح المعدن المكشوف. يتعرض سطح المعدن بأكمله للتآكل في هذا النوع لذا يتطور التآكل بمعدل منتظم. فمثلًا إذا كان هناك سطح من الحديد غير المجحمي يتعرض بانتظام لهطول المطر فإن سطحه بالكامل سيتلامس مع نفس مقدار الماء تقريبًا ولذا فإنه سيتآكل بمعدل ثابت. إن أسهل طريقة للحماية من هجمات التآكل المنتظم هي وضع حاجز واق بين المعدن والعوامل المسببة للتآكل. ^[٧] يمكن أن يتضمن هذا مجموعة متنوعة من الأشياء مثل الطلاء أو عازلًا زيتيًا أو محلول كهروكيميائي مثل طبقة الزنك المجلفن الواقية.

   • كذلك فإن حماية الكاثود خيار جيد في حالات الغمس أو تحت الأرض. ^[٨]
2. {"smallUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images_en\/thumb\/4\/42\/1480035-2.jpg\/v4-460px-1480035-2.jpg","bigUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images\/thumb\/4\/42\/1480035-2.jpg\/v4-728px-1480035-2.jpg","smallWidth":460,"smallHeight":345,"bigWidth":728,"bigHeight":546,"licensing":"<div class=\"mw-parser-output\"><\/div>"}
   2
   منع التآكل الجلفاني بوقف التدفق الأيوني من معدن لآخر. التآكل الجلفاني أحد الصور المهمة للتآكل التي قد تحدث بغض النظر عن القوة الفيزيائية للمعادن. يحدث التآكل الجلفاني حين يتلامس معدنان مختلفي جهود الأقطاب لهما بوجود إليكتروليت (كالماء المالح) الذي يشكل مسارًا للتوصيل الكهربي بين المعدنين. تتدفق الأيونات عند حدوث هذا من المعدن الأعلى نشاطًا إلى الأقل نشاطًا مما يسبب تآكل الأول بمعدل متسارع والثاني بمعدل أبطأ. يعني هذا عمليًا أن التآكل سيصيب المعدن الأعلى نشاطًا عند نقطة الاتصال بين المعدنين.

   • يمكن أن توقف أي وسيلة حماية تمنع تدفق الأيونات بين المعادن التآكل الجلفاني. يمكن أن تفيد تغطية المعادن بطبقة واقية في منع الإلكتروليتات الموجودة في البيئة المحيطة من تكوين مسار للتوصيل الكهربي بين المعدنين وكذلك تنجح الحماية الكهروكيميائية كالجلفنة والأنودة؛ كذلك فإنه من الممكن إحباط التآكل الجلفاني من خلال العزل الكهربي لمناطق المعدن التي تتلامس مع بعضها البعض.
   • إضافة إلى ذلك، فإن استخدام حماية الكاثود أو الأنود الذواب قد تحمي المعادن الهامة من التآكل الجلفاني. انظر أدناه لمزيد من المعلومات.
3. {"smallUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images_en\/thumb\/f\/fe\/1480035-3.jpg\/v4-460px-1480035-3.jpg","bigUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images\/thumb\/f\/fe\/1480035-3.jpg\/v4-728px-1480035-3.jpg","smallWidth":460,"smallHeight":345,"bigWidth":728,"bigHeight":546,"licensing":"<div class=\"mw-parser-output\"><\/div>"}
   3
   منع التآكل النقري عن طريق حماية سطح المعدن وتجدن مصادر الكلورة البيئية وتجنب الخدوش والشقوق. هذا أحد صور التآكل التي تحدث بشكل مجهري لكن يمكن أن تكون عواقبها خيمة. التآكل النقري مصدر قلق بالغ للمعادن التي تشتق مقاومتها للتآكل من طبقة رقيقة من المركبات السلبية على سطحها لأن هذه الصورة من التآكل قد تؤدي لحدوث قصور هيكلي في الحالات التي تمنعها فيها الطبقة الواقية في الأحوال العادية. يحدث التنقر عند فقدان جزء صغير من المعدن لطبقته السالبة الواقية. يحدث التآكل الجلفاني عند حدوث ذلك بصورة مجهرية ما يؤدي لتكون ثقب دقيق في المعدن. تصبح البيئة شديدة الحمضية في هذا الثقب ما يسرع العملية، ويمنع التنقر في الغالب باستخدام طبقة واقية على سطح المعدن و/أو استخدام حماية الكاثود. ^[٩]

   • يعرف التعرض لبيئة عالية الكلوريدات (كالماء المالح مثلًا) بتسريعه لعملية التآكل النقري.
4. {"smallUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images_en\/thumb\/0\/0a\/1480035-4.jpg\/v4-460px-1480035-4.jpg","bigUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images\/thumb\/0\/0a\/1480035-4.jpg\/v4-728px-1480035-4.jpg","smallWidth":460,"smallHeight":345,"bigWidth":728,"bigHeight":546,"licensing":"<div class=\"mw-parser-output\"><\/div>"}
   4
   امنع تآكل الشقوق بتقليل المساحات الضيقة في تصميم الأغراض. يحدث تآكل الشقوق في المساحات الموجودة بشيء معدني حيث يكون الوصول للسائل المحيط (هواء أو سائل) ضعيفًا، تحت البرغي مثلًا أو تحت الحلقات أو البرنقيل أو بين مفاصل مفصلة ما. يحدث تآكل الشقوق حين تكون الفجوة القريبة من سطح المعدن واسعة بما يكفي لتمكن السائل من الدخول لكنها ضيقة بما يكفي لتصعب خروجه ويصبح راكدًا. تصبح البيئة المحلية في هذه المساحات الصغيرة مسببة للتآكل ويبدأ المعدن بالتآكل في عملية مشابهة للتآكل النقري. عادة ما يكون منع التآكل الشقوق مسألة تصميم في العموم. يمكن تقليل تآكل الشقوق من خلال تقليل وجود الفجوات الضيقة في بنية الغرض المعدني من خلال غلقها أو السماح بدوران السائل.

   • يعد تآكل الشقوق مصدر قلقل خاص عند التعامل مع معادن مثل الألومنيوم الذي يتسم بوجود طبقة خارجية سالبة واقية إذ يمكن أن تسهم آليته في انهيار هذه الطبقة. ^[١٠]
5. {"smallUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images_en\/thumb\/1\/1a\/1480035-5.jpg\/v4-460px-1480035-5.jpg","bigUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images\/thumb\/1\/1a\/1480035-5.jpg\/v4-728px-1480035-5.jpg","smallWidth":460,"smallHeight":345,"bigWidth":728,"bigHeight":546,"licensing":"<div class=\"mw-parser-output\"><\/div>"}
   5
   امنع التشقق الإجهادي الناتج عن التآكل باستخدام الأحمال الآمنة فقط و/أو التلدين. التشقق الإجهادي هو صورة نادرة من صور القصور الهيكلي المرتبط التآكل والذي يقلق المهندسين المسؤولين عن هياكل البناء المخصصة لدعم الأحمال الهامة على وجه الخصوص. تتكون شقوق وكسور في المعدن الذي يحمل الأحمال بأقل من الحمل المحدد له عند حدوث التشقق الإجهادي، وأقل من هذا الحد بكثير في الحالات الشديدة. تنتشر الشقوق الدقيقة الناتجة عن إجهاد الشد الذي يسببه الحمل الثقيل في المعدن بوجود الأيونات المسببة للتآكل حيث تبلغ حافة الشق. يسبب هذا النمو التدريجي للشق والقصور الهيكلي المحتمل في النهاية. التشقق الإجهادي خطر على نح خاص لأنه يمكن أن يحدث حتى بوجود المواد التي لها تأثير طفيف للغاية في تآكل المعدن في الأحوال الطبيعية ما يعني أن التآكل الخطير يحدث بينما يبدو بقية السطح المعدني غير متأثر البتة. ^[١١]

   • يعد منع التشقق الإجهادي مسألة تصميم جزئيًا. يمنع أن يفيد اختيار معدن مقاوم للتشقق الإجهادي في البيئة التي سيستخدم بها المعدن والتأكد من اختبار إجهاد بطريقة ملائمة في منع التشقق الإجهادي. بالإضافة لذلك فإن عملية التدلين معدن يمكن أن تحد الإجهادات المتبقية.
   • يعرف التشقق الإجهادي بأنه يتفاقم مع درجات الحرارة العالية ووجود سائل يحتوي كلوريدات مذابة. ^[١٢]