تعرفوا .. ما هو التآكل وأنواعه ؟ وكيفية الحماية منه والحد من هذه الظاهرة وتفاقمها

الحماية من التآكل

عند العثور على مسمارٍ حديديٍّ تُرك في العراء لسنواتٍ عديدةٍ سيكون في أسوء حالاته، وذلك بسبب تآكل المعدن وانهيار خواصه الأساسية نتيجة تفاعلٍ ما مع بيئته المحيطة. وتعرف هذه العملية بما يسمى التآكل الذي يعتبر من الظواهر الطبيعية المثيرة للقلق لما تكلف العالم يوميًّا من الأضرار الجسيمة المادية أو البشرية، وسنتعرف في هذا المقال على التآكل وكيفية الحماية من التآكل والحد من هذه الظاهرة وتفاقمها.

ماهو التآكل


هو تشكل مركبات فوق سطح معدنٍ ما عندما يتعرض للهواء أو الماء وتراجع المعدن بسبب التفاعل الكيميائي مع البيئة المحيطة، ويعتمد التآكل على عدة عواملَ:

• درجة الحرارة.
• تراكيز المواد المسببة للتآكل في البيئة.
• الإجهاد والضغط.

أنواع التآكل


تعتمد طريقة الحماية من التآكل على شكل التآكل، وهناك عدة أشكالٍ للتآكل يمكن تصنيفها إلى:

• التآكل العام: وهو الشكل الأكثر شيوعًا يُستَدل عليه بحدوث تفاعلٍ كيميائيٍّ ينتج عنه تناقص سمك جميع أجزاء سطح المعدن بشكلٍ متساوٍ، وهو من أقل أنواع التآكل خطورةً ويمكن معالجته.
• التآكل الجلفاني: يحدث هذا التآكل عند توصيل معدنين مختلفين ببعضهما البعض في محلولٍ إلكتروليتيٍّ مثل الماء المالح وسحب جزيئات معدن منهما باتجاه المعدن الآخر، مما يؤدي إلى تآكل معدنٍ واحدٍ على حساب المعدن الآخر.
• التآكل الشقي: هو تآكلٌ موضعيٌّ يحدث بشكلٍ متكررٍ في الأجزاء المعدنية المعرضة للتآكل في مناطق الشقوق وغيرها من المناطق المغطاة.
• التأليب: هو شكلٌ من أشكال التآكل الأكثر خطورةً والذي لايمكن التنبؤ به وينتج عنه ثقوبٌ صغيرةٌ أو كبيرةٌ في سطح المعدن، ويصعب اكتشافه في معظم الحالات بسبب صغر حجم الثقب نسبيًّا. ويسبب هذا النوع من التآكل تعطل المعدات بسبب الثقب المتشكل وتقليل جودة المادة لخسارتها خصائصها المرغوبة.
• التآكل بين الحبيبات: يحدث هذا النوع من التآكل نتيجة اختلاف خواص منطقة عن أخرى فتكون حدود الحبيبات أكثر نشاطًا من الحبيبات الداخلية بالتفاعل مع وسطها المحيط، ويحصل هذا النوع من التآكل في الفولاذ المقاوم للصدأ.
• التكسير البيئي: يحدث عند وجود ظروفٍ بيئيةٍ قاسية بدرجةٍ كافيةٍ مما يؤدي لتصدعٍ أو تعبٍ وضعف بعض المعادن.

طرق الحماية من التآكل


يمكن وقف التآكل المعدني باستخدام التقنيات المناسبة التي تحد من التآكل وتساهم في الوقاية من حدوثه، وإليك بعض الطرق المفيدة والتي من خلال اتباعها يمكنك حماية المنشآت المعدنية من التآكل ومنها:

• اختيار نوعية المعادن المقاومة للتآكل مثل الألمنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ.
• الحفاظ على بقاء الطبقة الخارجية المحيطة بسطح المعدن جافةً وبعيدةً عن الرطوبة.
• وضع طبقةٍ من الحماية للأنابيب المعدنية تحت الأرض بتنفيذ طبقة ردمٍ من الرمل الناعم تحت وفوق البواري.
• استخدام ألياف الكربون، وهي نوعٌ من الألياف القوية وعالية الجودة والتي تتكون من الكربون وتستخدم في طلاء السطوح المعدنية والأنابيب المعدنية لتقوية المعدن ومنع تشكل الشقوق.
• توفير الظروف الملائمة حيث تلعب الظروف الجوية المحيطة عاملًا مهمًّا في تآكل المعادن، ويمكن الحد من التآكل الناتج عن العوامل الجوية المحيطة بالمعادن عن طريق تقليل محتوى الكبريت أو الكلوريد أو الأوكسجين في البيئة المحيطة أو التخفيف من ملامسة مياه البحر والأمطار وتخزين المواد المعدنية في المناطق المغطاة.
• الحماية الكاثودية: وهي تقنيةٌ تستخدم لحماية الأسطح الخارجية للمعدات المعدنية المغمورة بالمياه من التآكل. وتعتمد فكرتها على تغطية سطحٍ معدنيٍّ بفلزٍ ثانٍ مقاومٍ للتآكل بجعل سطح المعدن بكامله كاثود، ويتآكل هذا السطح بدلًا من المعدن المحمي بطبقة الكاثود حيث يكون الفلز المطلي به أقل نشاطًا من الفلز الذي نحميه.
• المثبطات: وهي موادٌ عضويةٌ أو غير عضويةٍ تضاف بكمياتٍ قليلةٍ إلى المحيط الأكال، وتتفاعل مع سطح المعدن أو الغازات البيئية المسببة للتآكل وتساعد في إيقاف التفاعل الكيميائي المسبب للتآكل، وتؤدي المثبطات لتخفيض سرعة التآكل بشكلٍ ملحوظٍ، وتحمي المعادن من التآكل لقيامها بعزل المحيط عن المعدن ورفع جهد المعدن والتخلص من المواد المحفزة في المحيط، وتعتمد عملية إبطاء التآكل على تقليل انتشار الأيونات على سطح المعدن وزيادة المقاومة الكهربائية لسطح المعدن.
• الطلاء: ويستخدم لحماية المعادن من التآكل والصدأ وذلك بطلاء الطبقة الخارجية للمعدن، وتشكيل طبقة حمايةٍ من تأثيرات العوامل الجوية وإبقاء الطبقة الداخلية محميةً وجافةً وبعيدةً عن الرطوبة.
• التصفيح: والذي يكون بترسيب طبقةٍ رقيقةٍ من فلزٍ يكون عادةً من نيكل أو قصدير أو كروم على جسمٍ معدنيٍّ صلبٍ في خليةٍ الكتروليتيةٍ.