Corrosion

Corrosion

ما هو التآكل Corrosion:

هو عبارة عن تفاعل فيزياوي – كيمياوي مشترك بين المعدن والمحيط مما يؤدي الى حدوث تغييرات وتلف في المعدن.
وهو ظاهرة طبيعية ، يجب السيطرة عليها. وتتأثر بالعديد من العوامل وهي أمر يصعب التنبؤ به ولكن العوامل المؤدية اليها واضحة جداً كما أن آثاره عظيمة ومكلفة.

آثار التآكل:

  1. آثار مباشرة : التصليح أو الأستبدال.
  2. آثار غير مباشرة: خسارة المنتوج ، أو التأخر في الأنتاج.

أضرار التآكل:

  1. الصيانة والتكاليف التشغيلية.
  2. توقف المصنع أو الوحدة الصناعية.
  3. خسارة المنتوج.
  4. مشاكل السلامة.
  5. تلوث المنتوج.

يمكن تجنب التآكل أو تأخيره بالخطوات التالية:

  1. أستكشاف خطر التآكل في المراحل المبكرة وأيقاف تفاعلاته غير المرغوبة.
  2. أختيار المعدن المناسب للبيئة المطلوبة.
  3. توفير / تطوير التغليف مقاوم للصدأ Corrosion Resistant Coating.
  4. تقليل قابلية التآكل التي يسببها المحيط من خلال المعالجة الكيمياوية مثل استخدام مادة مانع التآكل Corrosion Inhibitor.
  5. وضع تصاميم وآليات تقلّل آثار التآكل الى أقصى حد ممكن.

الفرق بين التآكل Corrosion والتشقق Crack :

كيف تحدث عملية التآكل؟

  يكون التآكل بالشكل التالي:

المعدن Iron + الأوكسجين Oxygen + الماء Water = حدوث التآكل

 وكما نلاحظ فأن التآكل عبارة عن تفاعل ألكتروكيمياوي ، وهو مجموع لأربع عمليات جزئية. وهي:

1. تفاعل آنودي Anodic Reaction وكالآتي:
   Fe = Fe⁺² + 2e^–

2. تفاعل كاثودي Cathodic Reaction وكالآتي:
   O2 + 2H₂O + 4e = 4OH^–
   
   3. أنتقال الألكترونات الى المعدن.

 4. تدفق التيار خلال الألكتروليت.

 والمخطط التالي يبين الحماية الكاثودية:

معدل التآكل Corrosion Rate :

 ويمكن تحديده بواسطة العملية الأبطأ في العمليات الربعة المذكورة أعلاه. ويمكن إهماله في حالة حدوث أحد الحالات التالية:

 – إذا كانت العملية الآنودية بطيئة.

 – إذا كانت العملية الكاثودية بطيئة لأن الأوكسجين يتشتت ببطء.

 – إذا كانت الموصلية الكهربائية للألكتروليت واطئة.

  أن الظروف المثالية لحدوث التآكل هي أن توازن العملية الكاثودية يجب أن يكون أعلى من توازن العملية الآنودية. وكالآتي:

E_eq,c > E_eq,a

  ولغرض عدم حدوث التآكل يجب أن يكون توازن العملية الكاثودية اقل من توازن العملية الآنودية.

 العملية الكاثودية Cathodic Process :

 – تفاعل الأوكسجين :

O₂ + 2H₂O + 4e = 4OH^–

 – تفاعل الهيدروجين :

2H⁺ + 2e^–  = H₂

– تقليل جزيئات الاوكسجين.

  التآكل الحُفري Pitting Corrosion: 

ينشأ هذا النوع من التآكل بسبب:
– وجود الكلوريدات.
– وجود جزيئات الأوكسجين.
– وجود البكتريا.

 ولمنع هذا النوع من التآكل يجب أتخاذ الخطوات التالية:
1. إزالة الكلوريدات ومؤكسدات مثل الأوكسيجن المذاب من المحيط.
2. تجنب توقف الجريان (الركود) حيث أنه تساعد على تنقر الأنابيب.
3. أستعمل تصميماً مثالياً للتصريف Drainage.
4. تأكد من الأختيار المناسب للمادة، من حيث نوع السبيكة والمعاملة الحرارية.
5. أستخدام الأضافات Additives مثل مانع التآكل Corrosion Inhibitor الحاوية على SO4^2- و NO3^– لتقليل التنقّر.
6. أستخدام الحماية الكاثودية والحماية الآنودية.
7. أستخدام معالجة مناسبة للسطوح.

التآكل الصدعي (الفلقي) Crevice Corrosion :

يحدث هذا النوع في البراغي ، حلقات أو O-Ring ، حافات الأنابيب يمكن فهم هذا النوع من التآكل من خلال هذه الصور:

     →  

أقرأ الجزء الثاني من موضوع التآكل