التآكل هو تدهور المعدن نتيجة التفاعلات الكيميائية بينه وبين البيئة المحيطة. يحدد نوع المعدن والظروف البيئية ، وخاصة الغازات التي تلامس المعدن ، شكل ومعدل التدهور.
هل تتآكل جميع المعادن؟
يمكن أن تتآكل جميع المعادن. البعض ، مثل الحديد النقي ، يتآكل بسرعة. استانلس صلبومع ذلك ، الذي يجمع بين الحديد وسبائك أخرى ، يكون أبطأ في التآكل وبالتالي يستخدم بشكل متكرر.
جميع مجموعات المعادن الصغيرة ، المسماة نوبل ميتالز ، أقل تفاعلاً من غيرها. ونتيجة لذلك ، نادرا ما تتآكل. إنها ، في الواقع ، المعادن الوحيدة التي يمكن العثور عليها في الطبيعة في شكلها النقي. ليس من المستغرب أن تكون المعادن النبيلة ذات قيمة كبيرة في الغالب. وهي تشمل الروديوم والبلاديوم والفضة والبلاتين والذهب.
أنواع التآكل
هناك العديد من الأسباب المختلفة لتآكل المعادن. يمكن تجنب بعضها بإضافة سبائك إلى معدن نقي. يمكن منع البعض الآخر من خلال مزيج دقيق من المعادن أو إدارة بيئة المعدن. يتم وصف بعض أنواع التآكل الأكثر شيوعًا أدناه.
- التآكل العام للهجوم: هذا الشكل الشائع جدًا من التآكل يهاجم سطح الهيكل المعدني بالكامل. يحدث بسبب التفاعلات الكيميائية أو الكهروكيميائية. في حين أن تآكل الهجوم العام يمكن أن يتسبب في فشل المعدن ، إلا أنه أيضًا مشكلة معروفة ويمكن التنبؤ بها. نتيجة لذلك ، من الممكن التخطيط وإدارة تآكل الهجوم العام.
- التآكل الموضعي: يهاجم هذا التآكل أجزاء فقط من هيكل معدني. هناك ثلاثة أنواع من التآكل الموضعي:
- تأليب - إنشاء ثقوب صغيرة في سطح المعدن.
- تآكل الشقوق - التآكل الذي يحدث في مواقع راكدة مثل تلك الموجودة تحت الحشوات.
- التآكل الخيطي - التآكل الذي يحدث عندما يحصل الماء تحت طلاء مثل الطلاء.
- التآكل الجلفاني: يمكن أن يحدث هذا عندما يتواجد معادن مختلفة معًا في إلكتروليت سائل مثل الماء المالح. في الجوهر ، يتم رسم جزيئات المعدن تجاه المعدن الآخر ، مما يؤدي إلى التآكل في واحد فقط من المعدنين.
- التكسير البيئي: عندما تكون الظروف البيئية مرهقة بما فيه الكفاية ، يمكن أن يبدأ بعض المعادن في التصدع أو التعب أو يصبح هشًا وضعفًا.
منع التآكل
تقدر منظمة التآكل العالمية التكلفة العالمية للتآكل بحوالي 2.5 تريليون دولار أمريكي سنويًا ، وذلك يمكن التخلص من جزء كبير من هذا - ما يصل إلى 25٪ - عن طريق تطبيق وقاية بسيطة ومفهومة جيدًا التقنيات. ومع ذلك ، لا يجب اعتبار منع التآكل مشكلة مالية فقط ، ولكن أيضًا قضية الصحة والسلامة. يمكن أن تتسبب الجسور والمباني والسفن والهياكل المعدنية المتآكلة في حدوث إصابات ووفيات.
يبدأ نظام الوقاية الفعال في مرحلة التصميم مع الفهم الصحيح للظروف البيئية والخصائص المعدنية. يعمل المهندسون مع خبراء المعادن لتحديد المعدن أو السبائك المناسبة لكل موقف. يجب أن يكونوا على دراية أيضًا بالتفاعلات الكيميائية المحتملة بين المعادن المستخدمة في الأسطح والتجهيزات والمثبتات.