منع تآكل المعادن

في جميع المواقف تقريبًا ، تآكل المعادن يمكن إدارتها أو إبطائها أو حتى إيقافها باستخدام التقنيات المناسبة. يمكن أن يتخذ منع التآكل عددًا من الأشكال اعتمادًا على ظروف معدن تآكل. يمكن تصنيف تقنيات منع التآكل بشكل عام إلى 6 مجموعات:

التعديل البيئي

يحدث التآكل بسبب التفاعلات الكيميائية بين المعادن والغازات في البيئة المحيطة. عن طريق إزالة المعدن أو تغيير نوع البيئة ، يمكن تقليل تلف المعدن على الفور.

قد يكون هذا بسيطًا مثل الحد من الاتصال بالمطر أو مياه البحر عن طريق تخزين المواد المعدنية في الداخل أو يمكن أن يكون في شكل تلاعب مباشر بالبيئة التي تؤثر على المعدن.

يمكن أن تحد طرق تقليل محتوى الكبريت أو الكلوريد أو الأكسجين في البيئة المحيطة من سرعة تآكل المعدن. على سبيل المثال ، يمكن معالجة مياه التغذية لغلايات المياه باستخدام مواد تنقية أو وسائط كيميائية أخرى اضبط محتوى الصلابة أو القلوية أو الأكسجين لتقليل التآكل على الجزء الداخلي من وحدة.

اختيار المعادن وظروف السطح

لا يوجد معدن محصن ضد التآكل في جميع البيئات ، ولكن من خلال مراقبة وفهم الظروف البيئية التي هي سبب التآكل ، يمكن أن تؤدي التغييرات في نوع المعدن المستخدم أيضًا إلى انخفاض كبير في تآكل.

instagram viewer

يمكن استخدام بيانات مقاومة تآكل المعادن جنبًا إلى جنب مع معلومات عن الظروف البيئية لاتخاذ قرارات بشأن ملاءمة كل معدن.

تطوير سبائك جديدة ، مصممة للحماية من التآكل في بيئات معينة ، قيد الإنتاج باستمرار. سبائك نيكل Hastelloy ، فولاذ Nirosta ، وسبائك تيتانيوم Timetal كلها أمثلة على السبائك المصممة لمنع التآكل.

تعد مراقبة ظروف السطح أمرًا بالغ الأهمية أيضًا في الحماية من تلف المعادن من التآكل. يمكن أن تؤدي الشقوق أو الشقوق أو الأسطح الخشنة ، سواء كانت نتيجة لمتطلبات التشغيل أو البلى أو عيوب التصنيع ، إلى معدلات تآكل أكبر.

المراقبة المناسبة والقضاء على ظروف السطح المعرضة للخطر بشكل غير ضروري ، إلى جانب اتخاذ خطوات لضمان أن الأنظمة مصممة لتجنبها التركيبات المعدنية التفاعلية والعوامل المسببة للتآكل التي لا تستخدم في تنظيف أو صيانة الأجزاء المعدنية كلها أيضًا جزء من تقليل التآكل الفعال برنامج.

الحماية الكاثودية

يحدث التآكل الجلفاني عندما يتم وضع معدنين مختلفين معًا في إلكتروليت تآكل.

هذه مشكلة شائعة بالنسبة للمعادن المغمورة معًا في مياه البحر ، ولكن يمكن أن تحدث أيضًا عندما يتم غمر معدنين مختلفين على مقربة شديدة في التربة الرطبة. لهذه الأسباب ، غالبًا ما يهاجم التآكل الجلفاني هياكل السفن والحفارات البحرية وخطوط أنابيب النفط والغاز.

تعمل الحماية الكاثودية عن طريق تحويل غير المرغوب فيه انوديك مواقع (نشطة) على سطح المعدن إلى مواقع كاثودية (سلبية) من خلال تطبيق تيار معاكس. يوفر هذا التيار المعاكس الإلكترونات الحرة ويجبر الأنودات المحلية على الاستقطاب لإمكانات الكاثودات المحلية.

يمكن أن تتخذ الحماية الكاثودية شكلين. الأول هو إدخال الأنودات الجلفانية. تستخدم هذه الطريقة ، المعروفة باسم نظام الذبيحة ، أنودات معدنية ، يتم إدخالها في بيئة التحليل الكهربائي ، للتضحية (تتآكل) من أجل حماية الكاثود.

في حين أن المعدن الذي يحتاج إلى حماية يمكن أن يتنوع ، فإن الأنودات القربانية تصنع عمومًا من الزنك أو الألمنيوم أو المغنيسيوم ، وهي معادن لها أقصى جهد كهربائي سلبي. توفر السلسلة الجلفانية مقارنة بين الإمكانات الكهربائية المختلفة - أو النبلاء - للمعادن والسبائك.

في نظام الذبائح ، تنتقل الأيونات المعدنية من القطب الموجب إلى القطب السالب ، مما يؤدي إلى تآكل الأنود بسرعة أكبر مما قد يحدث بخلاف ذلك. نتيجة لذلك ، يجب استبدال الأنود بانتظام.

يشار إلى الطريقة الثانية للحماية الكاثودية على أنها حماية التيار القسري. تتطلب هذه الطريقة ، التي تُستخدم غالبًا لحماية خطوط الأنابيب المدفونة وأجسام السفن ، مصدرًا بديلًا للتيار الكهربائي المباشر ليتم توفيره للإلكتروليت.

يتم توصيل الطرف السالب للمصدر الحالي بالمعدن ، بينما يتم توصيل الطرف الموجب بقطب موجب إضافي ، والذي يضاف لإكمال الدائرة الكهربائية. على عكس نظام الأنود الجلفاني (الذواب) ، في نظام حماية التيار القسري ، لا يتم التضحية بالقطب الموجب المساعد.

مثبطات

مثبطات التآكل هي مواد كيميائية تتفاعل مع سطح المعدن أو الغازات البيئية مسببة التآكل ، وبالتالي توقف التفاعل الكيميائي الذي يسبب التآكل.

يمكن أن تعمل الموانع عن طريق امتصاص نفسها على سطح المعدن وتشكيل طبقة واقية. يمكن تطبيق هذه المواد الكيميائية كحل أو كطلاء واقي عبر تقنيات التشتت.

تعتمد عملية المانع لإبطاء التآكل على:

  • تغيير سلوك الاستقطاب الأنودي أو الكاثودي
  • تقليل انتشار الأيونات على سطح المعدن
  • زيادة المقاومة الكهربائية لسطح المعدن

صناعات الاستخدام النهائي الرئيسية لمثبطات التآكل هي تكرير البترول ، واستكشاف النفط والغاز ، والإنتاج الكيميائي ومرافق معالجة المياه. تتمثل فائدة مثبطات التآكل في إمكانية تطبيقها في الموقع على المعادن كإجراء تصحيحي لمواجهة التآكل غير المتوقع.

الطلاءات

تستخدم الدهانات والطلاءات العضوية الأخرى لحماية المعادن من التأثير التدريجي للغازات البيئية. يتم تجميع الطلاءات حسب نوع البوليمر المستخدم. تشمل الطلاءات العضوية الشائعة:

  • طلاءات الألكيد والإيبوكسي استر التي ، عندما يجف الهواء ، تعزز الأكسدة المتقاطعة
  • طلاءات يوريتان من جزأين
  • كل من الطلاءات القابلة للعلاج بالإشعاع من الأكريليك والإيبوكسي
  • طلاء من مادة اللاتكس من الفينيل أو الأكريليك أو الستايرين بوليمر
  • الطلاءات القابلة للذوبان في الماء
  • طلاءات صلبة عالية
  • مسحوق الطلاء

تصفيح

يمكن استخدام الطلاءات المعدنية أو الطلاء لمنع التآكل وكذلك توفير اللمسات النهائية الجمالية والزخرفية. هناك أربعة أنواع شائعة من الطلاءات المعدنية:

  • الكهربائي: طبقة رقيقة من المعدن - غالبًا النيكل, القصديرأو الكروم - يترسب على الركيزة المعدنية (الصلب بشكل عام) في حمام كهربائي. يتكون المنحل بالكهرباء عادة من محلول مائي يحتوي على أملاح المعدن المراد ترسبه.
  • تصفيح ميكانيكي: يمكن لحام مسحوق المعدن على البارد إلى الركيزة المعدنية عن طريق قلب الجزء ، جنبًا إلى جنب مع المسحوق والخرز الزجاجي ، في محلول مائي معالج. غالبًا ما يستخدم الطلاء الميكانيكي لتطبيق الزنك أو الكادميوم على الأجزاء المعدنية الصغيرة
  • إلكتروليس: طلاء المعدن ، مثل كوبالت أو النيكل ، على الركيزة المعدنية باستخدام تفاعل كيميائي في طريقة الطلاء غير الكهربائية.
  • الغمس الساخن: عند غمرها في حمام مصهور من المعدن الواقي ، تلتصق طبقة رقيقة من المعدن بالركيزة.
instagram story viewer