Onderwerp:
- التآكل والصدأ
- مكافحة الصدأ
- منع الصدأ
- تأليب التآكل
- تآكل الاتصال
التآكل والصدأ:
ترتبط مفاهيم التآكل والصدأ ارتباطًا وثيقًا. الصدأ هو نتيجة التآكل. ومع ذلك، غالبا ما يتم استخدام هذين المفهومين بالتبادل.
- التآكل هو مصطلح شامل لتدهور المواد من خلال التفاعل (الكيميائي) مع بيئتها؛
- يحدث الصدأ على سطح الحديد أو الفولاذ نتيجة ملامسة الماء والأكسجين. يشير الصدأ إلى أكسدة الحديد، وهو أيضًا شكل من أشكال التآكل.
بمجرد تعرض المعادن للجو الطبيعي (الهواء الخارجي)، سيشكل هذا المعدن رابطة كيميائية مع الأكسجين. في هذه الحالة، سوف يصدأ المعدن. يمكن التعرف على الصدأ من خلال الطبقة البنية الحمراء التي تظهر على المعدن، والتي تنشأ عندما يتفاعل الحديد مع الأكسجين، في وجود رطوبة من الهواء الخارجي أو الماء. وهو خليط من أكسيد الحديد وهيدروكسيد الحديد. يستمر الصدأ في التطور ويمكن أن يؤدي إلى تآكل المعدن تمامًا. بمرور الوقت، يتحول كل الحديد إلى صدأ وبالتالي يفقد خصائصه المفيدة.
في حالة تعرض الحديد للأكسجين والماء، مع مرور الوقت سوف يرتبط الأكسجين والحديد على المستوى الذري. وهذا يخلق مركبًا جديدًا: أكسيد الحديد. يعمل الماء على تسريع العملية برمتها لأن الماء يعمل كمحفز. تخترق جزيئات الماء الصغيرة المعدن وتشكل المزيد من الأحماض، مما يعرض المعدن لتكوين الأكسيد. يحدث الصدأ بشكل أسرع في مياه البحر بسبب ارتفاع تركيز أيونات كلوريد الصوديوم.
من الممكن أن تظهر بقع الصدأ تحت طلاء السيارة. وذلك لأن الورنيش أيضًا مسامي إلى حد ما وبالتالي يمكن أن يسمح للرطوبة والأكسجين بالمرور. للحفاظ على طبقة الطلاء مغلقة، من الجيد تشميع السيارة بانتظام. خاصة في فصل الشتاء، مع وجود الكثير من الظروف الرطبة والمحلول الملحي، يعد هذا الأخير وسيلة جيدة لمنع الصدأ قدر الإمكان.
إذا كانت هناك خدوش عميقة أو رقائق حجرية، فإن الطبقة الواقية من الطلاء في هذه المنطقة قد اختفت ويمكن أن تبدأ المنطقة المحيطة بالصدأ أيضًا. لذلك من الحكمة معالجة هذه البقع في أسرع وقت ممكن باستخدام قلم طلاء أو إعادة رشها.
في الصورة أدناه نرى سيارة فولكس فاجن بيتل مع أجزاء جسم صدئة. تندرج هذه السيارة تحت عنوان "قضيب الفئران". تتكون المركبات التي تم تحويلها إلى Rad Rot من أجزاء مهترئة وغير مطلية عمدًا (في هذه الحالة الصدأ) وأجزاء مهملة.
في حالات قليلة جدًا يمكن تقدير الصدأ. ومع ذلك، سيتعين على كل مركبة التعامل معها عاجلاً أم آجلاً. بالإضافة إلى المناخ الرطب في هولندا، فإن المياه المالحة الموجودة على سطح الطريق تزيد من خطر الصدأ في الشتاء. بالإضافة إلى الأجزاء التجميلية، يمكن أيضًا أن تتأثر أجزاء من الهيكل أو هيكل السيارة. على المدى الطويل، يمكن أن يؤدي ذلك إلى مركبة غير آمنة وإلى الرفض أثناء MOT.
يحاول مصنعو السيارات جعل المواد الموجودة داخل السيارة وحولها مقاومة للصدأ قدر الإمكان. وهذه بعض العلاجات المضادة للصدأ:
- تعبئة هيكل السيارة.
- تطبيق علاجات الشمع.
- تطبيق طبقات التمهيدي والطبقة الأساسية.
- تطبيق طبقات ورنيش عالية الجودة.
مكافحة الصدأ:
يحدث الصدأ بسبب اتحاد الحديد مع الأكسجين. ومن غير الصحيح الاعتقاد بأنه يمكن مكافحة الصدأ من خلال ضمان عدم وصول المزيد من الأكسجين إلى الحديد. الصلب ليس مادة متجانسة، ولكنه مزيج من المواد التي يتم جمعها معًا أثناء إعادة التدوير، على سبيل المثال حطام السيارات القديمة. يحتوي الفولاذ أيضًا على معادن أخرى. يوجد فرق جهد صغير بين بلورات مادتين مختلفتين، حيث يمكن للسائل الموصل أن يضمن الاتصال بين البلورات. ويضمن التيار الكهربائي الناتج دخول المعدن الأقل نبلاً إلى المحلول. على سبيل المثال، إذا مر تيار بين الحديد والنحاس، فإن الحديد يذوب. تتحد جزيئات الحديد الذائبة مع الأكسجين. ومع وجود أقل كمية من الماء في طبقة الجسم، حتى لو كان جزيء ماء واحد فقط، تتم المحافظة على العملية.
إذا كنت تعاني من الصدأ تحت الطلاء فلا فائدة من الرش فوق الصدأ. يستمر الصدأ في التآكل تحت طبقة الطلاء بلا هوادة. نظرًا لأن حجم الصخور أكبر من حجم الفولاذ، فإن طبقة الطلاء سوف تتشقق في النهاية. يؤدي ذلك إلى إنشاء فتحة حيث يمكن للمياه الزائدة اختراقها وتسريع عملية الصدأ. ولمكافحة الصدأ، تتم إزالة الصدأ من الفولاذ عن طريق تفجير السطح. يتم بعد ذلك تطبيق طبقة أولية مقاومة للصدأ في أسرع وقت ممكن. لا ينبغي عليك الانتظار طويلاً للقيام بذلك، وإلا فإن الرطوبة الموجودة في الهواء الخارجي سوف ترتبط بجزيئات الحديد.
يتشكل الصدأ تحت طبقة الطلاء. لذلك ليس من السهل دائمًا التعرف على الصدأ الأولي. تُظهر الصور الأربع أدناه عارضة صندوقية لسيارة VW Golf IV حيث تم طحن المعدن الصدئ. قبل بدء العمل، لم يكن هناك سوى القار السائب على الحافة أسفل العتبة. لم تظهر عوارض الصندوق أي مخالفات. عندما تمت إزالة البيتومين، أصبحت الحواف البنية مرئية. كان المعدن المحيط به متآكلًا بالفعل لدرجة أنه ينكسر بسهولة. تظهر الصور كيف يمكن أن يتصرف الصدأ تحت البيتومين.
منع الصدأ:
ورد في الفقرة الأولى «الجلفنة» في ملخص تدابير الوقاية من الصدأ. يطبق المصنعون طبقة رقيقة من الزنك أثناء إنتاج السيارة. وهذا يوفر ما يسمى بالحماية الكاثودية. نظرًا لأن الإلكترونات أكثر عرضة للهروب من الزنك، فإن الزنك يذوب بشكل أسرع من الحديد. يرتبط الزنك بسهولة أكبر بالأكسجين الموجود في الهواء. الزنك صلب للغاية ويشكل طبقة مانعة للتسرب. مع وجود خدوش عميقة من خلال طبقة الطلاء والزنك إلى الفولاذ، فمن الصعب أن يتفاعل الفولاذ. إذا كان هناك ما يكفي من الزنك في مكان قريب، فإن التيار الكهربائي سوف يتدفق في الاتجاه الصحيح. لهذا السبب، يوفر الزنك حماية طويلة الأمد ضد التآكل والصدأ.
الفولاذ المجلفن ليس له مزايا فقط. ومع زيادة ذلك، تقل كمية الفولاذ النقي. يحتاج المنتجون إلى الفولاذ الخالي من الزنك لصنع أجزاء المحرك، من بين أشياء أخرى. يمتلك الزنك خاصية تكوين فقاعات في الفولاذ، مما يؤدي إلى ظهور نقاط ضعف.
تأليب التآكل:
التنقر هو هجوم محلي على سطح المادة. يحدث التآكل الحفري في المواد التي تحمي نفسها من التآكل بواسطة طبقة الأكسيد ويحدث بشكل رئيسي في حالة تلف طبقة الأكسيد هذه. يتآكل التآكل بسرعة وبشكل عميق في المادة. وهذا هو الأخطر، لأن المادة تبدو جيدة على ما يبدو، ولا يمكن رؤية عمق التآكل بشكل كافٍ.
توضح الصورة أدناه المقطع العرضي لجسم فولاذي به تآكل. تظهر فقط كمية صغيرة من الصدأ في الأعلى. تكشف "الحفرة" الموجودة في الصدأ عن الفتحة التي ظهرت في الفولاذ.
يمكن أن نواجه تآكلًا في خطوط الفرامل، من بين أمور أخرى. عندما تصبح الفتحة أعمق، هناك احتمال أن يتسرب سائل الفرامل.
تآكل الاتصال:
يحدث هذا عندما يكون معدنان مختلفان على اتصال وثيق مع بعضهما البعض. ويتولد فرق الجهد بين هذين المعدنين، مما يسبب رد فعل. نرى هذا، على سبيل المثال، عندما يتم ربط المسمار الفولاذي المقاوم للصدأ بصفيحة فولاذية مجلفنة. المعدن النبيل يعزز التآكل وبالتالي الصدأ. وهذا ما يسمى تآكل الاتصال.
الصورة التالية توضح مثالين لعنصر المغنيسيوم، على سبيل المثال علبة التروس، والتي يتم تأمينها بمسمار مصنوع من سبيكة الحديد. عندما يتعرض سطح التلامس للماء، يتولد تيار كهربائي بين المعدنين ويؤدي إلى تآكل التلامس. وفي الوقت نفسه، يتم تكسير المغنيسيوم. يمكن منع التآكل بالتلامس عن طريق تثبيط التيار الكهربائي بين المعدنين عن طريق طلاء البرغي بطبقة غير موصلة وبالتالي عازلة.
يوضح الجدول أدناه مجموعات مختلفة من المواد (على سبيل المثال، أجزاء المحرك أو مبيت علبة التروس) وكيف يؤثر اختيار المواد للمسمار أو المسمار على تآكل التلامس.
