ما هي طرق تجنب التآكل المعدني؟
من الناحية العملية لا يمكن أن يتم منع التآكل المعدني بشكل كامل إلا من خلال احتياطات وتحت ظروف قاسية ليس من السهل إيجادها، إلا أنه من الممكن تحسين مقاومة الفلزات والسبائك للتآكل المعدني عن طريق وسائل كثيرة، وبالتالي يمكن حماية المنشأت الصناعية وإطالة عمرها، ومن الطرق المهمة التي يتم اتباعها يتم ذكرها وتوضيحها فيما يلي:
- اختيار التصميم الملائم: ذلك يتم من خلال البساطة في التصميم وأيضاً تجنب تشكيل الخلايا الجلفانية وتجنب الرطوبة.
- تعديل نوعية المعدن: ويتم العمل على تعديل نوعية المعدن من خلال إزالة العناصر المضادة التي تسبب التآكل المعدني، وبالتالي العمل على إضافة العناصر التي تحسن مقاومة التآكل المعدني ومن ثم إتمام عمليات المعالجة من أجل إزالة الإجهادات التي تنتج من أعمال اللحام مثلاً.
- تعديل وتغيير وسط التآكل المعدني: وهذا التعديل يتم من خلال إزالة الأملاح عن طريق أعمال التأين وأيضاً العمل على إزالة الأحماض عن طريق إضافة الجير والمواد القلوية، وأخيراً تقليل نسبة وجود الأكسجين من خلال إضافة موانع التآكل المعدني مثل كلوريد الصوديوم والأمونيا أو المواد الكيماوية التي تقاوم عملية التآكل المعدني.
- التغطية: الهدف من التغطية هو تشكيل غشاء مكون من مادة تعزل الكهرباء على سطح المعدن الذي نريد حمايته عن الوسط الإلكتروليتي الملامس له والمحيط به، وأيضاً اعتراض الدائرة (الآنودية والكاثودية) من خلال ذلك الغشاء الذي يكون ذو مقاومة كهربائية عالية، وبالتالي يصبح له اضمحلال ويكاد ينتهي تيار التآكل المعدني.
ومن الواجب أن يتم التأكد خلال هذه الحالة بأن مواد التغطية تمتلك مجموعة من الخصائص ومنها؛ أن تكون جيدة التلاصق وتملك مقاومة لاجهادات التربة وتكون ذات مقاومة ضد الماء ومقاومة كهربائية مرتفعة، كما أن طرق التغطية بالتغليف المعدني لها عدة أنواع.
ومنها التغطية التي تتم بشريط من البلاستك، حيث تستخدم لتغطية المواسير المدفونة تحت الأرض وفي العادة يتم استخدام شرائط من البلاستيك المصنوعة من البولي إثيلين عالي ومنخفض الكثافة، وأيضاً شرائط قطران الفحم، والنوع الآخر هو التغطية بواسطة الدهانات يوجد بها نوعان: الأغطية العضوية وهي البويات المانعة للتآكل المعدني، والأغطية غير المعدنية أي غير العضوية وزجاج السيراميك أيضاً. - التغليف المعدني: إن هذه الطريقة استطاعت أن تثبت قدرتها للتغطية المعدنية والوقاية الخارجية للسطوح في حالات الرطوبة العالية وأثبتتها أيضاً في الوقاية من العوامل الجوية وفي المنشئات البحرية، ومن أشهرها عملية الجلفنة، حيث أنها تتم عن طريق غمر المعدن الذي نريد حمايته في مصهور فلز الزنك، كما أن الجلفنة تستند في المقام الأول على الزنك، حيث يأخذ مكاناً متقدماً في ترتيب الفلزات بالنسبة لجهد القطب القياسي.
- الحماية الكاثودية: يتم استعمال هذه الطريقة بهدف حماية المنشئات التي تكون مدفونة تحت الأرض أو التي تكون مغمورة تحت الماء، عند عمل حماية كاثودية باستعمال الخلية الجلفانية، وهذا ما يعرف باسم نظام الآنودات التفضيلية، كما أنها تدعى أيضاً بالآنودات الجلفانية ويتم صناعتها من معادن أو سبائك ذو شحنة سالبة بالنسبة للمنشأ المعدني المراد حمايته.
بمعنى آخر أنها تكون أقرب للنهاية الآنودية في السلسلة الجلفانية، وفي حال تم دفن المنشأة المعدنية التي يلزم العمل على حمايتها يتم توصيلها بواسطة سلك موصل للكهرباء إلى قطب الآنود، حيث يصبح الآنود للخلية الجلفانية ثم يتآكل وينتج تيار كهربائي، كما أن المنشأة المعدنية تصبح كاثوداً ويتم العمل على حمايتها من التآكل المعدني، كما أننا نعلم في حال حدث تآكل؛ أي أكسدة للحديد فإنه ينتج تفاعل كهروكيميائي.
يجب أن نتجنب وجود وصلة عازلة وهي عبارة عن وصلة من مادة عازلة كهربائيا بين جزئين من الخط الموصل للكهرباء، حيث أنها تمنع استمرار وتتابع التوصيل الكهربائي بينهما.
وفي حال تم تزويد هذا الحديد بإلكترونات إضافية فإنه لا يتآكل؛ أي أنه تتم حمايته، وهذه العملية (ضخ الإلكترونات للحديد) تتم من خلال طريقتين؛ والطريقة الأولى هي استعمال مصدر مولد للطاقة الكهربائية، بحيث يصدر تيار كهربائي، والطريقة الأخرى هي استعمال معدن أكثر آنوديا من معدن الحديد مثل معدن الماغنيسيوم.
فعلى سبيل المثال تم استخدام طريقة الحماية الكاثودية من أجل حماية منشأة الصلب التي تكون مدفونة تحت الأرض، ففي هذه الحالة فإن عمود المغنيسيوم هو الذي يصبح آنود ويضخ الإلكترونات ويتآكل بدل منشأة الصلب ومن خلال هذه الطريقة يتم حمايتها من التآكل.
