اقرأ في هذا المقال
ماذا يعني تآكل حديد التسليح؟
التآكل: هو عملية تدهور المعدن بسبب تأثير المواد الكيميائية أو المواد الضارة الكهربية الموجودة في الغلاف الجوي المحيط. بحيث يُعد التآكل مشكلة رئيسية خاصة في صناعةالبناء حيث تستخدم المعادن المختلفة للأغراضالهيكلية. كما أنه سيتم شرح الأنواع المختلفة من التآكل في هذه المقالة.
يؤثر التآكل على الأصول المعدنية عبر الصناعات، ممّا يتسبب في أضرار بمليارات الدولارات على مستوى العالم كل عام. إنّها مشكلة يمكن منعها ويمكن حلها جزئيًا من خلال فهم الأنواع المختلفة من التآكل التي يمكن أن تهاجم الأصول الهامة.
تعتمد طريقة تآكل المعدن على كيفية تصميمه وكيفية معالجته أثناء التصنيع وبعده وما إذا كان قد تم تطبيق الطلاءات الواقية وما يحدث من اهتراء وتمزق أثناء الخدمة والبيئة المحيطة التي يتم استخدامه أو تخزينه فيها.
التآكل مشكلة خطيرة ومكلفة للغاية. وبسبب ذلك، يمكن أن تنهار المباني والجسور وتتحطم خطوط أنابيب النفط وتتسرب المصانع الكيماوية وتفيض الحمامات. كما يمكن أن تسبب التلامسات الكهربائية المتآكلة حرائق ومشاكل أخرى وقد تسبب تلوث الهواء في أضرار تآكل للأعمال الفنية في جميع أنحاء العالم. حيث أنه يهدد التآكل التخلص الآمن من النفايات المشعة التي يجب تخزينها في حاويات لعشرات الآلاف من السنين.
أنواع تآكل حديد التسليح الشائعة:
فيما يلي سيتم ذكر الأنواع المختلفة من التآكل الذي يحدث عادة في المعادن.
1- تآكل الهجوم العام لحديد التسليح:
يُعرف أيضًا باسم التآكل الهجومي الموحد، التآكل الهجومي العام هو أكثر أنواع التآكل شيوعًا وينتج عن تفاعل كيميائي أو كهروكيميائي يؤدي إلى تدهور السطح المكشوف للمعدن بالكامل. وفي النهاية، يتدهور المعدن إلى حد الانهيار.
يمثل التآكل العام للهجوم أكبر قدر من تدمير المعادن عن طريق التآكل ولكنه يعتبر شكلاً آمنًا من أشكال التآكل، نظرًا لأنه يمكن التنبؤ به ويمكن التحكم فيه ويمكن الوقاية منه في كثير من الأحيان.
2- التآكل الموضعي لحديد التسليح:
التآكل الموضعي يصيب على وجه التحديد منطقة واحدة من الهيكل المعدني. بحيث يصنف التآكل الموضعي كواحد من ثلاثة أنواع:
1- التنقر في التآكل الموضعي لحديد التسليح:
ينتج التنقر عندما يتشكل ثقب صغير أو تجويف في المعدن، عادةً نتيجة لإلغاء التخميل في منطقة صغيرة. بحيث تصبح هذه المنطقة أنودية، بينما يصبح جزء من المعدن المتبقي كاثوديًا، ممّا ينتج عنه تفاعل جلفاني موضعي.
يؤدي تدهور هذه المنطقة الصغيرة إلى اختراق المعدن ويمكن أن يؤدي إلى الفشل. كما أنه غالبًا ما يصعب اكتشاف هذا النوع من التآكل نظرًا لحقيقة أنه عادةً ما يكون صغيرًا نسبيًا ويمكن تغطيته وإخفائه بواسطة المركبات الناتجة عن التآكل.
2- تآكل الشقوق في التآكل الموضعي لحديد التسليح:
على غرار التنقر، يحدث تآكل الشقوق في مكان معين. وغالبًا ما يرتبط هذا النوع من التآكل ببيئة دقيقة راكدة، مثل تلك الموجودة أسفل الجوانات والغسالات والمشابك. كما يمكن أن تؤدي الظروف الحمضية أو استنفاد الأكسجين في الشق إلى تآكل الشقوق.
3- التآكل الخيطي في التآكل الموضعي لحديد التسليح:
يحدث التآكل الخيطي تحت الأسطح المطلية أو المطلية عندما يخترق الماء الطلاء، ويبدأ التآكل الخيطي عند حدوث عيوب صغيرة في الطلاء وينتشر ليؤدي إلى ضعف هيكلي.
3- التآكل الجلفاني لحديد التسليح:
يحدث التآكل الجلفاني، أو التآكل المعدني غير المتماثل، عندما يوجد معدنان مختلفان معًا في إلكتروليت تآكل. يتشكل زوج كلفاني بين المعدنين، حيث يصبح أحدهما الأنود والآخر هو الكاثود. كما يتآكل الأنود، أو المعدن القرباني، ويتدهور بشكل أسرع ممّا يحدث لوحده، بينما يتدهور القطب السالب بشكل أبطأ ممّا كان سيتدهور.
يجب أن توجد ثلاثة شروط لِحدوث التآكل الجلفاني:
- يجب أن تكون المعادن غير المتشابهة كهربيًا موجودة.
- يجب أن تكون المعادن في اتصال كهربائي.
- يجب تعريض المعادن لإلكتروليت.
4- تآكل التكسير البيئي لحديد التسليح:
التكسير البيئي هو عملية تآكل يمكن أن تنتج عن مجموعة من الظروف البيئية التي تؤثر على المعدن. ويمكن أن تؤدي الظروف الكيميائية والمتعلقة بدرجة الحرارة والضغط إلى الأنواع التالية من التآكل البيئي:
- تكسير التآكل الناتج عن الإجهاد (SCC).
- التعب الناتج عن التآكل.
- التكسير الناجم عن الهيدروجين.
- التقصف المعدني السائل.
5- التآكل بمساعدة التدفق لحديد التسليح:
ينتج التآكل بمساعدة التدفق، أو التآكل المتسارع بالتدفق، عندما يتم إذابة طبقة واقية من الأكسيد على سطح معدني أو إزالتها بواسطة الرياح أو الماء، ممّا يعرض المعدن الأساسي لمزيد من التآكل والتدهور.
6- تآكل بين الخلايا الحبيبية لحديد التسليح:
التآكل الحبيبي هو هجوم كيميائي أو كهروكيميائي على حدود حبيبات المعدن. وغالبًا ما يحدث بسبب الشوائب في المعدن، والتي تميل إلى أن تكون موجودة في محتويات أعلى بالقرب من حدود الحبوب. كما أنه يمكن أن تكون هذه الحدود أكثر عرضة للتآكل من الجزء الأكبر من المعدن.
7- تآكل إزالة السبائك لحديد التسليح:
إزالة السبائك، أو الترشيح الانتقائي، هو التآكل الانتقائي لعنصر معين في السبيكة. حيث أن أكثر أنواع نزع السبائك شيوعًا هو إزالة الزنك من النحاس الأصفر غير المستقر. ونتيجة التآكل في مثل هذه الحالات هو نحاس متدهور ومسامي.
8- التآكل المقلق لحديد التسليح:
يحدث التآكل المزعج نتيجة التآكل المتكرّر أو الوزن أو الاهتزاز على سطح خشن غير مستوٍ. كما يحدث التآكل، الذي ينتج عنه حفر وأخاديد على السطح. وغالبًا ما يوجد التآكل المزعج في آلات الدوران والتأثير ، والتجمعات والمحامل المثبتة بمسامير، بالإضافة إلى الأسطح المعرضة للاهتزاز أثناء النقل.
9- تآكل درجات الحرارة العالية لحديد التسليح:
يمكن للوقود المستخدم في التوربينات الغازية ومحركات الديزل والآلات الأخرى التي تحتوي على الفاناديوم أو الكبريتات أن تشكل، أثناء الاحتراق، مركّبات ذات نقطة انصهار منخفضة. وهذه المركّبات شديدة التآكل تجاه السبائك المعدنية المقاومة عادةً لدرجات الحرارة العالية والتآكل، بما في ذلك الفولاذ المقاوم للصدأ.
يمكن أيضًا أن يكون التآكل بسبب درجات الحرارة العالية ناتجًا عن الأكسدة ذات درجة الحرارة العالية والكبريت والكربنة.
أسباب التآكل حديد التسليح:
يحدث أكثر أنواع تآكل الحديد شيوعًا عند تعرضه للأكسجين ووجود الماء، ممّا ينتج عنه أكسيد الحديد الأحمر المعروف باسم الصدأ. ويمكن أن يؤثر الصدأ أيضًا على سبائك الحديد مثل الفولاذ.
يمكن أن يحدث صدأ الحديد أيضًا عندما يتفاعل الحديد مع الكلوريد في بيئة محرومة من الأكسجين، بينما الصدأ الأخضر، وهو نوع آخر من التآكل، يمكن أن يتشكل مباشرة من الحديد المعدني أو هيدروكسيد الحديد.
يتآكل المعدن عندما يتفاعل مع مادة أخرى مثل الأكسجين أو الهيدروجين أو التيار الكهربائي أو حتى الأوساخ والبكتيريا. كما يمكن أن يحدث التآكل أيضًا عندما توضع معادن مثل الفولاذ تحت ضغط شديد ممّا يؤدي إلى تكسير المادة.
