تاكل الفلزات التاسع (ج) 9 الزعيم

تاكل الفلزات

يعرف التآكل بأنه انهيار المنشآت الفلزية كنتيجة لتفاعلها مع الجو المحيط.
إن الفلزات تستخدم في الحضارة الحديثة لتصنيع العديد من الأشياء سواء كانت صغيرة مثل شفرة الحلاقة مثلا أو كانت كبيرة مثل الأنابيب والهياكل وغيرها.
إن التآكل من العوامل بالغة الأهمية في الصناعات الكيماوية ، حيث أنه السبب الرئيسي للكثير من المتاعب التي تجابه عمليات التشغيل في خطوط الإنتاج لتلك الصناعات وهو غالبا المسؤول عن الأعطال وتوقف الإنتاج ، ولكن التآكل ليس لغزا غير مفهوم حيث أن للتآكل شواهد لا تغيب عن بصر أحد فلا يطالعنا يوم دون أن نراه يستشري في المنشآت الفلزية بجد ونشاط . ويجب أن يكون معلوما أن التآكل هي عملية تلقائية طبيعية يتم فيها إعادة الفلزات من صورتها الانتقالية الحرة إلى صورها الثابتة
( الاتحادية ، والتي كانت متواجدة عليها أصلا في الطبيعة قبل استخلاصها) ، أي أن ألتآكل هو الطريق الذي تستعيد به الطبيعة ما اغتصبه منها الإنسان من فلزات كذلك يكون من الواضح أنه ليس من العملي محاولة إيقاف التآكل بصفة نهائية ، وأن دور كل المتصدين لعملية التآكل يتلخص في محاولة الحد من معدل وقوعه.
الموضوع
عادة يفضل دراسة هذه الإجراءات وتلك السبل في مرحلة التصميم وقبل بداية مرحلة التشييد وعلى الرغم من ذلك فإن مشكلة التآكل سوف تظهر من جديد عندما يبدأ خط الإنتاج في مرحلة التشغيل وعلى ذلك فإن كل مهتم بالتآكل لا بد أن تكون لديه من المعلومات الأساسية ما يمكنه من ملاحظة كيفية حدوثه وكيف يمكن قياس معدل وقوعه والأجهزة اللازمة لذلك وطرق فحص العينات.
ولعل من الواجب الآن إعادة التأكيد مرة أخرى على أن كافة الفلزات والسبائك معرضة لعملية التآكل ولا توجد مادة بعينها تكون مناسبة لكافة التطبيقات والاستخدامات وفي منأى عن التآكل ، فعلى سبيل المثال فلز الذهب والمعروف بمقاومته المتميزة للتآكل الجوي نجد أنه سريع التآكل والذوبان إذا ما تلامس مع الزئبق عند درجات الحرارة الاعتيادية. وعلى العكس من ذلك نجد أن فلز الحديد لا يتأثر بفعل الزئبق ولكنه سرعان ما يصدأ في الهواء الجوي ولكن ولحسن الحظ يوجد عادة العديد من الفلزات والسبائك الفلزية التي تستطيع أن تؤدي عملها بنجاح في أوساط محددة.
أيضا فإن هناك العديد من الطرق المتوفرة والمعروفة الآن والتي يمكن بواسطتها السيطرة على التآكل وتقليص حجم المشكلة وسوف نشرح بعضها في هذه الحلقة العلمية.

أهم المساوئ الاقتصادية لعملية التآكل:

1- ضرورة استبدال الوحدات والمعدات المتآكلة بأخرى سليمة، وما يصاحب ذاك من فقد العديد من ساعات الإنتاج إضافة إلى
تكاليف الاستبدال.
2- فرط التصميم أي استخدام مزيد من مواد الإنشاء والتشييد عما هو مطلوب لتحمل الإجهادات الميكانيكية ، تحسبًا من
عملية التآكل وما يتبع ذلك من زيادة في كمية مواد الإنشاء والتشييد مما يؤدي إلى ارتفاع تكاليف الأجهزة والوحدات
كما يتطلب ذلك إقامة أساسات خاصة كي تتحمل هذه الوحدات الثقيلة وهذه بدورها تكون عالية التكاليف.
3- ضرورة تطبيق الصيانة الدورية وهذا يتطلب تكاليف مستمرة.
4- إيقاف الوحدات الصناعية بصفة دورية لإجراء الصيانات عليها.
5- تداخل نواتج عملية التآكل مع المنتج الرئيسي مما يؤدي إلى نقص في قيمة المنتج النهائي.
6- تعرض الوحدات المجاورة للدمار نتيجة انهيار الوحدات المتآكلة.

أما المساوئ الاجتماعية فنلخصها فيما يلي:

1- إن الانهيار المفاجئ للوحدات الصناعية والمنشآت بفعل التآكل قد يتسبب في اشتعال النيران وحدوث الحرائق ووقوع الإنفجارات وإطلاق الأبخرة والمواد السامة مما قد يؤدي إلى وقوع العديد من الإصابات والوفيات.
2- إن تسرب المنتجات من الوحدات المتآكلة يؤدي إلى تلوث البيئة وتعرض الصحة العامة للخطر.
3- إن إعادة بناء وتشييد وحدات جديدة بدلا من المتآكلة يستوجب استنفاذ المصادر الطبيعية لهذه الفلزات كما يتطلب
استهلاك كميات كبيرة من الوقود لتصليح هذه الوحدات.

"نلاحظ أن كل المساوئ الاجتماعية التي ذكرناها لها انعكاسات اقتصادية أيضًا"

لنتعرف الآن على صور التآكل:

يحدث التآكل في صور عديدة ومختلفة وتنقسم هذه الصور كما يلي:
1- حسب طبيعة وسط التآكل : حيث ينقسم التآكل في هذه الحالة إلى مبتل وجاف. وحسب التسمية فإنه من الضروري
تواجد سوائل أو رطوبة لكي يحدث التآكل الرطب بينما لا يستوجب الجاف ذلك وعادة يحدث التآكل الجاف عند درجات
الحرارة العالية أي بين الفلزات والغازات كما يحدث في بعض المداخن.
2- حسب ميكانيكية عملية التفاعل: أي حسب المسلك الذي تسلكه عملية التآكل وبهذا الخصوص ينقسم التآكل إلى تآكل
كيميائي وإلى تآكل كهروكيميائي.
3- حسب المظهر للفلز المتآكل: وفي هذه الحالة يتم تقسيم التآكل إلى تآكل متجانس يحدث عند السطح المتآكل كله وتآكل
موضعي أو مركز وفي هذه الحالة يتركز في مساحات محددة.

إن التقسيم الأخير أي حسب المظهر سوف يكون أكثر فائدة في تعرفنا على أساسيات التآكل ولذلك سوف نستخدم هذا التصنيف للتعرف على أساسيات التآكل. ولكن يجب علينا التمييز بين نوعين من التآكل الموضعي أحدهما يسمى بالتآكل الماكروسكوبي حيث يمكن رؤية أثر التآكل الموضعي بالعين المجردة بينما الآخر يسمى بالتآكل الميكروسكوبي والذي لا يمكن رؤية آثاره الا بالمجهر ومن أنواعه التآكل بين الحبيبات والتآكل التشققي الإجهادي. أما بالنسبة للتآكل الماكروسكوبي والذي يرى بالعين المجردة فمن أنواعه:

1- التآكل الجلفاني 2- التآكل البري 3- التآكل التشققي
4- التآكل التنقري 5- التآكل التقشري 6- تآكل النض الاختياري

سوف أكتفي في هذا التقرير بتعريف التآكل التنقري:

يقصد بتآكل التنقر بأنه تكون نقر عميقة على سطح غير متآكل ويمكن لهذه النقر أن تتخذ أشكالا عدة حيث يكون شكل النقر هو السبب الأساسي المسؤول عن استمرار نموها. وللحد من تآكل النقر فإن السطح يجب أن يكون متجانسا ونظيفا باستمرار. فعلى سبيل المثال فإن السطح الفلزي النقي والمتجانس والمصقول جيدا يكون أكثر مقاومة لهذا النوع من التآكل عن ذلك السطح الذي يحتوي على بعض العيوب أو يكون خشنا وعادة ما تكون عملية تكون النقر بطيئة حيث تتطلب عدة شهور حتى يمكن رؤيتها ، لكنها دائما ما تسبب الانهيارات الفلزية دون سابق إنذار .

حيث أن الحجم الصغير للنقرة وكمية الفلز الصغيرة التي يجب إذابتها حتى تتكون يجعل من العسير اكتشاف هذا النوع من التآكل في مراحله الأولى ويعد اختبار مواد الإنشاء والتشييد والتصميم بحيث تبقى السطوح دائما نظيفة من أحسن الطرق وأكثرها أمانا لتجنب هذا النوع من التآكل.

لنتعرف الآن على طرق السيطرة على التآكل :

أولا: السيطرة على العمليات الإنتاجية للحد من التآكل: حيث يمكن تحقيق الكثير من التوفير في تكاليف الإنتاج عن طريق تقليص
معدل حدوث التآكل الذي يحدث نتيجة لفعل الكيماويات وتغير الخواص الطبيعية للمتغيرات والظروف الموجودة داخل
الخط الإنتاجي

وهنالك أربع طرق مختلفة للتغلب على التآكل وهي:-

1- السيطرة على المتغيرات الخاصة بالعملية الإنتاجية.
2- التصميم الهندسي الجيد.
3- تطبيق الحمايات في مجابهة التآكل.
4- الأختبار الجيد لمواد الأنشاء والتشييد.
"ويمكن استخدام كل هذه الطرق في آن واحد في المصانع الكيماوية"

ثانيا: التصدي للتآكل بالتصميم الهندسي الجيد: حيث أن الكثير من كلفة التشغيل يمكن توفيرها في المصانع الكيماوية بصفة خاصة
بالتصدي للتآكل خلال خطوة تصميم خطوط الإنتاج والوحدات الصناعية وقبل خطوة التشييد والتنفيذ.

ثالثا: التصدي للتآكل بالحمايات الكاثودية والآنودية:

الحماية الكاثودية والحماية الآنودية طرق للتخلص أو تقليص معدل التآكل للمنشآت الفلزية وهي بالتالي تحد من تكاليف الصيانة والاستبدال وتسمح كذلك باستخدام مواد أرخص للإنشاء والتشييد. فمن المعروف أنه عندما يتآكل فلز يمر تيار كهربائي بين المساحات الآنودية والمساحات الكاثودية المتواجدة على سطح الفلز ، وأنه كلما زادت قيمة هذا التيار كلما زاد معدل التآكل. فإذا استخدمنا دائرة كهربائية خارجية فإنه يمكننا فرض تيار إضافي على الفلز ، ومن ثم نتمكن من تغيير السيطرة على معدل التآكل الخاص به. ونحن نستطيع أن نطبق تيار معاكس لإيقاف التآكل تماما ( كما هو الحال في الحماية الكاثودية).
أو كما هو الحال في بعض الحالات فإننا يمكن أن نضبط من جهد الفلز المتآكل بحيث يبقى الفلز معرضا للتآكل ولكن بمعدل أقل لأنه يكون على هذه الصورة سلبيا ( كما هو الحال في الحماية الآنودية).
وكلا الطريقتين شائعتين تماما في التطبيقات التجارية والصناعية كطرق ناجحة للحماية من التآكل.
رابعا: التصدي للتآكل الفلزي بالتغطيات:

إن التغطيات الفلزية والغير عضوية هي من التغطيات الشائعة للسيطرة على التآكل ويتوقف اختيار نوع التغطية على كل من الوسط الآكل وطريقة التطبيق ونوع الفلز المراد تغطيته إضافة إلى نوع الترابط بين الفلز المغطى والتغطية نفسها.

إن التغطيات هي أكثر الطرق المستخدمة شيوعا للتصدي لعملية التآكل الفلزي حيث يتلخص عمل التغطيات في الحد من عملية التآكل الفلزي في أنها تقوم بعزل الفلز عن وسط التآكل كليًا أو أنها تؤخر حدوث التفاعل بين كل من الفلز المراد تغطيته والوسط الآكل. وحاليا توجد المئات من

أنواع التغطيات والكثير منها عبارة عن خلائط من مكونات مختلفة وبنسب مختلفة لتحقيق خصائص معينة وتباع تحت أسماء تجارية مختلفة أيضا. وتصنف التغطيات إلى ثلاثة أنواع مختلفة على النحو التالي:

1- التغطيات الفلزية : ومن أشهرها الرش الفلزي ، التكسية ، الطلاء الكهروكيميائي
2- التغطيات غير العضوية : حيث يتم تغطية الفلزات بطبقة من الخزف أو الزجاج عن طريق صهرها على سطوح الفلزات
بقصد حمايتها من التآكل.
3- التغطيات العضوية.

الخاتمة والتوصيات:

وأخيرا يمكن التصدي للتآكل بالاختيار الجيد لمواد الإنشاء والتشييد: حيث أنه من وجهة النظر الفنية البحتة فإن مشكلة التآكل تكمن في استخدام مواد للإنشاء والتشييد أكثر مقاومة له. وفي كثير من الأحيان يعد هذا الاتجاه بديل اقتصادي عن استخدام مواد أقل مقاومة للتآكل مع تطبيق طرق الحماية المختلفة له. ونلاحط أن تآكل المعادن يسبب خسائر جسيمة في الاقتصاد العالمي تقدر بالمليارات سنويًا، إذ يدمر كمية ضخمة من المنشآت والمعدات و الآليات المعدنية ، لذلك يجب التصدي للتآكل بالطرق التي تم ذكرها سابقا

المصادر والمراجع:

1- تآكل الفلزات في المشاريع الصناعية – د. مدحت جاد الله - منشورات جامعة عين شمس 1999 العدد الرابع من مجلة الجامعة والمجتمع.
2- تآكل المعادن بين الأمس واليوم - د عبد الله شاهين - (جامعة القاهرة 2003)
3- كيف نحمي منشآتنا الصناعية - أ/ مفلح الجبوري - دار الدستور الأردنية للنشر والطبع. 2001
4- المبسط في الكيمياء - عدنان مرتضى الخرسان - دار ومكتبة الهلال، سنة النشر: 2002

ارجو ان ينال الموضوع اعجابكم

مع تحيات ABO_ADWAN

التاسع (ج)

thanks kteeeeeeeeeer sa3eeeeed

» فلاتر المياه (((((((((((((((التاسع جججججججججججججج))))))))))))))))))99