المشكلات الناتجة عن التآكل في بيئة صناعية

هناك العديد من أنواع التآكل التي تؤثر على صناعات متعددة. للتآكل آثار سلبية على الشركات والبيئة والأشخاص. على الرغم من أنك قد تكون واثقًا من بنيتك التحتية، أو ربما تعتبرها أمرًا مفروغًا منه بعض الشيء، إلا أن التآكل يمكن أن يحدث لأي بنية تحتية. إن البقاء على دراية بالمشكلات التي تنتج عن التآكل في مجال عملك أمر حيوي للحفاظ على صحة وسلامة عملك والبيئة والأشخاص الذين يعيشون بالقرب منك.

أنواع التآكل

يحدث التآكل عندما يتدهور المعدن بسبب تفاعل المعدن مع بيئته. تختلف أنواع التآكل وسلوكياته باختلاف المعدن المحدد وتكوين الهيكل والتركيب الفريد للبيئة. نقدم لمحة موجزة عن بعض أنواع التآكل الشائعة:

التآكل المنتظم

ربما يكون هذا هو أكثر أنواع التآكل شيوعاً. لقد رأينا جميعاً صدأ الصلب والحديد بمرور الوقت. وعادةً ما يتسبب التفاعل الكيميائي أو الكهروكيميائي في حدوث تآكل منتظم، وسيؤدي إلى تدهور السطح المكشوف للمادة بالكامل. وبما أنه شائع للغاية، فهو أحد أكثر أنواع التآكل التي يمكن التنبؤ بها والتحكم بها والوقاية منها. ومع ذلك، هذا صحيح فقط إذا قمت بمراقبة المشكلة وفحصها بعناية والاهتمام بها على الفور عندما تظهر لأول مرة. هذا هو السبب في أن هذا النوع من التآكل يعتبر أكثر أمانًا بشكل عام من غيره؛ على الرغم من أن هذا التآكل لا يُعفى من المشاكل الاقتصادية مثل تكاليف الإصلاح.

التآكل الموضعي

عادةً ما يكون التآكل الموضعي أقل شيوعًا أو يمكن اكتشافه من التآكل المنتظم، ولكنه قد يكون أكثر إشكالية. فهو يؤثر على مناطق أصغر، لذلك غالبًا ما يمر دون أن يلاحظه أحد حتى وقوع حدث كارثي، مثل حدوث عطل في النظام. يستهدف التآكل الموضعي موقعًا محددًا من المادة المعدنية. هناك العديد من الأنماط المختلفة للتآكل الموضعي. بعض الأنماط الأكثر شيوعًا من بينها هي:

التأليب

يحدث التنقر عندما تتشكل حفرة أو ثقب صغير في المعدن، ويمكن أن ينتج غالبًا عن تلف الطلاء الواقي أو إزالة تخميل المنطقة. ويتسبب ذلك في أن تصبح المنطقة أنودية، أو أكثر نشاطًا كهروكيميائيًا، بالنسبة لأجزاء أخرى من سطح المعدن. ويؤدي الاختلاف الناتج في حالات الطاقة في المناطق الأنودية والكاثودية إلى حدوث تفاعل موضعي يؤدي إلى تدهور المعدن الأنودي، وقد يؤدي ذلك إلى فشل تام في الهيكل نفسه.

تآكل الشقوق

يستهدف التآكل الشقوق أيضًا منطقة محددة وأصغر من الهيكل المعدني، لكنه غالبًا ما يوجد في البيئات الدقيقة أو بين جزأين متجاورين حيث يعزز تكوين التركيب تكوين بيئات ذات تركيبات كيميائية مختلفة. وتُعرف هذه الحالات بخلايا التركيز التفاضلي، وعادةً ما تنتج هذه الحالات عن تكوين ظروف حمضية واستنفاد الأكسجين داخل الشق.

التآكل الخيطي

يحدث التآكل الخيطي أو التآكل تحت الغشاء عندما يخترق الماء طبقة رقيقة من الطلاء على الهيكل المعدني. ويبدأ هذا التآكل بفتحات صغيرة في الطلاء - بسبب الاستخدام المعتاد من بين عوامل أخرى - وينتشر على طول الهيكل، ويفصل الطلاء عن المعدن مما يؤدي إلى ظروف مشابهة لظروف التآكل الشقوق.

وعموماً، يصعب اكتشاف التآكل الموضعي ويعمل جنباً إلى جنب مع الإجهاد وعوامل أخرى لتعريض الهيكل لخطر الاستنزاف أو الفشل.

التشقق الناتج عن التآكل الإجهادي

يعد التشقق الناتج عن التآكل الإجهادي نوعًا ضارًا وخطيرًا للغاية من التآكل. وغالبًا ما يؤدي إلى إتلاف الأجزاء والهياكل إلى درجة لا يمكن إصلاحها، ويؤدي إلى زيادة التكاليف بشكل كبير والحاجة إلى استبدال المعدات بمعدل أعلى بكثير. هناك العديد من الظروف والإجراءات التي يمكن أن تؤدي إلى التآكل الإجهادي. يمكن أن تكون بعض الأسباب مرتبطة بالعمل مع المادة المعدنية أثناء اللحام أو التسخين أو التبريد. ويمكن أن ينتج أيضًا عن الإجهاد النشط أو الإرهاق إذا تعرضت لبيئة عدوانية و/أو تعرضت لظروف شديدة.

التآكل الجلفاني

التآكل الجلفاني هو نوع شائع آخر من التآكل. عندما يكون هناك معدنان في مستويات طاقة كهروكيميائية مختلفة ويرتبطان بمسار موصل، يحدث التآكل الجلفاني. ويحدث هذا النوع من التآكل عادةً عند استخدام فلزات غير متشابهة كجزء من نفس الهيكل. يعمل الاختلاف في مستويات الطاقة بين الفلزات غير المتشابهة كقوة دافعة لتفاعل التآكل. هناك ثلاثة شروط يجب توافرها لحدوث التآكل الجلفاني:

• يجب أن تتواجد المعادن غير المتشابهة كهروكيميائيًا لتشكل المناطق الأنودية والكاثودية.
• يجب أن يكون المعدنان متلامسين كهربائياً، مما يسمح بتبادل الإلكترونات. على سبيل المثال، خط خدمة نحاسي متصل بخط مياه رئيسي من حديد الدكتايل.
• يجب تعريض كلا الفلزين إلى إلكتروليت، مما يؤدي إلى تنشيط القوة الدافعة الكهربائية.

تآكل العامل الكاوية

يحدث التآكل بالعامل الكاوية عندما تتسبب مادة غير نقية أو ملوثة في تآكل المادة المعدنية. على سبيل المثال، لا تتسبب الغازات غير النقية عادةً في تآكل المعادن، ولكن عند تعرضها للرطوبة، فإنها غالبًا ما تشكل قطرات من المواد المسببة للتآكل. يمكن أن تتسبب المواد الصلبة غير النقية والسوائل أيضًا في تآكل العامل الكاوية.

يمكن تقسيم المشاكل الرئيسية الناتجة عن التآكل في البيئات الصناعية إلى فئتين: اقتصادية واجتماعية.

القضايا الاقتصادية

يمكن أن يؤدي التآكل إلى تعطل المواد أو الهياكل المعدنية الخاصة بك، إما جزئيًا بسبب النضوب أو كليًا. وينتج عن ذلك تكاليف إصلاح باهظة للغاية. إذا تدهورت معداتك أو بنيتك التحتية بشكل أسرع من المتوقع، فقد لا تكون قد خططت لتكاليف الإصلاح، أو الأسوأ من ذلك، تكاليف الاستبدال. وغالباً ما تضطر الشركات المتضررة من التكاليف الهائلة الناجمة عن المشاكل المتعلقة بالتآكل إلى تمرير هذه التكاليف الزائدة إلى المستهلكين في شكل أسعار وأسعار أعلى ومناطق خدمة أصغر بينما تقوم الشركة بإعادة الهيكلة والعمل على سداد التكاليف غير المتوقعة التي حدثت. بعض المشاكل الاقتصادية الشائعة الناجمة عن التآكل هي:

• تكلفة احتواء التسرب/التسرب وتنظيفه
• تكلفة استبدال المعدات/المواد/المباني
• تكاليف أعمال التآكل الوقائية
• انخفاض الكفاءة
• تلوث المنتج
• تقييد المواد القابلة للاستخدام
• تلف المعدات حول القطع والمواد المتآكلة
• إيقاف الإنتاج/التشغيل أثناء معالجة التآكل

هذه النقاط ليست سوى بعض المشاكل المكلفة التي تحيط بالتآكل الصناعي. تنفق العديد من الصناعات ملايين الدولارات سنويًا في التعامل مع الوقاية من التآكل وتقييمه وإيجاد الحلول له.

القضايا الاجتماعية

الصحة والسلامة واستنزاف الموارد الطبيعية كلها نتائج محتملة للتآكل. فيما يلي بعض المضاعفات الاجتماعية ومضاعفات السلامة المحتملة التي قد يسببها التآكل:

• إن التآكل الذي يسبب عطلًا مفاجئًا قد يؤدي إلى حرائق وانفجارات والتعرض للمواد السامة وفقدان الطاقة والانهيار الهيكلي. كل ذلك يمكن أن يضر بالأشخاص والبيئات ويعرض المناطق المحيطة القريبة من موقعك للخطر.
• ويسمح التلوث الناجم عن المعدات المستنفدة أو المتآكلة بخروج المنتجات الضارة. كما أن التآكل نفسه قد يسبب التلوث.
• يمكن أن تتآكل المعادن التي تتآكل، وكذلك أي وقود طبيعي مستخدم داخلها أو حولها، يمكن أن يستنفد أثناء عملية التآكل.
• قد تصبح المواد المعدنية الخاصة بك صدئة أو أقل أمانًا، مما يجعل عملك يبدو أقل سلامة من الناحية الهيكلية وغير موثوق به.

إذا كنت ترغب في منع أو معالجة مشكلة التآكل في موقعك الصناعي، اتصل بخبيرنا استشاريو هندسة التآكل. Dreiym Engineering هي شركة هندسة تآكل محترفة ويمكنها مساعدتك في منع مشاكل التآكل أو التهديدات التي قد تواجهها وإصلاحها وإيجاد حلول لها.