تآكل الغلاف الجوي: ماهيته وكيفية التخفيف من حدته

منذ بداية الجنس البشري، حارب البشر منذ بداية البشرية طرق الطبيعة الأم المدمرة. إحدى هذه العوائق الحديثة هي اختزال الأكسجين في الأجسام المعدنية، وتحديداً المباني المعدنية والأدوات والأنظمة الكهربائية. تُعرف هذه المشكلة بشكل أكثر شيوعًا باسم التآكل. وعندما لا تتم معالجتها، يمكن أن تهدد السلامة الهيكلية لمشروع البناء وصحة وسلامة الأفراد الآخرين.

نحن في درييم للهندسة نريد أن نضمن حصول شركتك على الحماية التي تحتاجها من تأثير اختزال الأكسجين والتآكل. تابع القراءة لمعرفة المزيد عن التآكل في الغلاف الجوي وماهيته وكيفية التخفيف من آثاره بفعالية. بالإضافة إلى ذلك، اكتشف خدمات الحماية الكاثودية التي نقدمها والتي تقلل من آثار التآكل بشكل أكبر.

أساسيات التآكل في الغلاف الجوي

قبل أن نتعمق في تخفيف هذه المشكلة الخطرة، من المهم فهم أساسيات التآكل. يؤثر التآكل تقريباً على أي مادة أو مادة يتفاعل معها. يحدث الشكل الأكثر وضوحًا للاختزال (أكسدة المعادن) عندما تتعرض الموارد المعدنية للأكسجين، مما يؤدي إلى نمو أكسيد المعادن (الصدأ) على السطح. في الجوهر، لا يوجد شيء في مأمن من التفاعلات الكيميائية التي تسببها الطبيعة الأم، مما يجعل التآكل الهيكلي شائعًا جدًا بالنسبة للعديد من الشركات.

هناك العديد من أشكال التآكل التي تؤثر على المواد والمعدات المختلفة. الرطوبة المحتبسة بين التلامسات الكهربائية تسبب التآكل الإلكتروليتي وتؤثر على المعدات الكهربائية، بينما يشير التآكل الجلفاني إلى الاختزال والأكسدة بين أنواع مختلفة من المعادن الملامسة. ومع ذلك، نحن هنا للتركيز على الغلاف الجوي التآكل، والذي ربما يكون الأكثر إشكالية بالنسبة للأعمال التجارية. التآكل في الغلاف الجوي هو عملية كهروكيميائية تعتمد على الشوارد الموجودة في الرطوبة، وتحديدًا في المناخات الرطبة. عندما تتجاوز الرطوبة النسبية في الغلاف الجوي الرطوبة النسبية على سطح المعادن، يحدث التآكل في الغلاف الجوي.

لكن هذا التعريف يبدو مشابهًا لأشكال أخرى من التآكل، وإن كان أكثر تقنية، فما الذي يجعل هذه المشكلة بارزة وخطيرة ومكلفة للغاية؟ بما أن الهواء يتسبب في تدهور الغلاف الجوي، فإن الملوثات داخل الغلاف الجوي أيضاً تلف الهياكل المعدنية. هذا التلف يجعل التآكل في الغلاف الجوي متدرجًا وفعالًا وموجودًا في التآكل الرطب والرطب والجاف.

التاريخ والخلفية

ولسوء الحظ، حارب المجتمع آفة التآكل منذ مشاريع البناء الأولى التي تستخدم الحديد. فقبل استخدام الحديد، كانت معظم الموارد المعدنية قبل استخدام الحديد في حالتها الأصلية أو في حالاتها الأولية، مما يقلل من عملية التآكل الطبيعي. وبما أن الحديد في حالته المركبة، فهو أكثر تآكلاً بطبيعته. وعلى هذا النحو، تآكلت العديد من الهياكل والعناصر الحديدية المبكرة بسبب التعرض للعوامل الجوية. وحتى مع ذلك، كان التآكل في الغلاف الجوي أقل حدة بشكل ملحوظ قبل اختراع وقود الفحم وإدخال التلوث العالمي على نطاق واسع. كانت انبعاثات الكربون حافزًا كبيرًا لزيادة تآكل الغلاف الجوي، لكننا لم نكن نعرف ذلك في ذلك الوقت.

لم يدرك البشر أن هذه العملية كانت نتيجة تفاعلات كهروكيميائية مجهرية حتى عام 1819. وقد نُشرت النظرية دون الكشف عن هويتها في ورقة بحثية فرنسية ودعمها الفيزيائي السويسري أوجست دي لا ريف في عام 1830. ويعد هذا الاكتشاف حيويًا لأنه سلط الضوء على التفاعلات بين الأحماض والمعادن. في عالم ما بعد الفحم، أصبح التآكل في الغلاف الجوي أكثر خطورة، وذلك بفضل ارتفاع نسبة الحموضة في الغلاف الجوي، خاصة في البيئات الرطبة. ولحسن الحظ، يمتلك المجتمع العديد من الطرق الوقائية للتدهور الهيكلي مثل التآكل الجوي.

استخدمت الحضارات المبكرة منذ عام 412 قبل الميلاد الدهانات والطلاءات المضادة للحشف للحفاظ على مخطوطات البردي والوثائق. استُخدمت الدهانات المضادة للحشف، التي غالبًا ما كانت تتكون من زيت السلسلة والزرنيخ والكبريت، في تطبيقات واسعة الانتشار عبر التاريخ البشري - فقد عززت السفن الحربية القديمة هياكلها الخشبية بهذا المزيج لإبطاء نمو الكائنات الحية ومنع تلفها بسبب الملح. نحن لا يزال تستخدم الدهانات المضادة للحشف اليوم لحماية القوارب التجارية والترفيهية. وتشمل الاختراعات الأخرى المضادة للتآكل الطلاءات المضادة للتآكل، والتي تم اختراعها في عام 1945 من قبل أمريكي يدعى دانيال جوستين. كانت هذه الدهانات الخاصة صديقة للبيئة وسهلة التطبيق ومضادة للتآكل للغاية. وكما هو الحال مع الدهانات المضادة للحشف، فإننا نستخدم عادةً الطلاء بالمساحيق في مختلف التطبيقات في مجتمع اليوم. ومع ذلك، عندما يتعلق الأمر بمنع التآكل في الغلاف الجوي في الهياكل والمعدات الكهربائية، فإن الحماية الكاثودية والأنودية هي الأفضل.

تخفيف التآكل في الغلاف الجوي: الحماية الكاثودية والأنودية

تُعد الحماية الكاثودية والأنودية طريقة مجربة وحقيقية، حيث تحافظ الحماية الكاثودية والأنودية بشكل فعال على الأجسام المعدنية من تأثير التآكل الجوي. تستفيد الحماية الكاثودية من مناطق الأكسدة والاختزال الطبيعية الموجودة عبر السطح عند التفاعل مع الرطوبة أو الماء (الإلكتروليتات) عن طريق إنشاء طبقة واقية أقل نبلاً من المعدن. ويصبح هذا الطلاء المعدني، وغالباً ما يكون من الزنك، أنوداً عندما يتلامس مع الشوارد. الجسم المعدني تحت يتلقى الطلاء حماية أفضل من هذا التفاعل الكاثودي، مما يؤدي إلى منتج أكثر متانة.

تطبق الهياكل المعدنية المغمورة مصادر خارجية للإلكترونات، مثل التيارات المنبهرة، لتحقيق الحماية الكاثودية المناسبة بنجاح. أما الحماية الأنودية فهي شكل أقل شيوعًا من أشكال الوقاية من التآكل، وهي مثالية للهياكل المعرضة لكميات كبيرة من حمض الفوسفوريك. يقوم التيار الأنودي بتحييد المعدن في منطقة سلبية، مما يخلق طبقة تخميل من الغشاء الذي يزيل التفاعلات الأنودية. ومع ذلك، تتطلب البيئات الأكثر تآكلًا فقط هذه الطبقات من الأغشية.

ضمان الحماية الكاثودية المناسبة

من المحتمل أن تكون هياكلك المعدنية ومعداتك الكهربائية تستخدم الحماية الكاثودية. ورغم فعاليتها، فإن طريقة الوقاية من التآكل هذه ليست مضمونة. في الواقع، تتطلب العديد من الشركات اختبار الحماية الكاثودية الخدمات لضمان سلامة هياكلها من الأكسدة والاختزال.

تتطلب معظم الولايات إجراء فحوصات سنوية ثلاثية للحماية الكاثودية يقوم بها محققون معتمدون من طرف ثالث. وعلى وجه التحديد، يضمن هؤلاء الأفراد أن نظام خزانات المياه المستعملة الخاص بك لديه ضمانات مناسبة لمنع التآكل والمشاكل الأخرى المتعلقة بالغلاف الجوي. ويمكنك إجراء تعديلات وتصحيحات على الحماية الكاثودية من خلال العمل مع هؤلاء المتخصصين، مما يعود بالنفع على رفاهية الآخرين ونجاح عملك.

ومع ذلك، قد تحتاج إلى خدمات بشكل أكثر تواتراً عند ظهور علامات الانخفاض. على سبيل المثال، من الضروري أن تسعى للحصول على المساعدة إذا لاحظت وجود تأكسد وتدهور في الهياكل المعدنية الخاصة بك. غالباً ما يكون من السهل اكتشاف هذه المشكلات حيث يظهر التآكل على شكل بقع صدأ واضحة وتغير لون السطح. علاوةً على ذلك، فكّر في استشارة طرف ثالث للحصول على تقنيات حماية أفضل لهياكلك إذا استمرت التفاعلات الكاثودية. قد تحتاج إلى حماية أنوديك وغيرها من التدابير، مثل الطلاء بالمسحوق وغيره.

يعد فهم التآكل الجوي وماهيته وكيفية التخفيف من حدته أمرًا ضروريًا عند إدارة المبنى وحماية الأشخاص والشركات بداخله. نحن في درييم الهندسية نفخر بتقديم خدمات اختبار الحماية الكاثودية لضمان سلامة منشآتك ومعداتك وعملها. اتصل بفريقنا الودود اليوم للحصول على معلومات إضافية عن الخدمات المتنوعة التي نقدمها أو إذا كانت لديك أي مخاوف تتعلق بمكافحة التآكل.