כיצד למנוע מתכת להחליד?

מכיוון שכל כך הרבה סוגים שונים של מתכת נמצאים בשימוש כיום, בונים ויצרנים צריכים להגן מפני סוגים רבים של קורוזיה. לכל מתכת יש תכונות אלקטרוכימיות ייחודיות משלה אשר קובעות לאילו סוגים של קורוזיה (אם בכלל) המתכת חשופה להם. הטבלה שלהלן מפרטת מבחר של מתכות נפוצות וסוגי הקורוזיה שהם יכולים לעבור.

* שים לב כי העמודה "פעילות גלוונית" מתייחסת לפעילות הכימית היחסית של המתכת כמתואר בטבלאות סדרות גלווניות ממקורות ייחוס. למטרות טבלה זו, ככל שפעילות הגלוונית של המתכת גבוהה יותר, כך היא תעבור קורוזיה גלוונית במהירות רבה יותר כאשר היא מתחברת למתכת פחות פעילה.

1. 1
   למנוע קורוזיה התקפה אחידה על ידי הגנה על משטח המתכת. קורוזיה תקיפה אחידה (לפעמים מקוצרת לקורוזיה "אחידה") היא סוג של קורוזיה המתרחשת, כראוי, בצורה אחידה על פני משטח מתכת חשוף. בסוג זה של קורוזיה, כל שטח המתכת מותקף מפני קורוזיה, ולכן הקורוזיה מתנהלת בקצב אחיד. לדוגמא, אם גג ברזל לא מוגן נחשף באופן קבוע לגשם, כל משטח הגג יבוא במגע עם אותה כמות מים בערך וכך יתקלקל בקצב אחיד. הדרך הקלה ביותר להגן מפני קורוזיה התקפה אחידה היא בדרך כלל לשים מחסום מגן בין המתכת לבין חומרי ההחלדה. זה יכול להיות מגוון רחב של דברים - צבע, איטום שמן, או פתרון אלקטרוכימי כמו ציפוי אבץ מגולוון.

   • במצבים תת קרקעיים או טבילה, הגנה קתודית היא גם בחירה טובה.
2. 2
   למנוע קורוזיה גלוונית על ידי עצירת זרימת יונים ממתכת אחת לאחרת. צורה אחת חשובה של קורוזיה שיכולה להתרחש ללא קשר לחוזק הפיזי של המתכות המעורבות היא קורוזיה גלוונית. קורוזיה גלוונית מתרחשת כאשר שתי מתכות בעלות פוטנציאל אלקטרודה שונה נמצאות במגע זו עם זו בנוכחות אלקטרוליט (כמו מים מלוחים) היוצר נתיב מוליך חשמלי בין השניים. כשזה קורה, יוני מתכת זורמים מהמתכת הפעילה יותר למתכת הפחות פעילה, מה שגורם למתכת הפעילה יותר להתאכל בקצב מואץ ולמתכת פחות פעילה להתאכל בקצב איטי יותר. מבחינה מעשית, פירוש הדבר כי קורוזיה תתפתח על המתכת הפעילה יותר בנקודת המגע בין שתי המתכות.

   • כל שיטת הגנה המונעת זרימת יונים בין המתכות עלולה לעצור קורוזיה גלוונית. מתן ציפוי מגן למתכות יכול לסייע במניעת אלקטרוליטים מהסביבה ליצור דרך מוליכה חשמלית בין שתי המתכות, בעוד שתהליכי הגנה אלקטרוכימיים כמו גלוון ואנדיזציה עובדים גם כן טוב. אפשר גם לסכל קורוזיה גלוונית על ידי בידוד חשמלי של אזורי המתכות שבאים במגע זה עם זה.
   • בנוסף, השימוש בהגנה קתודית או באנודה מקריבה יכול להגן על מתכות חשובות מפני קורוזיה גלוונית. ראה להלן למידע נוסף.
3. 3
   למנוע קורוזיה בורות על ידי הגנה על משטח המתכת, הימנעות ממקורות כלוריד סביבתיים, והימנעות מחריקות ושריטות. בורות הן סוג של קורוזיה המתרחשת בקנה מידה מיקרוסקופי אך יכולה להיות לה השלכות בקנה מידה גדול. בורות חוששות מאוד למתכות השואבות את עמידותן בפני קורוזיה משכבה דקה של תרכובות פסיביות על פני השטח שלהן, שכן צורה זו של קורוזיה עלולה להוביל לכשלים מבניים במצבים בהם שכבת המגן תמנע אותם בדרך כלל. בורות מתבצעות כאשר חלק קטן מהמתכת מאבד את שכבתו הפסיבית המגוננת. כאשר זה קורה, קורוזיה גלוונית מתרחשת בקנה מידה מיקרוסקופי, מה שמוביל להיווצרות חור זעיר במתכת. בתוך החור הזה, הסביבה המקומית הופכת חומצית מאוד, מה שמאיץ את התהליך. בדרך כלל מונעים את הבורות על ידי מריחת ציפוי מגן על משטח המתכת ו / או באמצעות הגנה קתודית.

   • ידוע כי חשיפה לסביבה עתירת כלורידים (כמו, למשל, מי מלח) מאיצה את תהליך הבור.
4. 4
   למנוע קורוזיה של סדק על ידי מזעור רווחים הדוקים בעיצוב האובייקט. קורוזיה של סדקים מתרחשת בחללים של אובייקט מתכת שבו הגישה לנוזל שמסביב (אוויר או נוזל) לקויה - למשל, מתחת לברגים, מתחת לדיסקיות, מתחת לסככות או בין מפרקי הציר. קורוזיה של סדק מתרחשת כאשר הפער ליד משטח מתכת רחב מספיק כדי לאפשר כניסת נוזלים אך צר מספיק כדי שהנוזל יתקשה לעזוב ויהיה עומד. הסביבה המקומית במרחבים הקטנים הללו הופך להיות קורוזיבי והמתכת מתחילה להתאכל בתהליך הדומה לקורוזיה בורות. מניעת קורוזיה של סדקים היא בדרך כלל סוגיה עיצובית. על ידי מזעור התרחשותם של פערים הדוקים בבניית אובייקט מתכת באמצעות סגירת פערים אלה או התרת זרימה, ניתן למזער את קורוזיית הסדקים.

   • קורוזיה של סדק מעוררת דאגה מיוחדת כאשר מתמודדים עם מתכות כמו אלומיניום בעלות שכבה חיצונית מגוננת, פסיבית, שכן מנגנון קורוזיית הסדק יכול לתרום לפירוק שכבה זו.
5. 5
   למנוע פיצוח קורוזיה במתח באמצעות מטענים בטוחים בלבד ו / או חישול. פיצוח קורוזיה מאמץ (SCC) הוא סוג נדיר של כשל מבני הקשור בקורוזיה שמדאיג במיוחד את המהנדסים המופקדים על מבני בנייה שנועדו לתמוך בעומסים חשובים. במקרה של SCC, מתכת נושאת עומס יוצרת סדקים ושברים מתחת לגבול העומס שצוין - במקרים חמורים, בשבריר מהגבול. בנוכחות יונים מאכלים, סדקים זעירים ומיקרוסקופיים במתכת הנגרמים ממתח מתיחה מעומס כבד מתפשטים כאשר היונים המאכלים מגיעים לקצה הסדק. זה גורם לסדק לצמוח בהדרגה ועלול לגרום לכשל מבני בסופו של דבר. SCC הוא מסוכן במיוחד מכיוון שהוא יכול להתרחש אפילו בנוכחות חומרים אשר באופן טבעי רק קורוזיביים מאוד למתכת. משמעות הדבר היא כי הקורוזיה המסוכנת מתרחשת בשאר חלקי הקורוזיה משטח מתכת נראה באופן שטחי לא מושפע.

   • מניעת SCC היא חלקית נושא עיצובי. לדוגמא, על ידי בחירה בחומר העמיד בפני SCC בסביבה בה המתכת תפעל והקפדה כי חומר המתכת נבדק כהלכה יכול לסייע במניעת SCC. בנוסף, תהליך חישול המתכת יכול לבטל מתחים שיוריים מייצורו.
   • ידוע כי SCC מחמיר על ידי טמפרטורות גבוהות ונוכחות נוזלים המכילים כלורידים מומסים.