تآكل المعادن وتآكلها: أسباب وطرق الحماية

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

غالبًا ما تحدث التأثيرات الخارجية الكيميائية والميكانيكية والكهربائية في بيئات تشغيل المنتجات المعدنية. نتيجة لذلك ، مع الصيانة غير الصحيحة لهذه العناصر ، بالإضافة إلى تجاهل معايير السلامة ، قد تكون هناك مخاطر حدوث تشوه وتلف في الهياكل والأجزاء. ويرجع ذلك إلى ظهور عمليات تآكل وتآكل المعادن ، والتي تساهم على المدى الطويل في التدمير الكامل لهيكل المنتج.

لماذا يظهر الصدأ

في تفاعل تآكل ، يتم إنشاء شروط التدمير الهيكلي للمنتجات المعدنية عن طريق ملامسة الوسائط الكيميائية والكهروكيميائية. في الحالة الأولى ، تتلامس المادة مع المنتجات النفطية والفحم والملح والمعادن الأخرى. التيار الكهربائي غير متورط في هذه الحالة. يمكن أن يكون وسيط التشغيل الرئيسي غازًا جافًا أو سائلًا غير موصل. الأصناف الخفيفة لها أكبر تأثير مدمر.المنتجات البترولية مثل الكيروسين والبنزين. على وجه الخصوص ، قد يتأثر هيكل ناقلة النقل البحرية بمركبات الكبريت والمخلفات الحمضية الموجودة في تركيبها.

في التآكل الكهروكيميائي ، هناك أيضًا تأثير للتيار. سيكون التدمير المعقد الناجم عن تآكل المعادن مصحوبًا بتآكل ميكانيكي. يمكن أن يكون الموقف معقدًا من خلال حقيقة أن التأثيرات الخارجية نفسها سيتم تحديدها من خلال خصائص البيئة الطبيعية - على سبيل المثال ، يمكن أن تحدث التفاعلات الكيميائية مع الإلكتروليتات في مياه البحر. الجسم المعدني نفسه عبارة عن مادة غير متجانسة في الهيكل ، مما يؤدي إلى وجود أزواج الجلفانية الدقيقة. إنها ، جنبًا إلى جنب مع الأقسام المعدنية للهيكل ، تعمل بمثابة أنودات ، مما يخلق ظروفًا لعملية التآكل.

أسباب الانجراف

بشكل عام ، يشير التآكل إلى التآكل الميكانيكي ، ونتيجة لذلك يمكن للمنتج أن يتغير في الحجم والشكل والوزن وغيرها من الخصائص. ما هو سبب تآكل المعادن؟ العمليات الفيزيائية للتأثير الخارجي التي تقلل من قوة الأحجام الدقيقة للطبقة السطحية للهيكل أو جزء منفصل. علاوة على ذلك ، فإن وسائط التمثيل ليست فقط عوامل ميكانيكية ، مثل الاتصال المباشر مع المواد الكاشطة الصلبة.

يمكن أن تكون هذه الوسائط حرارية وغازية وكيميائية نشطة ، ويمكن أن تعمل بشكل مستقل وكوحدة إضافيةعامل التآكل. على سبيل المثال ، تساهم تدفقات الغاز في حركة الجسيمات الصلبة في الدائرة لتوصيل مخاليط العمل عبر خط الأنابيب ، مما له تأثير مدمر غير مباشر على الأسطح المعدنية.

طرق لحماية المعادن من التآكل

تظهر الممارسة أن 80٪ من شروط حماية المواد من التآكل يتم وضعها في مرحلة تحضير السطح. يتم توفير نسبة 20٪ المتبقية بالفعل أثناء العملية. تقريبا نفس نسبة فعالية التدابير الوقائية لوحظ في تآكل المعادن ، عند استخدام وسائل تقليل تآكل قطع العمل.

تشمل المجالات الرئيسية للحماية ضد التآكل الهيكلية والسلبية والنشطة. ترجع الحماية الهيكلية إلى استخدام السبائك الخاصة القائمة على الفولاذ المقاوم للصدأ وفولاذ كورتين والمعادن غير الحديدية. تتضمن الطرق النشطة تغيير بنية المادة بطبقة كهربائية مزدوجة - طريقة للحماية الكهروكيميائية. أما بالنسبة للطرق السلبية ، فهي تنطوي على استخدام طلاء خاص يمنع تكوين عنصر تآكل.

أنواع مختلفة من المعالجة الحرارية للمعادن

مجموعة من الأساليب الخاصة بالمعالجة التكنولوجية للفراغات المعدنية ، والتي تركز أيضًا على التغيير الهيكلي في الطبقة السطحية من أجل الحماية من التلف الناتج عن التآكل. يتم تمييز الأنواع التالية من هذه المعالجة:

• التلدين. المعالجة الحرارية ، حيث يتم تسخين المعدن ، يتبعه التبريد التدريجي.
• تصلب. فييمكن أن يكون الفولاذ وسبائكه بمثابة منتجات مستهدفة. أثناء التصلب ، تتم إعادة بلورة الهيكل ، وبعد الاحتفاظ بالمواد عند درجة حرارة حرجة ، يتبع ذلك التبريد. يتم تكوين بنية غير متوازنة في جزء خضع لمثل هذه المعالجة ، وهو عامل مقيد في اختيار هذه الطريقة.
• إجازة. طريقة بديلة للمعالجة الحرارية للمعدن فيما يتعلق بالتصلب ، والتي يمكن أن تعمل أيضًا كخطوة مساعدة في تغيير الهيكل. على أي حال ، أثناء تنفيذه ، يتم إزالة الضغوط الفولاذية الزائدة ، مما يؤدي إلى زيادة الصفات المضادة للتآكل.
• التطبيع. معالجة تشبه التلدين. الفرق هو أنه أثناء التلدين ، يتم التبريد في الفرن ، بينما يحدث أثناء التطبيع في الهواء.

طرق حماية المعادن من التآكل

الاتجاه الرئيسي في حماية المواد المعدنية من التآكل هو تطوير الطلاءات الخاصة. على وجه الخصوص ، فإن المعدنة في شكل تطبيق سبيكة مقاومة للتآكل على قطعة العمل تزيد من الصفات الكيميائية والميكانيكية للهيكل. نتيجة لذلك ، يتم تقليل التآكل ويمكن لتصميم الجزء الحفاظ على أدائه السابق.

يتم أيضًا تطوير الطلاءات المقاومة للاهتراء غير المعدنية لتطبيقات محددة. على سبيل المثال ، غالبًا ما يوجد تآكل المعادن ، الذي يتكون في ظروف احتكاك الأسطح ، في أجزاء السيارة. لهذا النوع من الحماية ، يتم استخدام مركبات تشبه الألماس والسيراميك والمركبات المدمجة ذات القوة والصلابة المتزايدة.

الميزاتالحماية من تآكل الغاز

في هذه الحالة ، لا ينصب التركيز على الحماية الميكانيكية للأجزاء ، ولكن على العزل الكيميائي الفيزيائي. يمكن استخدام كل من الأنماط الخاصة لحفظ المواد وتخزينها ، بالإضافة إلى مواد التشحيم الخاصة التي تمنع تآكل المعادن. الحماية من التآكل والوقاية تعتمد أيضًا على العزل الحراري.

في هذا الاتجاه ، يتم استخدام مواد مثل الكروم النقي و nairite ماركة NT. من عيوب الكروم أنه يتميز بقلة المتانة والليونة. لهذا السبب ، نادرًا ما يتم استخدامه كعنصر من عناصر العزل الهيكلي. بالنسبة للنيريت ، تصنع مخاليط الصمغ السائلة على أساسها ، والتي من خلالها يتم تشكيل أختام متجانسة مقاومة للاهتراء.

طريقة الحماية بالرش الحراري

هذه تقنية حماية متعددة الاستخدامات مناسبة لكل من منع التآكل وعزل التآكل الميكانيكي. تكمن تقنية تطبيقه في حقيقة أن جزيئات الزنك يتم تطبيقها على سطح الجزء المزود بنفث غاز. على عكس طرق المعدنة الأخرى ، تشكل هذه الطريقة طبقة واقية يصل سمكها إلى عشرات الميكرونات. وبالتالي ، يتم منع عمليات التآكل التي تحدث في عقد المعدات الهندسية ، وكذلك في شبكات النقل وأنابيب النفط الرئيسية.

الخلاصة

عمليات التأثير السلبي على الهياكل المعدنية تجبر الشركات العاملة على الإنفاقمبالغ كبيرة لصيانتها. في الوقت نفسه ، فإن أكثر وسائل الحماية فعالية ، كقاعدة عامة ، أغلى. من ناحية أخرى ، فإن الدراسات الأولية لظروف استخدام المنتجات لمخاطر تكوين الصدأ أو تآكل المعادن يمكن أن تقلل من هذه التكاليف. والحقيقة هي أن العديد من الخصائص التقنية والوقائية للهياكل الأساسية يتم وضعها في مرحلة اختيار السبيكة. من خلال صناعة السبائك وإدخال إضافات معدلة في مرحلة تصنيع القطعة ، من الممكن تزويدها بصفات الحماية المثلى.