موقع المهندس موقع المهندس بيت كل مهندس 
التآكل فى المعادن
تعريف التآكل :-
يعرف التآكل بأنه التلف ( جزئى أو كلى ) الذى يحدث للفلز أو السبيكة من حيث المظهر أو الأداء بسبب التفاعل الذى يحدث بين الفلز أو السبيكة مع الأجواء المحيطة به سواء كانت غازية أو سائلة أو هو تلف المعدن نتيجة تدهور فى خواصه الطبيعية أثر التفاعلات التى تحدث له فى التربة المحيطة .
يعتبر التآكل احدى المشاكل التى تتعرض لها و تعانى منها الكثير من المنشآت البترولية كخطوط البترول و الغاز و الخزانات و أبراج التقطير كما يحدث فى الكثير من القطاعات الأخرى الهامة كقطاعات الصناعة و النقل البحرى و المعدات و المنشآت العسكرية و يحدث التآكل تلف شديد فى المنشآت مما ينتج عنه تكاليف ضخمة تتمثل فى فواقد الانتاج و بالتالى قلة الكفاءة بالإضافة إلى تكاليف الإحلال و تطبيق أساليب مقاومة التآكل و هذه التكاليف تشمل تكاليف مباشرة و تكاليف غير مباشرة كالتالى :-
أولاً : التكاليف المباشرة :
- انتهاء العمر الافتراضى للمعدة ( تلف كلى ) .
- تكاليف عملية الحماية من التآكل و تنقسم إلى :
- زيادة التصميم : عملية الزيادة فى التصميم تكون متمثلة فى زيادة السمك عن الحد العادى و ذلك لإطالة عمر المعدة للحماية من التآكل كما أن عملية الزيادة فى التصميم تؤدى إلى زيادة المكان المطلوب للمعدة و هذا فى حد ذاته يعتبر زيادة فى التكاليف .
- تعديل مواد التصنيع باستخدام مواد أكثر مقاومة للتآكل و أعلى تكلفة .
- تكاليف المواد المانعة للتآكل .
- تكاليف الحماية الكاثودية .
ثانياً : تكاليف غير مباشرة :
1- نقص الانتاج :عمليات الاصلاح و التجديد التى تجرى للأجزاء المتآكلة من المعدات تحتاج إلى ايقاف المصنع أو الوحدة لمدة معينة حتى إذا كان سعر تلك الأجزاء صغيراً كما أن زيادة معدل التآكل يؤدى فى كثير من الأحيان إلى حدوث إيقافات إضطرارية مما يؤدى إلى زيادة عمليات الصيانة للمعدات ووقف عمليات الإنتاج لمدد أطول من اللازم و هذا التوقف يؤدى إلى زيادة التكاليف و نقص الإنتاج .
2- تقليل الكفاءة : تؤدى عمليات التآكل إلى تقليل كفاءة المعدات أو الخطوط و ذلك نتيجة تراكم نواتج التآكل حيث يؤدى ذلك فى بعض الأحيان إلى زيادة القوة المطلوبة لدفع السائل داخل الخطوط و كذلك تقليل الحيز اللازم لمرور السائل و يمكن أن يؤدى تراكم التآكل إلى تقليل الانتقال الحرارى من خلالها أو إنتاج منتجات معيبة .
3- التلوث بنواتج التآكل : بعض الصناعات مثل الصناعات الكيميائية أو صناعة الأغذية لا تسمح بتلوث منتجاتها بأكسيد المعدن و لتجنب هذا التلوث الناتج عن التآكل فإنه يتم تصنيع الأوعية و الخطوط من الصلب الذى لا يصدأ .
4- الفقد أو الخسارة العامة : التآكل يمكن أن يؤدى إلى حدوث خطورة على أرواح العاملين بالوحدة أو المصنع و هذه خسارة غير محسوبة فى التصميم و لكن يجب أن تؤخذ فى الاعتبار .
و بعض التعريفات الهامة التى تساعد على معرفة ما هو التآكل و أسباب حدوثه و طرق مقاومتها يمكن ان نوجزها فيما يلى :
- التآكل :- هو رد فعل كهروكيميائى للمعادن المحاطة بمواد كيميائية من التربة أو ماء و هذه تشكل خلايا توصيل تولد الكهرباء نتيجة فرق الجهد الطبيعى بين المعادن و الذى ينتج عنه ذوبان المعدن الأكثر نشاطاً .
- الآنود ( المصعد – القطب الموجب ) :- معدن له مستوى أعلى من الطاقة ( القيمة المطلقة لفرق الجهد ) أو ( فرق جهد قطبى Vأقل مع وضع الاشارة فى الاعتبار طبقاً لترتيبه فى السلسلة الكهروكيميائية ) و ينساب منه التيار خلال التربة و هو الجسم الذى يحدث له التآكل .
- الكاثود ( المهبط – القطب السالب ) :- معدن له مستوى أقل من الطاقة ( القيمة المطلقة لفرق الجهد ) أو ( فرق جهد قطبى V أعلى مع وضع الاشارة فى الاعتبار طبقاً لترتيبه فى السلسلة الكهروكيميائية ) و ينساب منه التيار خلال سلك التوصيل و هو الجسم الذى يتم حمايته من التآكل .
- الأيون :- هو ذرة أو مجموعة ذرات تحمل شحنة كهربية موجبة أو سالبة فاذا كانت أيونات موجبة يقال انها عناصر موجبة التكهرب و اذا كانت ايونات سالبة يقال انها سالبة التكهرب .
- الأيون الموجب :- يتكون بفقد الكترونات من الذرات التى لها أنصاف أقطار كبيرة و تحتوى طبقاتها الخارجية على عدد قليل من الإلكترونات .
- الأيون السالب :- يتكون باكتساب الذرة للالكترونات .
- الوسط الالكتروليتى :- هو الذى يسمح بمرور التيار خلاله من المصعد إلى المهبط ( من الآنود إلى الكاثود ) و يكون تربة أو ماء .
- الوصلة العازلة :- هى وصلة أو رباط من مادة عازلة كهربائياً بين جزئين من الخط كى تمكننا من منع استمرار التوصيل الكهربى بينهما .
- الموصل : هو جزء معدنى أو كربونى ينساب فيه التيار الكهربى بواسطة حركة الالكترونات من الكاثود إلى الأنود و هناك نوعان من الموصلات هما : الموصل الالكترونى و هو المعدنى ، و الموصل الأيونى و هو المحلول .
- الخلية :- هى دائرة كهربية كاملة تتضمن الكاثود و الأنود و موضوعين فى وسط موصل و متصلين بموصل معدنى .
- قطب كبريتات النحاس :- هو قطب يتكون من قضيب من النحاس موضوع فى محلول مشبع من كبريتات النحاس و متصل بسلك لتوصيله بجهاز القياس و هو الأساس فى قياس فرق الجهد للمعادن بالإضافة إلى بعض الأقطاب الأخرى التى تستخدم فى ماء البحر و المعامل .
- الاستقطاب :- هو التغير الذى يحدث فى جهد القطب نتيجة لانسياب التيار ( الحيود عن حالة الاتزان ) .
- السلسلة الكهروكيميائية :- هى ترتيب المعادن المختلفة طبقاً للجهد الكهربائى الطبيعى لها من الأكبر للأصغر أو هى ترتيب المعادن طبقاً ” لمدى مقاومتها للتآكل فى ظروف معينة و كل معدن فى هذه السلسلة يكون مصعد ( ANODE ) للمعادن السابقة له فى السلسلة كالتالى :
