כדי לדעת כיצד למנוע קורוזיה, חשוב לדעת מהי קורוזיה ומדוע הוא מתרחש. קורוזיה היא התהליך הטבעי בו מתדרדרת מתכת בהדרגה כתוצאה מתגובות אלקטרוכימיות (או כימיות) עם סביבתו.

תגובות אלה גורמות למתכות מזוקקות לחפש להשיג צורה של יציבות גבוהה יותר או אנרגיה פנימית נמוכה יותר, שהיא לרוב גרסאות תחמוצתן, הידרוקסיד או סולפיד שלהן (זו הסיבה שהמתכת אמורה להתחמצן). קורוזיה מתרחשת גם בחומרים לא מתכתיים כמו קרמיקה ופולימרים, אך היא שונה והיא מכונה לעתים קרובות השפלה.

קורוזיה היא תהליך אויב אנושי, מכיוון שנזקים אלה מבזרים חומרים, משנים את צבעם ומחלישים אותם, מגדילים את האפשרות לקרע ומגדילים את עלויות התיקון והחלפתו של אותו.

מסיבה זו, ישנם תחומים שלמים במדעי החומרים אשר מוקדשים למניעת תופעה זו, כגון הנדסת קורוזיה. השיטות למניעת קורוזיה מגוונות ותלויות בחומרים שנפגעו.

שיטות למניעת קורוזיה

ראשית, יש לקחת בחשבון שלא כל המתכות מתרסמות באותה המהירות, ולחלקן יש המוזרויות של אי השחתה באופן טבעי, כמו במקרה של נירוסטה, זהב ופלטינה.

זה קורה מכיוון שישנם חומרים שעבורם קורוזיה אינה חיובית מבחינה תרמודינמית (כלומר, הם אינם משיגים יציבות גבוהה יותר עם התהליכים המובילים לכך) או מכיוון שיש להם קינטיקה כה איטית לתגובות, עד שלוקח זמן להראות לתופעות הקורוזיה.

אף על פי כן, עבור האלמנטים האמורים יש סדרה של שיטות למנוע תהליך טבעי זה ולהעניק להם חיים ארוכים יותר:

מגולוון

זוהי השיטה למניעת קורוזיה בה מצופה סגסוגת ברזל ופלדה בשכבה דקה של אבץ. מטרת שיטה זו היא לגרום לאטומי האבץ של הציפוי להגיב עם מולקולות האוויר, תוך חמצון ומעכב את קורוזיה של החלק שהם מכסים.

מתודולוגיה זו הופכת אבץ לאנודה גלוונית או לאנודה מקריבה, וחושפת אותה לשפלות קורוזיה כדי לחסוך חומר בעל ערך רב יותר.

ניתן להשיג גלוון על ידי טבילה של חלקי המתכת באבץ מותך בטמפרטורות גבוהות, כמו גם בשכבות דקיקות יותר המושגות באמצעות אלקטרוליטי.

האחרון הוא המתודולוגיה המגנה ביותר, מכיוון שאבץ נקשר למתכת על ידי תהליכים אלקטרוכימיים ולא רק על ידי תהליכים מכניים כמו טבילה.

צבעים וכיסויים

מריחת צבעים, לוחות מתכת ואמיילים היא דרך נוספת להוסיף שכבת מגן למתכות מועדות לקורוזיה. חומרים או שכבות אלו יוצרים מחסום של חומר אנטי-קורוזיבי המייצב בין הסביבה המזיקית לחומר המבני.

לציפויים אחרים יש תכונות ספציפיות ההופכות אותם למעכבי קורוזיה או נוגדי קורוזיה. אלה מתווספים תחילה לנוזלים או לגזים ואז מוסיפים כשכבה על המתכת.

תרכובות כימיות אלה נמצאות בשימוש נרחב בתעשייה, בעיקר בצינורות המובילים נוזלים; בנוסף, ניתן להוסיף אותם למים ולקררים בכדי להבטיח כי הם לא יוצרים קורוזיה בציוד ובצינורות דרכם הם עוברים.

אילגון

זהו הליך פסיבציה אלקטרוליטי; כלומר התהליך שבאמצעותו נוצר סרט אינרטי משהו על פני אלמנט מתכתי. תהליך זה משמש להגדלת עובי שכבת החמצון הטבעית שיש לחומר זה על פני השטח.

לתהליך זה היתרון הגדול בכך שהוא לא רק מוסיף הגנה מפני קורוזיה וחיכוך, אלא גם מספק הידבקות רבה יותר לשכבות צבע ודבקים מאשר חומר חשוף.

למרות שעבר לאורך זמן שינויים והתפתחות, תהליך זה מתבצע בדרך כלל על ידי החדרת חפץ אלומיניום לתמיסת אלקטרוליט והעברת זרם ישיר דרכו.

זרם זה יגרום לאנודה האלומיניום לשחרר מימן וחמצן, ויצור תחמוצת אלומיניום שתיקשר אליו כדי להגדיל את עובי שכבת השטח שלה.

אנודייזציה יוצרת שינויים במרקם המיקרוסקופי של פני השטח ובמבנה הגבישי של המתכת, וגורמת נקבוביות גבוהה בה.

לכן, למרות שיפור חוזק ועמידות בפני קורוזיה של המתכת, הוא יכול גם להפוך אותה לשבריר יותר, בנוסף להפחתת ההתנגדות שלה לטמפרטורות גבוהות.

ביו-סרטים

ביופילמים הם קבוצות של מיקרואורגניזמים המגיעים יחד בשכבה על פני השטח, מתנהגים כמו הידרוג'ל אך עדיין מייצגים קהילה חיה של חיידקים או מיקרואורגניזמים אחרים.

אף על פי שתצורות אלה קשורות לעיתים קרובות לקורוזיה, בשנים האחרונות חלה התפתחות בשימוש בביולוגי חיידקים להגנה על מתכות בסביבות קורוזיביות מאוד.

בנוסף, התגלו ביו-סרטים בעלי תכונות אנטי-מיקרוביאליות, המעצרים את השפעות החיידקים המפחיתים גופרת.

מערכות נוכחיות מרשימות

במבנים גדולים מאוד אלה או בהם ההתנגדות לאלקטרוליטים גבוהה, האנודות הגלווניות אינן יכולות לייצר מספיק זרם כדי להגן על כל השטח, ולכן משתמשים במערכת הגנה קתודית באמצעות זרמים מרשימים.

מערכות אלו מורכבות מאנודות המחוברות למקור מתח זרם ישר, בעיקר מיישר שנאי המחובר למקור זרם חילופי.

שיטה זו משמשת בעיקר במטענים ובספינות אחרות, הדורשות רמת הגנה גבוהה על שטח פנים גדול יותר במבנה שלהם, כמו מדחפים, הגהות וחלקים אחרים שתליהם תלוי הניווט.

Referencias

1. Wikipedia. (s.f.). Corrosion. Obtenido de en.wikipedia.org
2. Balance, T. (s.f.). Corrosion Protection for Metals. Obtenido de thebalance.com
3. Eoncoat. (s.f.). Corrosion Prevention Methods. Obtenido de eoncoat.com
4. MetalSuperMarkets. (s.f.). How to Prevent Corrosion. Obtenido de metalsupermarkets.com
5. Corrosionpedia. (s.f.). Impressed Current Cathodic Protection (ICCP). Obtenido de corrosionpedia.com