برای بسیاری از کسانی که از انواع پروفیل در ساخت سازهها و صنایع خود استفاده میکنند، همواره این مسئله وجود دارد که چگونه میتوانند از خوردگی آنها در برابر عوامل محیطی جلوگیری کنند؟ دلیل این مسئله این است که در دنیای ساختمان سازی امروز، استفاده از محصولات فولادی بیش از پیش رواج یافته است.
یکی از انواع خوردگیها که نگرانیهای زیادی برای مهندسان ساختمانی به همراه دارد، خوردگی گالوانیک است.
خوردگی گالوانیک چیست؟
به طور کلی میتوان گفت این مورد ناشی از خوردگی دو فلز و یا مواد مختلف است که در یک الکترولیت به یکدیگر وصل میشوند.
ممکن است این مسئله هنگام اتصال فولاد ضد زنگ به آلومینیوم، فولاد، کربن و یا انواع دیگر فلزات رخ دهد. پیامدهای ناشی از آن، از رایجترین و مخربترین اشکال خوردگی به شمار میآید.
میتوان گفت خوردگی گالوانیک در پروفیلهای فولادی زمانی رخ میدهد که اختلاف پتانسیل الکترود بسیار زیاد است، زیرا در این زمان یکی از فلزات به آند و دیگری به کاتد تبدیل میشود و معمولا آند سریعتر از حد معمول به خوردگی دچار میشود.
برای بسیاری از کاربردهای صنعتی، ساختاری و معماری که در معرض عوامل و آلایندههای زیست محیطی قرار دارند، الکترولیتها باعث خوردگی گالوانیک میشوند.
این عوامل میتواند آب و یا رطوبت ناشی از آب و هوا و یا فلزاتی باشد که در معرض تعریق هستند.
در بسیاری از ساختارهایی که در نزدیکی منابع آب وجود دارند و یا مناطقی که آب و هوای آن با بارش باران و برف همراه است این امر بیشتر صدق میکند.
از آنجایی که حضور الکترولیتها در پروفیلهای فلزی قطعی است، تفاوت واقعی در پتانسیل فلزات میتواند نیروی محرک این نوع خوردگی محسوب شود.
بهترین روش برای جلوگیری از خوردگی گالوانیک چیست؟
روشهای بسیار زیادی وجود دارد که میتواند به جلوگیری از خوردگی گالوانیک پروفیلهای فلزی کمک کند.
بهتر است در مراحل طراحی از آلیاژها و یا موادی با پتانسیل بالا و یا الکترودهای مشابه استفاده شود. شکستن مسیرهای الکتریکی در قسمتهای فلزی با استفاده از پرایمرهای مخصوص با چگالی بالا برای محافظت از قطعه و جداسازی الکترولیت از آن حاصل میگردد. به عبارت بهتر میتوان از روکش کردن پروفیلها برای این منظور استفاده کرد.
اگر امکان پوشش دهی فلزات وجود نداشته باشد، ابتدا از آستر مناسب بر روی فلزات استفاده میشود، زیرا آنها حساسیت بیشتری نسبت به خوردگی نشان میدهند. سایر ترکیبات دفع کننده آب مانند روغن گریس، پلاستیک و یا پوششهای لاکی میتواند به عنوان یک روکش غیر قابل نفوذ عمل کند.
روش دیگری که برای جلوگیری از خوردگی گالوانیک پروفیلهای فلزی به کار میرود، عایق بندی الکتریکی دو فلز با استفاده از مواد غیر رسانا مانند پلاستیک است، زیرا اگر این فلزات تماسی با برق نداشته باشند دچار خوردگی نخواهند شد.
افزودن مهارکنندهها به الکترولیت و یا محافظت از کاتد از دیگر شیوههایی است که میتواند موثر واقع شود.
راههای دیگری نیز با هدف جلوگیری از خوردگی گالوانیک در پروفیلهای فلزی وجود دارد که مبتنی بر از بین بردن عناصر اساسی است که باعث شکل گیری آن میشود. این روشها شامل انسداد مسیر الکتریکی در قطعات فلزی و الکترولیت سیستم است.
خارج کردن اکسیژن و الکترولیت، با استفاده از مهارکنندههای خوردگی میتواند به بهبود آنها کمک کند.
روشهای جلوگیری از خوردگی سبب توسعه پروفیلهای نما در سالهای اخیر شده است.
1- عایق
یکی از موثرترین راههای شکستن مسیر الکتریکی در پروفیلهای فلزی قرار دادن ماده غیر رسانا بین نقاط تماس فلزات اتصال است.
معمولاً خوردگی گالوانیک زمانی رخ میدهد که الکترونها به راحتی از آند به سمت کاتد حرکت کرده و جریان گالوانیکی را در آن ایجاد میکنند. به همین دلیل مواد عایق میتواند جریان حرکت الکترونها را مسدود کرده و مانع از بروز اکسیداسیون و کاهش واکنش شود.
2- جداسازی الکترولیت
یکی از اصلیترین عناصر لازم برای جلوگیری از خوردگی گالوانیک استفاده از الکترولیتهایی است که حاوی یون هستند، زیرا آنها باعث تغییر واکنشهای اکسیداسیون و کاهش آن در پروفیلهای فلزی میشوند.
به همین دلیل اقداماتی که شامل جداسازی فلزات تماسی و الکترولیت باشد، میتواند در جلوگیری از خوردگی موثر واقع شود. با استفاده از ترکیبات ضد آب که به عنوان مانعی بین بستر فلزی و محلول الکترولیت عمل میکند، این امر تحقق مییابد.
استفاده از رنگ، انواع روکشها، روغن و گریس در صنایع متعدد میتواند شما را در دستیابی به هدفتان یاری کند.
3- انتخاب فلزات مناسب جهت تماس
با به حداقل رساندن اختلاف پتانسیل بین فلزات در تولید پروفیلهای فولادی و کربنی، میتوانید از خوردگی گالوانیک جلوگیری کنید.
همانطور که قبلا اشاره کردیم الکترونها به دلیل اختلاف پتانسیل از آند به کاتد جریان مییابند. این مسئله میتواند به عنوان نیروی محرک عمل کند.
هرچه اختلاف پتانسیل بالاتر باشد جریان القایی بیشتر و در نتیجه میزان خوردگی شدیدتر خواهد بود. این مسئله درباره فلزات با اختلاف پتانسیل کم بین آنها به شکل متفاوتی عمل میکند. به عبارت بهتر اگر فلزات تماس با پتانسیلهای الکترونیک مشابه، در نزدیکی یکدیگر انتخاب شوند، احتمال خوردگی گالوانیک کاهش مییابد.
4- مهارکنندههای خوردگی
مهارکنندههای خوردگی ترکیباتی هستند که برای سرکوب واکنشهای شیمیایی منجر به خوردگی گالوانیک میشوند. مواد الکترونیکی اکثرا مربوط به فرایندهای پیچیده شیمیایی هستند که در این امر بسیار موثر خواهند بود.
این مهارکنندهها با از بین بردن اکسیژن، احتمال واکنش در آند را کاهش میدهند و از آنجا که واکنشهای کاتدی به آن وابسته است، روند خوردگی گالوانیک متوقف میشود.
5- کاهش منطقه تماسی در فلزات
مطالعات متعدد مشخص کردهاند که شدت خوردگی پروفیلهای فلزی، با توجه به نسبت ناحیه کاتد به آند تحت تاثیر قرار میگیرد.
هر چه مساحت کاتد نسبت به آند بزرگتر باشد، خوردگی گالوانیک با شدت بیشتری انجام میشود و در مقابل هر چه کاتد نسبت به ناحیه آند کوچکتر باشد، وخامت خوردگی مضرتر خواهد بود.
در مراحل طراحی اولیه لازم است اطمینان حاصل شود که مساحت فلز آند به نسبت مناسبی با کاتد ساخته میشود. به عنوان مثال اتصال دهندههای فلزی در یک پروفیل آلومینیومی نسبت به مساحت آن در یک صفحه فلزی به دست میآید.
در پایان بهتر است به یاد داشته باشید که با روشهای جلوگیری از خوردگی گالوانیکی در پروفیلهای فلزی میتوانید به راحتی از آنها برای پروژههای ساختمانی خود استفاده کنید. شناخت مکانیزمهای موثر در این واکنش میتواند موثرترین اقدامات پیشگیرانه را برای یک وضعیت مهم تعیین کند.
دیدگاه خود را ثبت کنید
میخواهید به بحث بپیوندید؟مشارکت رایگان.