التآكل والتأكسد في المعادن يُعرف بشكل شائع بالصدأ (RUST)، وهو طبقة قشرية تظهر عادة بلون أحمر نحاسي. الصدأ هو عبارة عامة تُستخدم لوصف تلك الطبقة القشرية التي تشكلت نتيجة تفاعل المعادن مع الأكسجين والماء. علميًا، يُعرف الصدأ بأكسيد الحديد المائي، والذي يُرمز له كيميائيًا بـ Fe²O³. تشكل الصدأ بشكل أساسي من تفاعل الحديد مع الأكسجين و الرطوبة في الجو، حيث يتم تكوين الأكسيد بشكل تدريجي على سطح المعدن. هذه الطبقة القشرية تعمل كحاجز يحمي المعدن من التآكل الأكثر تقدمًا، لكنها في بعض الأحيان تؤدي إلى تدهور المعدن تحتها إذا لم يتم التحكم فيها بشكل صحيح.
كيف يحدث الصدأ
عملية تكوين الصدأ تعتمد على تفاعل الحديد مع الأكسجين والماء، وهي عملية تتم بشكل سريع نسبياً بسبب القابلية العالية للحديد للتفاعل مع الأكسجين. تلك القابلية للتفاعل تفسر لماذا يكون الحديد النقي نادرًا في الطبيعة، حيث يتفاعل الحديد بسرعة لتكوين مركبات جديدة.
أقرأ أيضا: شركة تسليك مجاري بالدمام
تُشير الخطوات التي تمتثل لها عملية تكوين الصدأ إلى عملية متعددة الخطوات. أولاً، يحدث تفاعل الماء مع سطح الحديد، حيث يتفاعل الماء مع ثاني أكسيد الكربون في الهواء لتشكيل حمض الكربونيك، الذي يُعتبر محلولًا كهربائيًا نوعًا ما. يقوم هذا الحمض بالتفاعل مع الحديد على سطحه، مما يؤدي إلى تفتته وتآكله بشكل تدريجي.
عندما يتفتت الماء، يتفكك إلى جزيئات أصغر، من بينها الأكسجين والهيدروجين. يتفاعل الأكسجين الحر مع الحديد المذاب لتشكيل أكسيد الحديد، المعروف شيوعًا باسم الصدأ، ويتم إطلاق الإلكترونات خلال هذا التفاعل. تنتقل الإلكترونات المحررة من جزء الأنود في الحديد إلى جزء الكاثود، ويمكن أن يكون الكاثود إما معدنًا آخر قليل التفاعل أو نقطة أخرى على سطح الحديد نفسه.
أقرأ أيضا: شركة تسليك مجاري بالخبر
في النهاية، ينتج عن عملية تكوين الصدأ تدريجيًا تكوين طبقة من الأكسيد على سطح الحديد، وهذه الطبقة تُعرف باسم الصدأ. تعمل هذه الطبقة كحاجز واقي للمعدن تحتها، حيث تحمي الحديد من التآكل الأكثر تقدمًا. ومع ذلك، في بعض الأحيان، قد تؤدي الطبقة السطحية من الصدأ إلى تدهور المعدن تحتها إذا لم يتم التحكم فيها بشكل صحيح.
طريقة حماية المعادن من الصدأ
الصدأ يعتبر تهديداً جدياً للهياكل الحديدية والمعدات التي تعتمد على المعدن، نظراً لتأثيره الضار والتآكل الذي يسببه لها. لذلك، من الضروري اتخاذ إجراءات وقائية لحمايتها من التلف الناتج عن الصدأ. يمكن التخلص من هذا المشكلة عن طريق تغليف الأسطح الحديدية بطبقة من الدهان المانع للتلامس بين الحديد والإلكتروليت، حيث يُعتبر هذا الطلاء عائقاً للأكسجين الجوي، الذي يعتبر عاملاً رئيسياً في عملية تكوين الصدأ. هذا يؤدي إلى تقليل فرص تفاعل الأكسجين مع الحديد و تكوين الصدأ.
بالإضافة إلى الدهانات المانعة للتآكل، يمكن استخدام الحماية الجلفانية كطريقة أخرى لمنع تكوين الصدأ، حيث يتم وضع أنود ذوباني على الحديد. هذه الأنود تقوم بامتصاص جزيئات الأكسجين التي تقترب من الحديد، مما يمنع تفاعلها معه وبالتالي تكوين الأكسيد الناتج عن الصدأ.
أقرأ أيضا: شركة تسليك مجاري بالقطيف
علاوة على ذلك، يمكن استخدام عناصر مقاومة للصدأ مثل الكروم والنيكل والفولاذ لتقليل تأثيرات الصدأ على المعدن. يتم ذلك عن طريق تغليف الحديد بطبقة من هذه العناصر المقاومة للتأكسد، والتي تساعد في منع تكوين الصدأ و تحافظ على سلامة الهياكل الحديدية والمعدات. تلك الإجراءات الوقائية تعزز من عمر الهياكل الحديدية وتقلل من التكاليف الناتجة عن التآكل و التلف الناجم عن الصدأ، مما يجعلها مهمة للمحافظة على جودة وكفاءة المعدات والهياكل التي تستخدم الحديد في تكوينها.
