ما هو التآكل

يمكن أن يضرّ التآكل بمظهر المادة وبُنيتها السطحيّة، ولكن الضرر الأكبر هو خلل البنية الهيكليّة، لذا يلزم اكتشافه ومنعه من البداية، فمن المهم معرفة ماهِيَّة التّآكل والخطوات الأساسيّة لمنع حدوث أشكاله المختلفة.

يُعرَّف بأنه تلفٌ وتدهورٌ مدمرٌ لا رجعة فيه، وتدميرٌ للأنسجة والمواد بسبب تفاعلٍ كيميائيٍّ أو كهروكيميائيٍّ، ويمكن لجميع البيئات تقريبًا أن تخضع للتآكل إلى حدٍ ما، فالحالة المتآكلة هي الحالة الأكثر استقرارًا للمادة.

يحدث التآكل عمومًا نتيجة التفاعلات الكيميائية (الأكسدة بشكلٍ رئيسيٍّ)، ويحدث ذلك عندما يهاجم غازٌ أو سائلٌ كيميائيٌّ سطحًا مكشوفًا "غالبًا ما يكون معدنًا"، وتُسرع هذه العملية درجات الحرارة الدافئة والأحماض والأملاح، وتتشكل عادةً نواتج للتآكل (كالصدأ والزنجار) على السطح وتحميه، وإنّ إزالة هذه الرواسب تكشف السطح مجددًا، وقد يعود التآكل مجددًا. بعض المواد تقاوم ذلك بشكلٍ طبيعيٍّ، ويمكننا وقاية المواد الأخرى بالطلاء أو الجلفنة أو الأنودة.

التآكل هو رد فعلٍ كهروكيميائيٍّ يظهر في عدة أشكالٍ، كالتآكل الكيميائي والتآكل في طبقات الغلاف الجوي، فعندما تصبح مواد حمضية (كالماء) على تماسٍ مع المعادن (كالحديد أو الفولاذ)، تبدأ عملية التآكل.

تتعرض جزيئات الحديد (Fe) للأكسجين والرطوبة (البخار أو الغَمْر)، فعندما يتعرض الفولاذ للماء، تفقد جزيئات الحديد الشوارد الحمضية في الماء، ثم تتأكسد جزيئات الحديد، مما يؤدي إلى تشكيل Fe⁺⁺، يؤدي ذلك لخروج اثنين من الإلكترونات ويتدفقان إلى منطقةٍ أخرى من الفولاذ المعروفة باسم المنطقة المهبطية.

الأكسجين يسبب ارتفاع الإلكترونات وتشكيل أيونات الهيدروكسيل (OH)، تتفاعل أيونات الهيدروكسيل مع FE⁺⁺ لتكوين أكسيد الحديد المائي (FeOH)، والمعروف باسم الصدأ، أصبحت الآن جزيئات الحديد متضررةً، وتكونت حفرة تآكلٍ، ويسمى منتج التآكل (الصدأ).

إنّ التّآكل قابلٌ للحدوث بأي حالٍ، اعتمادًا على البيئة التي يكون فيها المعدن. ومع ذلك، نظرًا لأن التآكل في الغلاف الجوي واسع الانتشار، فمن المستحسن اتخاذ تدابيرٍ احترازيةٍ فعالة عندما يتعلق الأمر بالوقاية منه.

تُقدر التكلفة الجانبية السنوية للتآكل المعدني بأكثر من 2 تريليون دولار، فالمشاريع ذات التخطيط السيء يمكن أن تؤول إلى أبنيةٍ غير صالحةٍ بسبب التآكل، وذلك مضيعةٌ للموارد الطبيعية، هذا غير المخاوف المتعلقة بالسلامة، وفقدان الأرواح، والتكاليف الإضافية الأخرى وطبعًا إلحاق الضرر بالسمعة، ويعتقد الخبراء أن من 25 إلى 30٪ من التآكل، يمكن تجنبه عن طريق تطبيق خطوات الحماية المناسبة.

هناك عدة طرقٍ فعالةٍ من حيث لمنع التآكل بما في ذلك: