معالجة تآكل الفولاذ الكربوني

ليث باقر جاسم و حميدة عيدان سلمان
كلية التربية للعلوم الصرفة – جامعة كربلاء

يعد موضوع تآكل الفولاذ من المواضيع المهمة في حياتنا اليومية حيث تتآكل الفلزات مثل فلز الحديد والالمنيوم بأشكال مختلفة وتسبب مشاكل عديدة في المعامل والمصانع وغيرها . بسبب حصول عمليات اكسدة واختزال فوق سطح المعدن مما يسبب بتدهور حالة المعدن وتحولها الى حالة اخرى كما في المعالة التالية التي توضح عمليات الأكسدة والاختزال لعنصر الحديد
2Fe(s) 2Fe2+(aq) + 4e − ———- (1.1)
O2 (g) + 2 H2O (l) + 4e 4OH – (aq) —– (1.2)

حيث تمثل المعادلة (1.1) عمليات الاكسدة التي تحدث فوق سطح الانود بينما تمثل المعادلة (1.2) عمليات الاختزال التي تحدث عند الكاثود .
تتكون خلية التآكل من ثلاثة اقطاب هم قطب العامل الذي يمثل قطب الانود وقطب الكالوميل وقطب الهيدروجين الذي يمثل قطب الاختزال بالاضافة الى الموصل الكهربائي ويسمى هذا التفاعل بتفاعل نصف الخلية .
هناك العديد من العوامل المؤثرة في عملية التآكل منها :
نوع المحلول الالكتروليتي المستخدم اذا كان حامضي او قاعدي*
نوع الفلز المستخدم في عملية التآكل *
درجة حرارة المحلول الاكتروليتي *
* تركيز المثبط المستخدم في التفاعل الكيميائي
حيث يصنف التآكل الى عدة أنواع منها :
⦁ التقصف بالهيدروجين
⦁ تآكل التعرية
⦁ تآكل النقر
⦁ التآكل الانتقائي
⦁ التآكل بين الحبيبات

توجد أمثلة عديدة في حياتنا اليومية على التآكل منها صدأ هيكل السيارة وعلب المواد الغذائية والصفائح والمقاطع الفولاذية وتآكل الأنابيب المدفونة في التربة، وهناك أمثلة أخرى على تآكل أجزاء معدنية عديدة تتعرض إلى أوساط صناعية كيميائية مثل الأحماض والقواعد والمياه المالحة وغيرها .
إن الأضرار التي يسببها الفشل السطحي بسبب التآكل عديدة وجميعها ذات مردود اقتصادي سيء
منها:
 تشوه المظهر 1-
يتأثر مظهر المعدن بدرجة كبيرة عند إصابته بالتآكل حيث يظهر المعدن دائماً بمظهر سيء . لذا يجب استخدام معادن مقاومة للتآكل الجوي مثل الألمنيوم أو الفولاذ المقاوم للصدأ بدلاً من الفولاذ الكربوني ، كمواد بناْء ظاهرية مثل الشبابيك ومواد واجهات الأبنية الخارجية ويعزى المظهر الحسن لهذه المواد إلى مقاومتها للتآكل الجوي . أما المعدن ذات المقاومة الضعيفة للتآكل فإنها تطلى بأنواع خاصة من الطلاء المختلفة لتحسين مظهرها من خلال الحد من تآكلها.
تغير الأبعاد وفقدان الخواص الميكانيكية 2-
يؤدي التآكل إلى فقدان الوزن بسبب انحلال المعدن وبالتالي إلى تغير أبعاده ، لذلك تعطى في الغالب بعض المساحات للتآكل ( Corrosion   Allowance )  عند التصميم وتكون هذه المساحات أكبر سمكاً في الأوساط التي يكون فيها معدلات  التآكل عالية منها في الأوساط التي يكون فيها معدلات التآكل منخفضة 

3-  تلوث المنتجات
إن نواتج التآكل تؤدي إلى تغيير الطبيعة الكيميائية للوسط ، أي تلوثه، وفي الغالب يكون ذلك غير مرغوب فيه حيث أن المتطلبات التجارية هي الحصول على منتج نقي ذي مواصفات محددة وخال من التلوث . والأمثلة على ذلك عديدة منها تلوث المنتجات الغذائية المعلبة بسبب حصول درجة بسيطة في التآكل بالعلبة التي تحفظ فيها تلك المادة الغذائية. . .

⦁ HAMIDA, E. Salman; ASIM, A. Balakit; LAYTH, B. Jasim. Azo sonication hydrazide derivative as carbon steel corrosion inhibitor in 1 M H2SO4: potentiostatic, adsorption isotherm and surface studies. International Journal of Corrosion and Scale Inhibition, 2019, 8.3: 539-548.‏
⦁ Schweitzer, Philip A. Fundamentals of metallic corrosion: atmospheric and media corrosion of metals. CRC press, 2006.‏
⦁ Sheir, L. L., R. A. Jarman, and G. T. Burstein. “Corrosion: Metal/Environment Reactions.” Newnes-Butterworths, London, 8 (1994): 3-8.‏‏
⦁ Sherif, El-Sayed M., and Ayman H. Ahmed. “Synthesizing new hydrazone derivatives and studying their effects on the inhibition of copper corrosion in sodium chloride solutions.” Synthesis and Reactivity in Inorganic, Metal-Organic, and Nano-Metal Chemistry 40.6 (2010): 365-372.‏
⦁ Abboud, Y., “5-Naphthylazo-8-hydroxyquinoline (5NA8HQ) as a novel corrosion inhibitor for mild steel in hydrochloric acid solution.” Research on Chemical Intermediates 38.7 (2012): 1591-1607
⦁ Abboud, Y., “Corrosion inhibition of carbon steel in acidic media by Bifurcaria bifurcata extract.” Chemical Engineering Communications 196.7 (2009): 788-800.‏.‏
⦁ Abdallah, M., “Azo dyes as corrosion inhibitors for dissolution of c-steel in hydrochloric acid solution.” African Journal of Pure and Applied Chemistry 2.9 (2008): 083-091.‏