هل يتفاعل الفولاذ المقاوم للصدأ مع الألومنيوم؟

قد يبدو الجمع بين الفولاذ المقاوم للصدأ والألومنيوم غير ضار، لكن التفاعل بينهما يمكن أن يؤدي إلى تآكل الهياكل بصمت مع مرور الوقت.

نعم، يمكن أن يتفاعل الفولاذ المقاوم للصدأ مع الألومنيوم من خلال التآكل الجلفاني عندما تخلق الرطوبة مسارًا كهربائيًا بينهما.

لا يحدث رد الفعل هذا على الفور. ولكن بمجرد أن يبدأ، من الصعب إيقافه. دعنا نستكشف كيفية منعه بالتصميم والمواد الذكية.

لماذا يسبب التلامس بين هذه المعادن التآكل؟

للوهلة الأولى، يبدو كلا المعدنين للوهلة الأولى قوياً ومتيناً. لكن الكيمياء تروي قصة مختلفة.

ويسبب التلامس بين الفولاذ المقاوم للصدأ والألومنيوم التآكل لأن لديهما إمكانات كهروكيميائية مختلفة، مما يؤدي إلى تفاعل كلفاني في وجود إلكتروليت.

يحدث التآكل الجلفاني عندما يتلامس معدنان غير متشابهين ويتم توصيلهما بواسطة إلكتروليت، مثل الماء. في هذا الزوج يصبح الألومنيوم أنودًا (يتآكل)، و يعمل الفولاذ المقاوم للصدأ ككاثود (لا تزال سليمة).

ويرجع ذلك إلى مواضعها في السلسلة الجلفانية. كلما كان الفلزان متباعدين في هذه السلسلة، زادت شدة التفاعل.

لقطة السلسلة الجلفانية (في مياه البحر)

يعمل المنحل بالكهرباء كجسر. وبدون الرطوبة، لا يمكن لهذه الدائرة أن تكتمل. ولكن بمجرد تعرضها للماء - وخاصة المياه المالحة - يتسارع التآكل بسرعة.

هل يمكن أن تتلامس المعادن غير المتشابهة في الأماكن الخارجية؟

من المغري أن تنضم إليهم وتنسى. لكن ذلك غالباً ما يؤدي إلى أضرار باهظة الثمن لاحقاً.

نعم، يمكن للمعادن غير المتشابهة أن تتلامس في البيئات الخارجية، ولكن فقط إذا كانت معزولة أو مطلية بشكل صحيح لمنع التآكل الجلفاني.

الظروف الخارجية مثالية للتآكل الجلفاني: المطر والندى والتكثيف والتلوث. حتى الرطوبة يمكن أن تخلق طبقة إلكتروليت خفيفة.

ومع ذلك، فإن العديد من التصميمات الخارجية تستخدم الألومنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ معاً. المفتاح هو منع الاتصال المباشر و قطع المسار الكهربائي.

طرق الحماية الخارجية

تجنب أيضاً حبس الرطوبة في الوصلات. استخدم الأسطح المنحدرة أو التهوية أو الأختام التي تجف بسرعة. عندما يجب أن يكون المعدن مكشوفاً، أضف طلاء مضحٍ أو جدول فحص منتظم.

ما هو الدور الذي تلعبه الرطوبة في تفاعلهما؟

قد تبدو الرطوبة غير ضارة، ولكن بالنسبة للوصلات المعدنية المختلطة، فإنها تلعب دورًا رئيسيًا في التدمير.

تعمل الرطوبة كإلكتروليت في التآكل الجلفاني، مما يتيح تدفق الإلكترونات بين الألومنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ.

الماء النقي موصل ضعيف. ولكن في العالم الحقيقي، غالبًا ما يحتوي الماء على أملاح أو غبار أو أحماض أو ملوثات صناعية. وهذه تزيد من موصلية الماء مما يجعله موصلًا كهربائيًا قويًا.

وبدون رطوبة، يمكن أن يتلامس الألومنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ دون أي مشكلة تذكر. ولكن في اللحظة التي يدخل فيها الماء - حتى لو كان مجرد تكاثف - يبدأ التفاعل الكهروكيميائي.

مصادر الرطوبة التي تؤدي إلى التآكل الجلفاني

إذا كانت الرطوبة لا يمكن تجنبها، يجب عليك مقاطعة الدائرة. وهذا يعني الطلاءات أو الغسالات العازلة أو المواد العازلة.

كيف تصمم الهياكل لتجنب التفاعلات المعدنية؟

يؤدي سوء التصميم إلى فشل سريع. لكن التخطيطات الذكية يمكن أن تسمح للألومنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ بالتعايش بأمان.

لتجنب التفاعلات المعدنية، صمم الهياكل بحيث لا تتلامس المعادن غير المتشابهة أو تبقى جافة أو يتم فصلها بمواد غير موصلة.

ابدأ بفهم بيئتك. هل هي رطبة أو ساحلية أو معرضة للمواد الكيميائية؟ إذا كان الأمر كذلك، فقم بالتصميم مع مراعاة الصرف والتهوية.

بعد ذلك، اختر أدوات تثبيت ونجارة متوافقة. أو اعزلها بالكامل. قم أيضاً بتقليل المساحة السطحية المكشوفة للألومنيوم مقارنةً بالفولاذ المقاوم للصدأ - وهذا يقلل من معدل التآكل.

نصائح التصميم لتجنب التفاعلات الجلفانية

لا تنسى الطلاء! يمكن لطبقة طلاء بسيطة، إذا تم تطبيقها بشكل جيد، أن تضاعف العمر الافتراضي للهيكل المعدني المختلط.

الخاتمة

يمكن أن يتفاعل الفولاذ المقاوم للصدأ والألومنيوم عند التوصيل، خاصةً في الهواء الطلق. ولكن يمكن تجنب هذا التآكل عن طريق كسر المسار الكهربائي وإضافة الطلاءات واستخدام التصميم الذكي. مع التخطيط، يمكنك استخدام كلا المعدنين بأمان في هيكل واحد.