بيانات مقاومة المواد الكيميائية لبثق الألومنيوم؟

التعرض للمواد الكيميائية هو خطر خفي في العديد من المشاريع. يفترض العديد من المشترين أن الألومنيوم آمن دائمًا. هذا الافتراض الخاطئ غالبًا ما يؤدي إلى التآكل والفشل وخسارة التكلفة.

تتمتع قضبان الألمنيوم المقذوفة بمقاومة كيميائية جيدة للعديد من البيئات الشائعة، ولكن مستوى المقاومة يعتمد على السبيكة وحالة السطح ونوع المادة الكيميائية.

يطلب العديد من المشترين بيانات المقاومة، ولكن قلة منهم يعرفون كيفية قراءتها. يشرح هذا المقال مقاومة الألومنيوم المبثوق للمواد الكيميائية بعبارات واضحة وعملية، استنادًا إلى خبرة إنتاجية حقيقية.

ما هي المواد الكيميائية التي تقاومها منتجات الألمنيوم المبثوقة؟

غالبًا ما يحدث التلف الكيميائي ببطء. يبدأ بتغير اللون. ثم تظهر النقرات. وأخيرًا، يفقد المظهر قوته. يمكن تجنب العديد من حالات الفشل من خلال معرفة المواد الكيميائية التي يمكن للألومنيوم مقاومتها.

تقاوم منتجات الألمنيوم المبثوقة العديد من المواد الكيميائية المحايدة والمعتدلة، بما في ذلك الماء والهواء والكحول والأحماض الضعيفة، ولكنها تتفاعل بقوة مع الأحماض القوية والقلويات.

تأتي هذه المقاومة من طبقة أكسيد طبيعية تتشكل على أسطح الألومنيوم. هذه الطبقة رقيقة ولكنها مستقرة في العديد من البيئات.

حماية طبيعية من الأكسدة

عندما يتلامس الألمنيوم مع الهواء، فإنه يشكل طبقة أكسيد. هذه الطبقة كثيفة وتلتصق بقوة بسطح المعدن. وهي تمنع وصول الأكسجين والرطوبة إلى المعدن الأساسي.

هذا هو السبب في أن الألومنيوم يعمل بشكل جيد في الاستخدام الخارجي والمناطق الداخلية الجافة والبيئات الصناعية المعتدلة.

المواد الكيميائية الألومنيوم عادة ما يقاوم بشكل جيد

في الاستخدام اليومي والصناعي، تُظهر منتجات الألمنيوم المبثوقة مقاومة قوية للعديد من المواد.

النوع الكيميائي	مستوى المقاومة	بيئة الاستخدام النموذجية
المياه العذبة	ممتاز	أنظمة التبريد
مياه البحر	جيد	الهياكل البحرية
الكحول	ممتاز	عمليات التنظيف
الأحماض العضوية الضعيفة	جيد	معدات غذائية
الزيوت والوقود	ممتاز	إطارات الماكينات

هذه المواد الكيميائية لا تكسر طبقة الأكسيد بسرعة. في كثير من الحالات، يمكن أن يدوم الألمنيوم لعقود دون أن يظهر عليه أي تلف.

المواد الكيميائية التي لا يقاومها الألومنيوم

بعض المواد الكيميائية تهاجم الألومنيوم بقوة. فهي تدمر طبقة الأكسيد وتكشف المعدن الأساسي.

النوع الكيميائي	خطر التفاعل	الأضرار النموذجية
الأحماض القوية	عالية	التقرح وفقدان الكتلة
القلويات القوية	عالية جداً	هجوم سريع على السطح
الكلوريدات عند درجات حرارة عالية	متوسطة إلى عالية	التآكل الموضعي
مركبات الزئبق	متطرف	فشل هيكلي

هذا هو السبب في عدم استخدام الألومنيوم في بعض المصانع الكيميائية ما لم يتم توفير حماية إضافية.

الاختلافات في السبائك مهمة

لا تتصرف جميع منتجات الألمنيوم المبثوقة بنفس الطريقة. تعتبر السبائك 6063 و 6061 شائعة، ولكن مقاومتها ليست متطابقة.

6063 يتمتع بجودة سطح أفضل ومقاومة للتآكل. 6061 يتمتع بقوة أعلى ولكن مقاومة كيميائية أقل قليلاً في بعض الظروف.

يصبح هذا الاختلاف حاسماً في بيئات التعرض طويلة الأمد.

كيف يؤثر طلاء السطح على المقاومة الكيميائية؟

يركز العديد من المشترين على درجة السبائك فقط. وهذا غالبًا ما يؤدي إلى اختيار مواد خاطئة. الطلاء السطحي لا يقل أهمية عن المعدن الأساسي.

تحسن الطلاءات السطحية المقاومة الكيميائية بشكل كبير عن طريق إغلاق سطح الألومنيوم ومنع التلامس الكيميائي.

توفر الطلاءات المختلفة مستويات حماية مختلفة. يعتمد الاختيار على نوع المادة الكيميائية ودرجة الحرارة ووقت التعرض.

لماذا تغير الطلاءات سلوك المقاومة

يعمل الطلاء كحاجز. فهو يمنع المواد الكيميائية من ملامسة الألومنيوم مباشرة. إذا بقي الطلاء سليماً، يتوقف التآكل.

إذا فشل الطلاء، يبدأ التآكل بسرعة. لهذا السبب فإن جودة الطلاء أكثر أهمية من سماكته وحدها.

أنواع الطلاء الشائعة للبثق الألومنيوم

الطلاء بأكسيد الألومنيوم

يؤدي عملية الأكسدة إلى زيادة سماكة طبقة الأكسيد. كما أنها تحسن مقاومة التآكل والتلف. كما أنها تخلق بنية مسامية يمكن إغلاقها.

يتميز الألمنيوم المؤكسد بأداء جيد في البيئات الكيميائية المعتدلة. ومع ذلك، ليست جميع الطبقات المؤكسدة متساوية.

طلاء المسحوق

يضيف الطلاء المسحوق طبقة بوليمرية فوق الألومنيوم. ويوفر مقاومة قوية للعديد من الأحماض والأملاح.

كما أنه يحسن المظهر ومقاومة الأشعة فوق البنفسجية. ولكن بمجرد حدوث خدش، يمكن أن يتآكل الألومنيوم المكشوف.

طلاء بالكهرباء

يوفر هذا الطلاء تغطية موحدة، حتى في الأخاديد العميقة. كما يوفر مقاومة جيدة للرطوبة والمواد الكيميائية الخفيفة.

غالبًا ما يستخدم في التطبيقات المعمارية والسيارات.

اختيار الطلاء بناءً على التعرض للمواد الكيميائية

نوع الطلاء	مقاومة الأحماض	مقاومة القلويات	الاستخدام النموذجي
الطلاء بأكسيد الألومنيوم	متوسط	منخفضة	الهندسة المعمارية
طلاء المسحوق	عالية	متوسط	إطارات خارجية
الرحلان الكهربائي	متوسط	متوسط	قطع غيار السيارات

يؤدي اختيار الطلاء الخاطئ إلى فشل مبكر، حتى مع استخدام سبيكة عالية الجودة.

رؤية حقيقية للإنتاج

في المشاريع السابقة، فشلت المقاطع ذات الطلاء الأنود الرقيق في خطوط التنظيف القلوية. أما المقاطع نفسها المطلية بالبودرة فقد استمرت لسنوات.

هذا الاختلاف ناتج عن اختيار الطلاء، وليس عن تغيير السبائك.

هل يمكن للأسطح المؤكسدة مقاومة المواد الكيميائية القاسية؟

غالبًا ما يُساء فهم عملية الأكسدة. يعتقد العديد من المشترين أن الألومنيوم المؤكسد مقاوم للمواد الكيميائية. يؤدي هذا الاعتقاد إلى أخطاء مكلفة.

تقاوم الأسطح المؤكسدة المواد الكيميائية الخفيفة بشكل جيد، ولكنها لا تستطيع تحمل التعرض الطويل للأحماض القوية أو القلويات.

فهم حدود عملية الأنودة أمر بالغ الأهمية في البيئات الكيميائية.

كيف يعمل عملية الأكسدة بالفعل

يحول الأكسدة السطحية السطح إلى أكسيد الألومنيوم. هذه الطبقة من الأكسيد أكثر سمكًا من الأكسيد الطبيعي.

تحتوي الطبقة على مسام. يمكن لهذه المسام امتصاص الأصباغ أو مواد الإغلاق.

يحسن الختم المقاومة ولكنه لا يجعل الألومنيوم محصنًا.

الأداء في المواد الكيميائية المختلفة

يتميز الألمنيوم المؤكسد بأداء جيد في:

• ماء محايد
• التعرض الجوي
• منظفات معتدلة
• الأحماض العضوية الضعيفة

أداؤه ضعيف في:

• محاليل هيدروكسيد الصوديوم
• حمض الهيدروكلوريك
• حمض الكبريتيك بتركيز عالٍ

هذه المواد الكيميائية تذيب طبقة الأكسيد بمرور الوقت.

تأثير سماكة الطلاء بالأنودة

يزيد السماكة في عملية الأكسدة من المقاومة. لكن التحسن محدود.

سُمك الأنودة	مستوى المقاومة الكيميائية
5-10 ميكرون	الأساسيات
10-15 ميكرون	متوسط
20-25 ميكرون	أعلى ولكن محدود

حتى الطلاء الأنود السميك سيفشل في الخزانات القلوية القوية.

الأنودة المختومة مقابل الأنودة غير المختومة

يؤدي الإغلاق إلى سد مسام السطح. وهذا يقلل من تغلغل المواد الكيميائية.

الأنودة غير المختومة تمتص السوائل بسهولة. وهذا يؤدي إلى تسريع التآكل.

تحدث العديد من حالات الفشل بسبب عدم إحكام إغلاق عملية الأكسدة.

نصائح عملية من الإنتاج

بالنسبة للمصانع الكيميائية، نادراً ما يكفي الأكسدة وحدها. من الأكثر أماناً استخدام طبقة طلاء ثانوية أو تغيير المواد.

يعمل الأكسدة بشكل أفضل في الاستخدامات المعمارية والصناعية الخفيفة.

ما هي معايير الاختبار التي تقيس بيانات المقاومة؟

لا تعني ادعاءات المقاومة الكيميائية الكثير بدون بيانات الاختبار. يتلقى العديد من المشترين تقارير ولكنهم لا يعرفون ما الذي تظهره.

يتم قياس بيانات المقاومة الكيميائية باستخدام اختبارات التآكل والتعرض الموحدة المحددة بمعايير دولية.

تساعد هذه المعايير على مقارنة المواد في ظل ظروف خاضعة للرقابة.

أهمية المعايير

بدون معايير، لا يمكن مقارنة النتائج. ظروف الاختبار تغير النتائج.

تحدد المعايير نوع المادة الكيميائية وتركيزها ودرجة الحرارة ووقت التعرض.

معايير الاختبار الشائعة لسبائك الألومنيوم

معايير ASTM

توفر ASTM طرق اختبار التآكل المستخدمة على نطاق واسع.

ASTM B117 هو اختبار رش الملح. وهو يظهر مقاومة البيئات التي تحتوي على الكلوريد.

تقيس ASTM G31 التآكل الناتج عن الغمر في السوائل.

معايير ISO

تركز معايير ISO على طرق الاختبار الموحدة.

ISO 9227 مشابه لاختبار رش الملح.

تختبر ISO 11846 مقاومة المواد الكيميائية المستخدمة في التنظيف الصناعي.

معايير EN

غالبًا ما تُستخدم معايير EN في أوروبا.

وهي تركز على جودة الألمنيوم المعماري ومعالجة الأسطح.

ماذا تخبرك بيانات الاختبار حقًا

تُظهر نتائج الاختبار الأداء النسبي. وهي لا تتنبأ بعمر الخدمة الدقيق.

الملف الشخصي الذي يجتاز 1000 ساعة من رش الملح لا يدوم إلى الأبد في الاستخدام الفعلي.

كيفية قراءة تقارير الاختبار بشكل صحيح

يجب على المشترين التركيز على:

• النوع الكيميائي المستخدم
• مستوى التركيز
• درجة الحرارة
• مدة التعرض
• تعريف الفشل

تجاهل هذه التفاصيل يؤدي إلى استنتاجات خاطئة.

مثال حقيقي لخطأ ارتكبه مشترٍ

وافق أحد المشترين ذات مرة على مقاطع مطلية بالأنود بناءً على بيانات رش الملح فقط. كانت البيئة الحقيقية هي التنظيف القلوي.

فشلت الملفات الشخصية في غضون أشهر لأن الاختبار لم يتطابق مع الواقع.

الخاتمة

تعتمد مقاومة الألمنيوم المبثوق للمواد الكيميائية على السبائك والمعالجة السطحية وظروف التعرض الفعلية. إن فهم الحدود واختيار الطلاء المناسب وقراءة بيانات الاختبار بشكل صحيح يمنع حدوث أعطال مكلفة ويحسن الأداء على المدى الطويل.