هل يتآكل الألومنيوم؟ كيف تمنع تآكل الألومنيوم؟

يُعرف الألومنيوم بمقاومته للتآكل، ولكن في ظل ظروف معينة، يمكن أن يتآكل، مما يؤثر على سلامته الهيكلية ومظهره.

في حين أن الألومنيوم يشكل طبقة أكسيد واقية بشكل طبيعي، فإن التعرض لبيئات معينة يمكن أن يؤدي إلى التآكل، مما يستلزم اتخاذ تدابير وقائية للحفاظ على متانته.

يعد فهم أسباب تآكل الألومنيوم وطرق الوقاية منه أمرًا ضروريًا لضمان طول عمر مكونات الألومنيوم في مختلف التطبيقات.

ما الذي يسبب تآكل الألومنيوم؟

تنبع مقاومة الألومنيوم للتآكل من قدرته على تكوين طبقة رقيقة من الأكسيد الواقي عند تعرضه للهواء. ومع ذلك، يمكن أن تتعرض هذه الطبقة للخطر في ظروف معينة.

يمكن أن تؤدي عوامل مثل التعرض للمياه المالحة، والبيئات الحمضية أو القلوية، والتلامس مع المعادن غير المتشابهة إلى انهيار طبقة الأكسيد، مما يؤدي إلى التآكل.

الأسباب الشائعة لتآكل الألومنيوم

• التعرض للمياه المالحة: يمكن لأيونات الكلوريد في المياه المالحة أن تخترق طبقة الأكسيد وتعطلها، مما يؤدي إلى تآكل التنقر¹.
• البيئات الحمضية أو القلوية: يمكن أن تؤدي مستويات الأس الهيدروجيني الشديدة إلى تسريع عملية التآكل من خلال مهاجمة طبقة الأكسيد الواقية.
• التآكل الجلفاني: يحدث عندما يكون الألومنيوم في تلامس كهربائي مع معدن أكثر نبلاً في وجود إلكتروليت، مما يتسبب في تآكل الألومنيوم بشكل تفضيلي.
• الأضرار الميكانيكية: يمكن للخدوش أو السحجات أن تزيل طبقة الأكسيد، مما يعرض الألومنيوم العاري للعناصر المسببة للتآكل.

كيف يؤثر التآكل على خواص الألومنيوم؟

يمكن أن يؤثر التآكل بشكل كبير على الخصائص الميكانيكية والجمالية² من الألومنيوم، مما يؤدي إلى أعطال محتملة في التطبيقات الهيكلية.

يقلل التآكل من مساحة المقطع العرضي لمكونات الألومنيوم، مما يضعف سلامتها الهيكلية ويؤدي إلى فشل محتمل تحت الحمل.

آثار التآكل على الألومنيوم

• انخفاض القوة: الخسارة المادية الناجمة عن التآكل² يقلل من قدرة التحميل.
• تنقر السطح: يمكن أن يؤدي التآكل الموضعي إلى تكوين حفر تعمل كمركزات إجهاد، مما يؤدي إلى بدء التشقق.
• التدهور الجمالي: يؤدي التآكل إلى تشويه مظهر أسطح الألومنيوم، وهو أمر غير مرغوب فيه في التطبيقات المعمارية.
• زيادة تكاليف الصيانة: قد تتطلب المكونات المتآكلة عمليات فحص أو إصلاح أو استبدال متكررة.

ما هي الطرق التي تمنع تآكل الألومنيوم؟

يتضمن منع تآكل الألومنيوم تدابير وقائية تعزز المقاومة الطبيعية للمعدن وتحميه من البيئات المسببة للتآكل.

يعد تطبيق الطلاءات الواقية واختيار السبائك المناسبة والتحكم في التعرض البيئي استراتيجيات فعالة لمنع تآكل الألومنيوم.

التدابير الوقائية

• الطلاء بأكسيد الألومنيوم³: عملية كهروكيميائية تعمل على زيادة سماكة طبقة الأكسيد الطبيعية، مما يعزز مقاومة التآكل وصلابة السطح.
• الطلاءات الواقية⁴: تطبيق الدهانات أو الطلاء بالمساحيق أو المواد المانعة للتسرب لإنشاء حاجز ضد العناصر المسببة للتآكل.
• الحماية الكاثودية⁵: استخدام الأنودات القربانية لحماية هياكل الألمنيوم، خاصةً في البيئات البحرية.
• اختيار المواد: اختيار سبائك الألومنيوم ذات المقاومة العالية للتآكل لتطبيقات محددة.
• التحكم البيئي: الحد من التعرض للرطوبة والملح والملوثات من خلال اعتبارات التصميم والصيانة.

ما البيئات التي تسرع تآكل الألومنيوم؟

تكون بعض البيئات أكثر عدوانية ويمكنها تسريع تآكل الألومنيوم، مما يستلزم اتخاذ تدابير وقائية إضافية.

قد تؤدي البيئات ذات الرطوبة العالية أو محتوى الملح أو مستويات الأس الهيدروجيني العالية إلى إضعاف طبقة الأكسيد الواقية على الألومنيوم، مما يؤدي إلى تسريع التآكل.

البيئات العدوانية

• البيئات البحرية⁶: تركيز الملح العالي والرطوبة المرتفع والرطوبة يعززان التآكل الناتج عن التنقر والتآكل الشقوق.
• المناطق الصناعية⁷: يمكن أن يؤدي وجود ملوثات مثل ثاني أكسيد الكبريت إلى ظروف حمضية تهاجم طبقة الأكسيد.
• المناخات الاستوائية: يمكن أن تؤدي درجات الحرارة المرتفعة ومستويات الرطوبة العالية إلى تسريع عمليات التآكل.
• مصانع المعالجة الكيميائية: يمكن أن يؤدي التعرض لمختلف المواد الكيميائية إلى إضعاف مقاومة الألومنيوم للتآكل.

الخاتمة

إن مقاومة الألومنيوم الطبيعية للتآكل تجعله مادة قيّمة في مختلف الصناعات. ومع ذلك، فإن فهم العوامل التي يمكن أن تؤثر على هذه المقاومة وتنفيذ التدابير الوقائية أمر بالغ الأهمية لضمان طول عمر وأداء مكونات الألومنيوم في بيئات متنوعة.