אנו מסבירים מהי קורוזיה ואיזה סוגי קורוזיה קיימים. דוגמאות וכיצד להימנע מכך. בנוסף, הקשר בין קורוזיה לחמצון.
מהי קורוזיה?
קורוזיה תהליך השפלה של חומרים מסוימים, כתוצאה מתגובה אלקטרוכימית, כלומר של הפחתת תחמוצת, מסביבתו.
מדובר על א תופעת טבעספונטני, המשפיע בעיקר (אם כי לא בלעדי) על מתכות. מהירות התגובה תלויה ב טֶמפֶּרָטוּרָה שאליו זה מתרחש, כמו גם את נכסים של ה אלמנטים מעורב, במיוחד המליחות שלו.
קורוזיה היא תהליך כימי שבו מתערבים בדרך כלל שלושה גורמים: היסוד הקורוזיס, ה סביבה ובאופן כללי, ה מים. עם זאת, ישנם גם חומרים קורוזיביים, כלומר מסוגלים לייצר את הקורוזיה של החומרים איתם הם באים במגע ישיר.
מצדה, תעשיית המתכות חוקרת קורוזיה כאויב חשוב שיש להתגבר עליה מוצרים, במיוחד אלה החשופים לסביבה, בחלקי אדריכלות או בנייה. למעשה, ההערכה היא שבכל כמה שניות הולכים לאיבוד ברחבי העולם כחמישה טונות של פלדה עקב קורוזיה.
סוגי קורוזיה
בגדול, ישנם שני סוגים של קורוזיה: כימית ואלקטרוכימית, בהתאם לסוג החומרים והתגובות המעורבים:
- קורוזיה כימית. מתרחש כאשר חומר מגיב ב-a נוזל אוֹ גַז מאכל, עד להמסה מלאה או עד שהנוזל רווי. זה יכול לקרות בדרכים שונות:
- התקפת מתכת נוזלית. זה מתרחש כאשר מתכת מוצקה ומתכת נוזלית אחרת באים במגע, והראשונה נשחקת בנקודות התורפה שלה על ידי השנייה.
- שטיפה סלקטיבית. זה מתרחש כאשר יש קורוזיה סלקטיבית בפנים סגסוגות מַתַכתִי.
- התקפה כימית. זה מתרחש עם תגובות כימיות אגרסיביות על ידי ממסים עוצמתיים, כגון אלו שמסוגלים להתמוסס פולימרים, נחשב בדרך כלל עמיד בפני קורוזיה.
- קורוזיה אלקטרוכימית. זה מתרחש בדרך כלל במתכות, כאשר שלהם אטומים לאבד אלקטרונים והם הופכים יונים. זה יכול להתרחש בדרכים שונות:
- קורוזיה מיקרוביולוגית. כאשר נגרם על ידי אורגניזמים חיים מיקרוסקופיים המסוגלים לשנות את הכימיה של חומרים, כגון בַּקטֶרִיָה, אצות ו פטריות.
- קורוזיה גלווני. היא האינטנסיבית מכולם ומתרחשת כאשר מתכות שונות מקיימות אינטראקציה זו עם זו, ואחת פועלת כאנודה והשנייה כקתודה, ויוצרת מה שמכונה סוללה גלוונית.
- קורוזיה על ידי אוורור פני השטח. המכונה אפקט אוונס, הוא מתרחש על משטחים שטוחים הממוקמים במקומות לחים ומלוכלכים, אשר מקדמים סביבות טעונות אלקטרונית שלילית.
דוגמאות לקורוזיה בחיי היומיום
כמה דוגמאות לקורוזיה בחיי היומיום הן:
- קורוזיה של צינורות מים. זה מתרחש במיוחד באלה המתכתיים, הנוטים להישבר עם הזמן ולזהם את המים במינונים קטנים של תחמוצת, המעניקים להם צֶבַע שחור או חום.
- חלודה על מתכות חשופות למים. זה מתרחש על לוח של מכונת כביסה אוטומטית, או דלתות של מכוניות שנותרו על החוף, שם הסביבה המלוחה מאיצה את התגובה החמצונית ועד מהרה נסדקים ומופיעים כתמי החלודה החומים האופייניים.
- צבע פסל החירות. הטון המקורי שלו לא צריך להיות ירקרק, אלא צבע נְחוֹשֶׁת, חומר ממנו הוא עשוי. להיות מוקף במים, ה לחות שֶׁל אוויר הוא מתחמצן ומכסה אותו באבק ירקרק (תחמוצת נחושת), תוצר של קורוזיה.
- קורוזיה של קופסאות פח. קופסאות שימורים שהיו יותר מדי זמן במזווה מתחילות להראות כתמים חומים בחלקן אזורים, סימן חד משמעי לכך שקורוזיה באוויר החלה להשפיע עליהם.
איך למנוע קורוזיה?
המאבק בקורוזיה הוא חלק מתעשיות המתכת, שיש להן מנגנונים שונים להימנע או להאט את תהליכי התפוררות המתכת הללו, כגון:
- ציפויים. מתכות רבות מצופות בפולימרים או פלסטיק, למשל, כדי למנוע או למזער קורוזיה סביבתית, לבודד אותם מסביבתם בחומר עמיד יותר לסוג זה של תגובה.
- סגסוגות. שילובים רבים של מתכות נותנים לתוצאה עמידות גבוהה יותר בפני קורוזיה, כגון פלדות סגסוגות אבץ.
- מעכבי קורוזיה. הוא בערך חומרים כימיים יש להם את התכונה להאט או למנוע את התהליך הטבעי של קורוזיה של חומרים מסוימים, ולכן מספיק לטבול אותם בסרט שלהם כדי להפוך אותם לעמידים יותר.
- בחירת חומרים. הפתרון הפשוט ביותר הוא לבחור היטב אילו חומרים להשאיר חשופים לסביבה ואילו לא, ובאילו להשתמש לעבודות החשופות לפגעי מזג האוויר או לפעולת המים, למשל.
קורוזיה וחמצון
למרות שלעתים קרובות זה לא נקרא כך, חמצון הוא תגובת קורוזיה שכן חליפין אלקטרוני מתרחש בכל פעולת חמצון, שניתן לסווג כקורוזיה אלקטרוכימית.
מסיבה זו, מתכות שנותרו בשטח פתוח או שקועות במים מתכלות, מכיוון שהן מגיבות עם חמצן באוויר או במים ויוצרות שכבות תחמוצת על פני השטח שלהן, המונעות קורוזיה. תגובה כימית להמשיך להתקדם.
עם זאת, שכבת תחמוצת זו מוסרת מכנית והשכבות העמוקות יותר של המתכת נחשפות שוב לחמצן, וכתוצאה מכך הרס מוחלט של החומר. תהליך זה מהיר במיוחד בסביבות מלוחות, שכן נתרן כלורי פועל כזרז לתגובה, ומאיץ אותה.