جلوگیری از خوردگی گالوانیکی

تمرکز خیلی کم روی خوردگی گالوانیکی ‌می‌تواند باعث شود که طراحی بسیار ضعیف گردد و این نتیجه‌ای است که هزینه زیادی برای تعمیر آن لازم خواهد بود. اما ‌می‌توان به راحتی از خوردگی گالوانیکی جلوگیری کرد.

خوردگی گالوانیکی که به خوردگی فلزات غیرمشابه نیز معروف است، یکی از سه نوع خوردگی در آلومینیوم است. سایر موارد خوردگی حفره‌ای و خوردگی شکافی هستند. تمرکز من در این مقاله بر خوردگی گالوانیکی است.

اجازه دهید کمی عقب برویم و به این نکته اشاره کنم که آلومینیوم حفاظت بسیار خوبی در برابر خوردگی دارد. این یک واقعیت است. واقعیت دیگر این است که خوردگی گالوانیکی در آلومینیوم در داخل خانه و در سایر اتمسفرهای خشک یا داخلی رخ نمی‌دهد.

با توجه به آنچه که بیان شد، خوردگی گالوانیکی آلومینیوم تحت شرایط زیر رخ ‌می‌دهد:

• جایی که تماس با فلز نجیب‌تری، مانند مس و فولاد کربنی، وجود دارد. پس از منیزیم و روی، آلومینیوم معمولاً در ترکیب با فلزات دیگر، نجیب‌ترین فلز است.
• جایی که همزمان، یک الکترولیت (با رسانایی خوب) بین فلزات و همچنین منبعی از اکسیژن وجود دارد.

به عبارت دیگر، خطر خوردگی گالوانیکی در آلومینیوم باید همیشه در محیط‌هایی با سطح کلرید بالا، مانند نواحی حاشیه دریا، در نظر گرفته شود. در جایی که آلومینیوم با فلز نجیب‎تری در تماس باشد و آب هم وجود داشته باشد، خوردگی وجود خواهد داشت.

‌

عایق الکتریکی و حفاظت کاتدی

من مطلب را با گفتن این نکته شروع کردم که تمرکز خیلی کم روی خوردگی گالوانیکی، ‌می‌تواند باعث ضعیف شدن طرح شود و نشان دادم که چگونه خوردگی گالوانیکی ‌می‌تواند رخ بدهد.

در اینجا سه راه برای جلوگیری از خوردگی گالوانیکی از طریق طراحی بهبود یافته آمده است:

• عایق الکتریکی. شما فلزات را نسبت به یکدیگر عایق الکتریکی ‌می‌کنید. عایق باید کاملا تماس بین فلزات را قطع کند.
• شکستن پل الکترولیتی. در مواردی که عایق کاری، دشوار است، برای مثال در سازه‌های بزرگ، یک راه حل جایگزین، جلوگیری از تشکیل پل الکترولیتی بین فلزات است. نقاشی ‌می‌تواند در این زمینه به شما کمک کند. من پیشنهاد ‌می‌کنم سطح کاتد، یعنی نجیب‌ترین فلز را پوشش دهید. همچنین ‌می‌توانید از یک لایه عایق بین فلزات استفاده کنید.
• حفاظت کاتدی. متداول‎ترین راه برای انجام این کار، نصب آندی از مواد کمتر نجیب (اغلب روی) در تماس فلزی مستقیم با جسم ‌آلومینیومی محافظت شده است. با انجام این کار، مواد کمتر نجیب – که خورده ‌می‌شوند – را به خاطر آلومینیوم ‌قربانی می‌کنید. ما آن را آند قربانی ‌می‌نامیم. یک راه دیگر برای به دست آوردن حفاظت کاتدی، اتصال جسم ‌آلومینیومی به قطب منفی یک منبع ولتاژ DC خارجی است.

‌

جایگزینی فولاد آبکاری شده با فولاد گالوانیزه گرم

کمی تفکر هوشمند همچنین به شما این امکان را ‌می‌دهد تا از خطر خوردگی در ترکیب فلزی آلومینیوم و فولاد گالوانیزه جلوگیری کنید و به خصوص در محیط‌های تهاجمی، ریسکی برای آن وجود دارد.

در ابتدا پوشش زینک فولاد گالوانیزه از حمله به آلومینیوم جلوگیری ‌می‌کند. این خوب است. اما متأسفانه هنگا‌می ‌که سطح فولاد پس از فرسودگی زینک در معرض قرار ‌می‌گیرد، این محافظت از بین ‌می‌رود.

شما ‌می‌توانید به سادگی با جایگزینی مواد آبکاری شده با فولاد گالوانیزه گرم، مقاومت سیستم را در برابر چنین حمله خوردگی بهبود بدهید، زیرا فلز غوطه‌ور داغ دارای پوشش ضخیم‌تری از زینک (روی) است و محافظت طولانی‎تری را ارائه ‌می‌دهد.

راه حل من؟ از مواد گالوانیزه غوطه‌ور داغ در ترکیب با آلومینیوم استفاده کنید.

‌

مقابله با خوردگی

آلومینیوم با سبکی، رسانایی بالا و هزینه کم، ثابت کرده است که فلزی عالی برای استفاده در مبدل‌های حرارتی و سایر کاربردهای  HVAC&R است. همچنین اگر با طراحی و پوشش‌های درست همراه شود، مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی خواهد داشت.

خوردگی به معنای زوال خواص یک ماده در اثر واکنش با محیط اطراف آن است. وقتی فلزات در معرض آب و اکسیژن قرار ‌می‌گیرند، با آن واکنش ‌می‌دهند (اکسید ‌می‌شوند).

آلومینیوم معمولاً در معرض اکثر شرایط محیطی، با سرعت کم دچار خوردگی ‌می‌شود، چون یک اکسید بسیار پایدار از آن محافظت ‌می‌کند. این فلز در معرض بسیاری از مواد شیمیایی تهاجمی‌، بسیار خوب عمل ‌می‌کند و در مواجهه با اسید فرمیک یا آمونیاک (به عنوان مبرد)، عملکردی بسیار بهتر از مس دارد.

با این وجود، درک اینکه چه زمانی ممکن است خوردگی آلومینیوم در کاربردهای HVAC&R رخ دهد، برای انتخاب مواد و طراحی مناسب، حائز اهمیت است. وقتی صحبت از کاربردهای HVAC&R ‌می‌شود، رایج‌ترین فرآیندهای خوردگی آلومینیوم عبارتند از خوردگی حفره‌ای، خوردگی یکنواخت و خوردگی گالوانیکی.

‌

خوردگی حفره‌ای

کوپلینگ (جفت شدن) میکروگالوانیکی به خوردگی حفره‌ای دامن ‌می‌زند. اکثر آلیاژها دارای چندین فاز بین فلزی هستند. در نوع حفره‌ای، خوردگی آلیاژهای آلومینیوم اساساً یک فرآیند میکروگالوانیکی بین فازها و آلیاژهای ماتریس است.

‌

خوردگی یکنواخت

آلومینیوم به راحتی یک لایه اکسید تشکیل ‌می‌دهد که در اکثر شرایط محیطی پایدار است. خوردگی آلومینیوم ممکن است زمانی اتفاق بیفتد که اکسید به دلیل شرایط محیطی خاص، تحت تأثیر موارد زیر شکسته می‌شود:

• pH  بالا، به عنوان مثال در حضور مواد شوینده قلیایی یا بتن
• pH  پایین
• HCl
• اسید فرمیک
• اسید باتری
• کلریدها
• نمک جاده، هوای دریا

‌

خوردگی گالوانیکی

خوردگی گالوانیکی یک فرآیند الکتروشیمیایی است و زمانی اتفاق ‌می‌افتد که دو فلز مختلف در حضور یک الکترولیت (مایع)، با یکدیگر تماس داشته باشند. در چنین شرایطی، دو فلز فعال‌تر سریع‌تر خورده می‌شوند و از فلز نجیب‌تر محافظت می‌شود. در اکثر ترکیبات با فلزات دیگر، آلومینیوم کمتر نجیب است و بنابراین خطر خوردگی گالوانیکی بیشتری دارد.

استفاده از محلول‌های پوششی، مانند روی یا محلول‌های پوشش لوله بسیار مهم است. همچنین توجه به ضخامت دیواره لوله، طراحی اتصالات لحیم کاری شده و انتخاب چفت و بست اتصال، برای افزایش طول عمر محصول ‌آلومینیومی نهایی با جلوگیری از خوردگی، بسیار اهمیت دارد.

خوردگی به معنای زوال خواص یک ماده در اثر واکنش با محیط اطراف آن است. وقتی فلزات در معرض آب و اکسیژن قرار ‌می‌گیرند، با آن واکنش ‌می‌دهند (اکسید ‌می‌شوند).

‌‎‏

به اطلاعات تخصصی بیشتری نیاز دارید؟
با ما تماس بگیرید تا درباره‌ی راهکارهای خلاقانه در صنعت آلومینیوم اطلاعات بیشتری کسب کنید.