تأثير أيونات الكلور على تآكل الفولاذ الكربوني والفولاذ المقاوم للصدأ

يبدو أنه تآكل بسبب فرق الجهد، لا أفهم التفاصيل بالضبط. علاوة على ذلك، عند وضع الفولاذ الكربوني مع الفولاذ المقاوم للصدأ، فمن سيتعرض للتآكل في النهاية؟ يقول البعض إنه يتسبب في تآكل الفولاذ الكربوني، فإذا كان الفولاذ الكربوني يتضرر معًا، فما الذي يدعو للخوف؟ @ylb913 @سمكة_الصحراء

وضع قطعة من الفولاذ الكربوني بجانب الفولاذ المقاوم للصدأ يؤدي إلى تلوث الفولاذ المقاوم للصدأ

يرتبط ارتباطًا وثيقًا بدرجة الحرارة والضغط والتركيز: فالمعادن التي تكون في حالة خمول لا تزال تمتلك قدرة معينة على الاستجابة، أي أن عملية ذوبان طبقة الخمول وإصلاحها (إعادة الخمول) تكون في حالة توازن ديناميكي. عندما يحتوي الوسط على أيونات سالبة نشطة (مثل أيونات الكلور)، يتم كسر التوازن ويصبح الذوبان هو السائد. السبب في ذلك هو أن أيونات الكلور تتمكن من الالتصاق بشكل انتقائي على طبقة التثبيط، مما يؤدي إلى طرد ذرات الأكسجين، ثم تتحد مع الكاتيونات الموجودة في طبقة التثبيت لتشكيل كلوريدات قابلة للذوبان. ونتيجة لذلك، تتشكل فجوات صغيرة في النقاط المحددة من المعدن الأساسي المكشوف، حيث يتراوح قطر هذه الفجوات بين 20 و30 ميكرومترًا. تُسمى هذه الفجوات الصغيرة “نوى التآكل”， ويمكن اعتبارها أيضًا مراكز نشطة لتكوين فجوات التآكل. يؤدي وجود أيونات الكلور إلى تدمير الحالة الخاملة للفولاذ المقاوم للصدأ بشكل مباشر. يمكن ملاحظة في منحنى العلاقة بين الجهد والتيار، الذي يتم قياسه باستخدام طريقة الجهد الثابت على عينات الفولاذ المقاوم للصدأ الموجودة في محاليل تحتوي على تركيزات مختلفة من أيونات الكلور، أن جهد الأنود يصل إلى قيمة معينة، ثم يقل كثافة التيار فجأة، وهو ما يدل على بدء تكوّن طبقة حماية مستقرة. وتكون مقاومة هذه الطبقة مرتفعة، وتظل ثابتة ضمن نطاق جهد معين (منطقة الحماية). مع ارتفاع تركيز أيونات الكلور، يزداد كثافة التيار الحرج، كما يرتفع الجهد اللازم لحدوث عملية التبليد، ويقل حجم المنطقة المتأثرة بعملية التبليد. يُفسر هذا الخاصية بأنه في منطقة الجهد المخمد، يتنافس أيونات الكلور مع المواد المؤكسدة على الدخول إلى الطبقة الرقيقة، ونتيجة لذلك تظهر عيوب في البنية البلورية، مما يقلل من مقاومة الأكسيد. لذلك، في البيئات الموجودة فيها أيونات الكلور، لا يحدث التخدير بسهولة، كما أن الحفاظ على حالة التخدير أمر صعب أيضًا. في الخزانات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ من النوع أوستينيتي، إذا كان هناك محلول من الكلوريدات، فإن ذلك قد يؤدي أيضًا إلى تآكل ناتج عن الإجهاد. يعود ذلك إلى أن أيونات الكلور في المحلول تدمر طبقة التأكسد الموجودة على سطح الفولاذ المقاوم للصدأ، وتحت تأثير الإجهادات الشدية، تظهر شقوق في المناطق التي تضررت من طبقة التأكسد، وتصبح هذه المناطق أقطابًا موجبة في خلية التآكل. وقد يؤدي التآكل الكهروكيميائي المستمر في النهاية إلى تلف المعدن. لا يرتبط هذا التآكل بشكل كبير بتركيز أيونات الكلور، فحتى كميات صغيرة من أيونات الكلور قد تسبب التآكل الناتج عن الإجهاد. في الإنتاج الفعلي، لا تتعرض بعض المعدات للتآكل والتدمير في ظروف التشغيل الطبيعية، بل يحدث تشققات ناتجة عن التآكل تحت الضغط أثناء فترات توقف التشغيل، بسبب تكثف سوائل الكلوريدات ذات التركيز المنخفض (5%) المتبقية داخل الخزانات.

يعتبر تآكل الفولاذ المقاوم للصدأ بواسطة أيونات الكلور من نوع التآكل الكهروكيميائي، أي أنه إذا كان هناك ثقوب أو فجوات على سطح الفولاذ المقاوم للصدأ، فإن أيونات الكلور تتراكم داخل تلك الثقوب أو الفجوات، بينما تتحرك الأيونات الموجبة الموجودة داخل تلك الفجوات إلى الخارج، مما يؤدي إلى حدوث التآكل. وبالمثل، يسبب أيونات الكلور تآكلًا في الفولاذ الكربوني أيضًا. يوجد علاقة بين معدل التآكل وتركيز أيونات الكلور.

قد يتعرض الفولاذ المقاوم للصدأ من النوع أوستينيتي للتآكل إذا تجاوزت نسبته 25 جزءًا في المليون.

يؤثر بشكل أساسي على الفولاذ المقاوم للصدأ، وعادةً لا يتجاوز 300

تتعرض الفولاذ المقاوم للصدأ للتآكل في بيئة الأيونات الكلورية، حيث إذا تجاوزت نسبة الأيونات الكلورية 25 جزءًا في المليون، فإن الفولاذ المقاوم للصدأ يصاب بالتآكل الناتج عن الإجهاد، والتآكل الثقبي، والتآكل بين البلورات. في الواقع، في التطبيقات الهندسية حيث تكون نسبة أيونات الكلور مرتفعة جدًا، يتم استخدام طلاء ZS-711 المضاد للتآكل من شركة زيشينغ ويهوا. وهذا الطلاء يساعد بفعالية في منع تآكل الفولاذ المقاوم للصدأ بسبب أيونات الكلور، كما يمنع أيضًا تآكل الفولاذ المقاوم للصدأ بسبب الكلوريدات التي تحتوي على أكسجين، خاصة عندما تكون كمية الأكسجين أكبر من 1.0×10-6. إن طلاء المضاد للتآكل غير العضوي يوفر حماية فعالة ضد تأثير أيونات الكلور. تسبب أيونات الكلور عالية التركيز في تآكل الفولاذ المقاوم للصدأ، حيث يحدث تآكل ناتج عن الإجهاد في بيئة مليئة بأيونات الكلور والأكسجين. تشكل حالات الفشل الناتجة عن التآكل تحت الضغط نسبة تصل إلى حوالي 45%. اتخاذ تدابير وقائية، وطلاء السطوح بطلاء مضاد للتآكل غير عضوي، لإطالة عمر الفولاذ المقاوم للصدأ ومنع تآكله بسبب أيونات الكلور عالية التركيز.