كيفية منع التآكل الجلفاني في ملحقات السفن المصنوعة من سبائك النحاس والنيكل؟

يتطلب منع التآكل الجلفاني في ملحقات السفن المصنوعة من سبائك النحاس والنيكل فهم التفاعل الكهروكيميائي بين المعادن غير المتشابهة في البيئة البحرية والتحكم فيه. 

كيفية منع التآكل الجلفاني في ملحقات السفن المصنوعة من سبائك النحاس والنيكل

1. اختيار المواد والتوافق:

اختر معادن متشابهة: الطريقة الأكثر فعالية لمنع التآكل الجلفاني هي استخدام معادن قريبة من بعضها البعض في السلسلة الجلفانية. يتم اختيار سبائك النحاس والنيكل نفسها لمقاومتها الجيدة للتآكل في مياه البحر.

تجنب التركيبات غير المتوافقة: عندما يتعين استخدام النحاس والنيكل مع معادن أخرى، يجب الانتباه إلى مواقعها النسبية في السلسلة الجلفانية. على سبيل المثال، في حين أن النحاس والنيكل نبيلان نسبيًا، فإن ملامستهما لمعادن أكثر نبلاً مثل التيتانيوم أو بعض أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ يمكن أن تؤدي إلى تآكل النحاس والنيكل. وعلى العكس من ذلك، إذا تم توصيل النحاس والنيكل بمعادن أقل نبلاً (مثل الفولاذ أو الألومنيوم)، فإن المعدن الأقل نبلاً سوف يتآكل.

نسبة مساحة السطح: إذا كان لا بد من استخدام معادن غير متشابهة، فتأكد من أن المعدن الأنودي (الأقل نبلاً، القابل للتآكل) له مساحة سطح أكبر بكثير من المعدن الكاثودي (الأكثر نبلاً، المحمي). هذا يوزع التآكل على مساحة أكبر، مما يبطئ معدل التآكل على أي نقطة واحدة.

2. العزل الكهربائي:

قطع المسار الكهربائي: المبدأ الأساسي للتآكل الجلفاني هو تدفق الإلكترونات بين المعادن غير المتشابهة. من الضروري قطع هذا الاتصال الكهربائي.

استخدام مواد غير موصلة: أدخل مواد عازلة مثل الحشيات أو الغسالات أو الأكمام أو الطلاءات غير الموصلة بين ملحق النحاس والنيكل وأي معدن آخر يتلامس معه. هذا يفصل بينهما فعليًا ويمنع تدفق الإلكترونات.

وصلات عازلة: في أنظمة الأنابيب، يمكن استخدام وصلات عازلة (مصنوعة من البلاستيك أو مع إدخالات عازلة) لفصل المعادن المختلفة.

3. الطلاءات الواقية:

طلاءات الحاجز: استخدم دهانات أو إيبوكسيات أو طلاءات واقية أخرى مناسبة للاستخدام البحري لإنشاء حاجز مادي بين السطح المعدني وإلكتروليت مياه البحر.

نقطة حاسمة: إذا كان من الممكن طلاء معدن واحد فقط، فقم دائمًا بطلاء المعدن الكاثودي (الأكثر نبلاً). إذا تم طلاء المعدن الأنودي (الأقل نبلاً) ووجود خدش أو ثقب صغير، فسوف يؤدي ذلك إلى ظهور منطقة أنودية صغيرة معرضة لمساحة كاثودية كبيرة، مما يؤدي إلى تسارع التآكل الموضعي للأنود.

الطلاءات القابلة للتضحية: في حين أن النحاس والنيكل نفسه غالبًا ما يكون المادة ”النبيلة“ التي يجب حمايتها، في بعض الحالات، يمكن استخدام معدن أكثر نشاطًا مثل الزنك كطلاء (على سبيل المثال، الجلفنة على المكونات الفولاذية التي قد تكون بالقرب من النحاس والنيكل) للتضحية بنفسه وحماية المعدن الأساسي.

4. الحماية الكاثودية:

الأنودات القربانية: هذه طريقة شائعة وفعالة للغاية في البيئات البحرية. قم بتوصيل معدن أكثر نشاطًا (أقل نبلاً)، يُسمى الأنود القرباني، بالملحق النحاسي-النيكل أو بنظام الترابط العام للبدن. ستتآكل هذه الأنودات (المصنوعة عادةً من الزنك أو الألومنيوم أو المغنيسيوم) بشكل تفضيلي، ”تضحي“ بنفسها لحماية النحاس-النيكل والمعادن النبيلة الأخرى. 

اختيار مادة القطب الموجب:

الزنك: ممتاز للمياه المالحة.

الألومنيوم: يعمل جيدًا في كل من المياه المالحة والمياه المالحة قليلاً، ويستمر لفترة أطول من الزنك.

المغنيسيوم: للمياه العذبة فقط، لأنه يتآكل بسرعة كبيرة في المياه المالحة.

الفحص المنتظم: يجب فحص الأنودات القربانية بانتظام واستبدالها عندما تتآكل بنسبة 50٪ تقريبًا. إذا لم تتآكل، فهذا يعني أنها لا تعمل، وغالبًا ما يكون ذلك بسبب ضعف التلامس الكهربائي.

الحماية الكاثودية بالتيار المطبق (ICCP): بالنسبة للسفن الكبيرة أو الأنظمة المعقدة، يمكن استخدام مصدر طاقة خارجي للتيار المستمر لتوفير تيار وقائي لمكونات النحاس والنيكل، مما يدفع تفاعل التآكل في الاتجاه المعاكس. وهذا يوفر مزيدًا من التحكم في مستوى الحماية.

5. اعتبارات التصميم:

التصريف: تصميم ملحقات السفن وتركيباتها لمنع تراكم المياه الراكدة أو الإلكتروليت عند الوصلات المعدنية غير المتشابهة. دمج فتحات تصريف وأسطح مائلة.

سهولة الوصول: تصميم يسهل فحص وصيانة الوصلات والأنودات القابلة للتآكل.

مثبتات مناسبة: استخدم مثبتات مصنوعة من نفس مادة المكون الرئيسي، أو إذا كانت مختلفة، فاختر مثبتات كاثودية (أكثر نبلاً) بالنسبة للمكون الهيكلي الأكبر لتجنب التآكل الموضعي للمثبت.

6. العزل الكهربائي (للطاقة الشاطئية):

عازلات كهربائية: عندما يتم توصيل القارب بمصدر طاقة على الشاطئ، يمكن أن يتسبب سلك التأريض في تكوين دائرة كهربائية مع القوارب الأخرى أو هياكل المرسى. تعمل العازلات الكهربائية على منع التيارات الكهربائية ذات الجهد المنخفض التي تسبب التآكل، مع السماح بمرور التيار المتردد من أجل السلامة.

محولات العزل: للحصول على أقصى درجة من الحماية، توفر محولات العزل فصلًا كهربائيًا كاملًا بين النظام الكهربائي للقارب ومصدر الطاقة على الشاطئ.

7- الصيانة والرصد:

الفحوصات الدورية: افحص دوريًا جميع الملحقات المصنوعة من النحاس والنيكل ووصلاتها بحثًا عن علامات التآكل أو تلف الطلاء أو استنفاد الأنودات القربانية.

التنظيف: اشطف الملحقات بانتظام بالماء العذب لإزالة رواسب الملح ومنع التلوث البيولوجي الذي يمكن أن يساهم في التآكل الموضعي.

الإصلاح الفوري: عالج أي علامات للتآكل أو تلف الطلاء على الفور لمنع المزيد من التدهور.

من خلال تنفيذ مجموعة من هذه الاستراتيجيات، يمكن منع التآكل الجلفاني في ملحقات السفن المصنوعة من سبائك النحاس والنيكل بشكل فعال أو التخفيف منه بشكل كبير، مما يطيل من عمرها ويضمن سلامة السفينة.