5 حقیقت که باید در مورد خوردگی آلومینیوم بدانید!

دلیل محبوبیت آلومینیوم چیست؟

آلومینیوم به وفور در کرۀ زمین یافت می شود. حدود 8٪ از پوسته زمین حاوی آلومینیوم است. این فلز همچنین 100٪ قابل بازیافت بوده و قابلیت بازیافت به طور نامحدود و بدون کاهش چشمگیر کیفیت را دارد.

وزن کلی (Overall Weigh) آلومینیوم یک سوم فولاد است.  این خاصیت باعث می شود این فلز در صنایع خودرو و هوافضا بسیار ارزشمند باشد. خاصیت مطلوب دیگر آلومینیوم، سرسختی (Tenacity) آن است. این خاصیت به معنی مقاومت ماده در برابر تغییر شکل بوده و آن را برای ساخت اجزا و سازه های سبک و بادوام ایده آل می کند.

علاوه بر این، آلومینیوم به تعمیر و نگهداری زیادی احتیاج ندارد و معمولا سال ها در شرایط مناسب محیطی دوام می آورد. این خصوصیات مطلوب با این واقعیت تکمیل می شود که این ماده به خوبی با سایر فلزات مخلوط می شود و آلیاژهای فلزی قوی تر و با دوام تری ایجاد می کند.

حقایقی جالب در مورد خوردگی آلومینیوم

علی رغم این که آلومینیوم ماده ای بسیار بادوام محسوب می شود، محدودیت های خاص خود را دارد. در بخش های بعدی، به برخی از حقایق جالب در مورد خوردگی این فلز اشاره می کنیم که شما به عنوان یک متخصص فعال در صنعت، بایستی با آن ها آشنا باشید:

1) آلومینیوم به طور طبیعی در برابر خوردگی مقاوم است

مقاومت آلومینیوم در برابر خوردگی عامل محبوبیت آن در بسیاری از کاربردهای صنعتی و خانگی شده است. این خاصیت متعلق به خانوادۀ بور است. به این ترتیب که این خانوادۀ عنصری به سرعت اکسید می شوند تا در شرایط عادی بسیار بی اثر باشند.

آلومینیوم در شکل طبیعی و خالص خود بسیار واکنش پذیر است. با این حال، به محض قرار گرفتن در معرض هوا، سطح آن با اکسیژن واکنش داده و یک لایۀ اکسید آلومینیوم (Al₂O₃) تشکیل می دهد. این لایه اکسید از فلز پایه در برابر واکنش های بعدی محافظت کرده و به حفظ دوام آن کمک می کند. لایۀ اکسید بسیار نازک است (حدود 2.5 نانومتر) و می توان آن را با خراش از بین برد. با این حال، در صورت خراش نیز فلز به سرعت با جو واکنش نشان می دهد و مجددا محافظت را از سر می گیرد.

5

دقیــقه مطالعه

آلومینا (اکسید آلومینیوم)

اکسید آلومینیوم با فرمول شیمیایی Al2O3 یکی از شناخته شده ترین سرامیک های مهندسی ...

2) آلومینیوم تحت برخی شرایط به سرعت دچار خوردگی می شود

آلومینیوم بهترین انتخاب برای بسیاری از شرایط محیطی است. لایۀ اکسید موجود در سطح آن در بازه وسیعی از pH (4 تا 8.5) تحت تأثیر قرار نمی گیرد. علاوه بر این، این لایه می تواند خود را ترمیم کند. این ترمیم به ساختارهای آلومینیومی اجازه می دهد تا به عملکرد خود ادامه دهند، حتی اگر برای مدت کوتاهی در معرض محیط های تهاجمی قرار گیرند.

با این وجود، مواردی وجود دارد که در صورت عدم توجه، آلومینیوم در معرض خوردگی قرار می گیرد. این شرایط عبارتند از:

• شرایط اسیدی/قلیایی شدید (pH زیر 4 و بالاتر از 9)
• قرار گرفتن مداوم در معرض رطوبت
• فضاهای داخلی تهویه نشده و محصور
• محیط های دریایی
• شرایط مستعد خوردگی گالوانیک

3) آلومینیوم بهترین دوام را در محیط های دینامیک دارد

دوام آلومینیوم در محیط های پویا (دینامیک) بی نظیر است. بسیاری از مواد عنوان مقاوم در برابر خوردگی را یدک می کشند، اما این مواد فقط در شرایط استاتیک می توانند پایدار بمانند. از طرف دیگر، آلومینیوم محدودیت های زیست محیطی کمی دارد. البته به شرطی که به لایه اکسیدی زمان کافی برای ترمیم اختصاص داده شود.

به عنوان مثال، یک سولۀ آلومینیومی در فضای باز حتی در معرض باران، برف و دمای بالا نیز در تمام طول سال کاملاً کار خواهد کرد تا زمانی که زمان لازم برای خشک شدن و بازسازی خود را داشته باشد. با این حال، اگر همان ساختار در محیط بسته و تهویه نشده یا در منطقه ای با قرار گرفتن در معرض رطوبت ثابت نگه داشته شود، ممکن است خوردگی ایجاد شود.

4) بتن می تواند برای آلومینیوم مضر باشد

آلومینیوم مادۀ اصلی فریم و پنجره ها است. اما با بتن به خوبی مخلوط نمی شود. ترکیبات قلیایی موجود در بتن مرطوب همراه با میخ های فولادی و میخ پرچ ها، با آلومینیوم واکنش می دهند تا فرایندهای خوردگی را آغاز کنند.

5

دقیــقه مطالعه

سیمان (انواع ، روش های تولید ، نکات خرید)

بدون شک تاکنون با سیمان کار کرده و یا حداقل آن را دیده اید. ماده‌ی چسبنده ای که ...

در قاب های ساختمانی، سطوح آلومینیومی اغلب با یک پوشش بی اثر پوشش دهی می شوند که از واکنش بتن با فلز جلوگیری می کند. استفاده از رنگ قیر (Bituminous Paint) برای پوشش اجزای آلومینیومی توصیه می شود. استفاده از مخلوط بتن بدون کلریدهای محلول نیز می تواند به کاهش احتمال خوردگی آلومینیوم کمک کند.

5) مراقب خوردگی گالوانیک و حفره ای در آلومینیوم باشید!

خوردگی گالوانیک و خوردگی حفره ای بزرگترین عامل در هنگام تخریب آلومینیوم در صورت وقوع خوردگی هستند. خوردگی گالوانیک زمانی اتفاق می افتد که دو فلز غیر مشابه در حضور یک الکترولیت با یکدیگر واکنش نشان دهند.

در چنین مواردی، فلزی که بیشتر بی اثر است (یعنی کمتر واکنش پذیر است) توسط فلز دیگر محافظت می شود. در مورد آلومینیوم، فلزات متداولی که به خوردگی گالوانیک کمک می کنند، مس، روی و فولاد گالوانیزه (Galvanized Steel) هستند.

از اتصالات و پرچ های فولادی معمولاً در بیشتر قاب های آلومینیومی استفاده می شود. این ها در شرایط خشک بی ضرر هستند. اما در حضور یک الکترولیت، قاب آلومینیوم شروع به خراب شدن می کند.

برای جلوگیری از این رخداد، آلومینیوم معماری (Architectural Aluminum) با منیزیم یا سیلیسیم مخلوط می شود. این عناصر خاصیت مقاومت در برابر خوردگی آن را افزایش داده و قاب را برای استفاده در شرایط مرطوب مناسب می کنند. به ویژه منیزیم که به طور مکرر در ورق های آلومینیومی با گرید دریایی استفاده می شود. زیرا به طور قابل توجهی احتمال خوردگی گالوانیک را کاهش می دهد.

نوع دیگر خوردگی احتمالی، خوردگی حفره ای است که در سطح آلومینیوم رخ می دهد. علت اصلی ایجاد حفره در این ماده رطوبت در حضور نمک های مختلف است. خوردگی حفره ای حتی می تواند در شرایطی رخ دهد که آلومینیوم با مادۀ دیگری تماس نداشته باشد.

به طور کلی، خوردگی حفره ای خفیف ممکن است فقط سطح را از نظر ظاهری ناخوشایند کند. اما در صورت عدم توجه و رسیدگی، به یکپارچگی ساختاری فلز به شدت آسیب می رساند.

جمع بندی

وقتی صحبت از مواد مقاوم در برابر خوردگی می شود، آلومینیوم تنها انتخاب نیست. با این حال، تعداد کمی از مواد می توانند با قابلیت انعطاف پذیری مورد نیاز انسان مطابقت داشته باشند. خوردگی آلومینیوم در شرایط عادی معمولاً نگران کننده نیست، اما این فلز در یک سری محیط های خاص می تواند دچار خوردگی شود. بنابراین برای مهندسان و طراحان بسیار مهم است که از محدودیت های آلومینیوم و شرایط خاصی که ممکن است تحت آن تخریب شود، آگاه شوند. این آگاهی سبب می شود با طراحی درست و عملیات های پیش از کاربرد بتوانند احتمال تخریب این فلز را تا حد زیادی کاهش دهند.

منبع

www.corrosionpedia.com