محتويات
ما هو الصدأ
يُعرف الصدأ (بالإنجليزية: RUST) بأنه طبقة قشرية لونها أحمر نحاسي تظهر على المعادن، وهو مصطلح عامّي يُعبّر عن التآكل والتأكسد في المعادن، فعلميًا يُسمى الصدأ بأكسيد الحديد المائي أو أكسيد الحديد (Fe²O³)، نظرًا لأنه يظهر من تفاعل الحديد مع الأكسجين والماء.[١]
ويظهر الصدأ على المعادن التي تُترك لفترة طويلة معرضة للهواء والماء، وقد يستغرق الصدأ فترة أيام أو شهور أو أسابيع أو حتى سنوات حتى يظهر، وهناك عدة أنواع للصدأ تختلف عن بعضها البعض ألا وهي:[١]
التجويف والتآكل
يعد التجويف والتآكل أحد أنواع الصدأ التي تحدث على المعادن غير المحمية، ويحدث غالبًا في المعادن المستخدمة في البنية التحتية، حيث يظهر هذا الصدأ على شكل بقع عميقة وضيقة أو بقع واسعة وضحلة، وجميعها تُحدث ضررًا للمعادن حيث تُقلل من قوة المعدن وسماكته ومتانته.[١]
التآكل الملامس
يحدث هذا النوع من الصدأ عند تلامس الفولاذ المقاوم أو غير القابل للصدأ مع أي معدن غير مقاوم أو قابل للصدأ، حيث سيترسب أكسيد الحديد في منطقة تلامس المعدنين معًا مما يسبب حدوث الصدأ في هذه النقطة، ثم انتشارها لبقية المعدن.[١]
تآكل الشقوق
يحدث نوع الصدأ من تآكل الشقوق في الأماكن الضيقة والتي تُترك مُهملة أو غير مرئية، كالفجوة بين الصامولة والمسمار.[١]
كيف يحدث الصدأ
يحدث الصدأ من تفاعل الحديد مع الأكسجين والماء، فالحديد في الطبيعة سريع التفاعل والاتحاد مع الأكسجين وهذا ما يفسر ندرة وجود الحديد النقي في الطبيعة، وفي ما يأتي خطوات حدوث الصدأ بشكل واضح:[٢]
- تلتقي قطرة الماء الصغيرة مع قطعة من الحديد.
- يتّحد الماء على الفور نظرًا لأنه إلكتروليت جيد مع ثاني أكسيد الكربون في الهواء، مما يُنتج حمض كربونيك ضعيف ولكنه إلكتروليك قوي.
- يتشكّل حمض الكربونيك على قطعة الحديد ليُذيب النقطة التي يقع عليها.
- يتفتت الماء لجزيئاته الأصغر، ألا وهي الهيدروجين والأكسجين.
- يتفاعل الأكسجين الحر مع الحديد المذاب ليُشكّل أكسيد الحديد، وينتج من هذا التفاعل إلكترونات محررة.
- تنتقل الإلكترونات المحررة من جزء الأنود في الحديد إلى الكاثود، ويكون الكاثود إما معدنًا آخر قليل التفاعل أو نقطة أخرى على قطعة الحديد نفسها.
كيفية حماية المعادن من الصدأ
يشكل الصدأ خطرًا على الهياكل الحديدية والمعدات الحديدية، نظرًا لأنه يُحدث لها الأضرار والتشوهات والتآكل، ويُمكن منع حدوث الصدأ على هذه المعادن من خلال تغليفها بالدهان والطلاء المانع للتلامس بين الحديد والإلكتروليت، كما تمنع هذه الدهانات اتصال الأكسجين بالحديد.[٣]
يُمكن منع صدأ المعادن من خلال طريقة تُعرف بالحماية الجلفانية، وذلك من خلال وضع أنود ذوّاب على الحديد ليعمل على امتصاص جزيئات الأكسجين التي تقترب من الحديد وقبل أن تصل للمعدن، الأمر الذي يمنع تكوّن أكسيد الحديد، كما يُمكن تغليف الحديد بعناصر مقاومة للصدأ مثل: الكروم، النيكل، والفولاذ.[٣]
