مقالات
خوردگی گالوانیک چیست؟
اسفند
خوردگی گالوانیک (Galvanic corrosion) یکی از انواع خوردگی است و در شرایطی رخ میدهد که دو فلز با سطح مختلف انرژی با یکدیگر در تماس باشند. خوردگی گالوانیک یک فرآیند الکتروشیمیایی است که میتواند خطراتی داشته باشد و باید از بروز آن جلوگیری کرد. در ادامه این مقاله از استیل رخ به بررسی مکانیزمهای وقوع خوردگی گالوانیک میپردازیم و مواردی که این خوردگی رخ میدهد را به طور خلاصه ذکر میکنیم.
خوردگی گالوانیک چیست؟
با تماس طولانی دو فلز که دارای سطوح مختلف انرژی هستند، فلزی که فعالتر است دچار خوردگی میشود. به طور کلی برای رخداد خوردگی گالوانیک سه شرط وجود دارد. اول آنکه فلزات از لحاظ الکتروشیمیایی مشابه نباشند. دوم آنکه دو فلز با یکدیگر در تماس باشند و سوم فلزات باید در معرض محلول الکترولیت قرار بگیرند. این نوع خوردگی به عنوان خوردگی دوفلزی (bimetallic corrosion) نیز شناخته میشود.
نحوه ایجاد خوردگی گالوانیک
همانطور که گفتیم برای رخ دادن خوردگی گالوانیک (خوردگی دوفلزی) شرایطی نیاز است که در صورت فراهم بودن سه شرط گفته شده، خوردگی گالوانیک اتفاق میافتد. اما نحوه ایجاد خوردگی گالوانیک چگونه است؟ شرط اول که وجود اختلاف پتانسیل دوفلز است، بیانگر تمایل نسبی فلزات به فعالیت الکتروشیمیایی آنها در مجاورت یک الکترولیت است. هرچه فلز فعالتر باشد، احتمال آند شدن آن و رخداد خوردگی گالوانیک در آن قطعه افزایش مییابد. هرچه فلز نجیبتر باشد احتمال کاتد شدن آن بیشتر است.
در خوردگی گالوانیک، محلول الکترولیت به عنوان منتقل کننده یونهای فلزی از آند به کاتد عمل میکند و نتیجه آن خورده شدن آند است. برای مثال، در صورت تماس فلز روی و پلاتین در مجاورت آب دریا، در فلز روی خوردگی گالوانیک رخ میدهد. به طور کلی، هرچه اختلاف سطح انرژی دو فلز با یکدیگر بیشتر باشد، سرعت خوردگی گالوانیک بیشتر است.
خوردگی دوفلزی میتواند اثرات مخربی بر روی قطعات داشته باشد، اما جالب است بدانید که در برخی از کاربریها، در صورت اهمیت یک قطعه، به عمد قطعهای را با عنوان آند فداشونده طراحی میکنند تا از خوردگی قطعه اصلی جلوگیری شود. در این موارد در سرویسهای دورهای، قطعه آند را تعویض میکنند تا همچنان قطعه اصلی دچار خوردگی نشود.
بیشتر بخوانید: جدول مقاومت به خوردگی فلزات در مقابل مواد شیمیایی
عوامل ایجاد خوردگی گالوانیک
همانطور که میدانید خوردگی گالوانیک یک فرآیند الکتروشیمیایی است و این خوردگی در اثر جریانهای الکتریکی بسیار کوچکی که میان دو فلز ایجاد میشود رخ میدهد. این جریان الکتریکی نیز به دلیل وجود اختلاف پتانسیل بین دو فلز ایجاد میشود. در ادامه به برخی از عوامل موثر در خوردگی دوفلزی میپردازیم:
وجود رطوبت: رطوبت یکی از عواملی است که میتواند در ایجاد خوردگی گالوانیک موثر باشد. دو فلز در تماس با هم که در آب و هوای خشک باشند، میتوانند بدون ایجاد خوردگی گالوانیک طی سالیان همچنان سالم باقی بمانند.
وجود محلول الکترولیت: در صورتی که دو فلز در محلول الکترولیت باشند، احتمال رخ دادن این خوردگی بسیار بالاست. حتی در مواردی خوردگی گالوانیک نیاز به تماس فیزیکی ندارد. در صورتی که دو فلز درون محلول الکترولیت باشند، خورده شدن یکی از آنها سبب میشود تا درون محلول یک جریان تشکیل شود. وجود این جریان به بالا رفتن سرعت خوردگی کمک میکند.
اختلاف پتانسیل: وجود اختلاف پتانسیل میتواند تاثیر بسیار زیادی بر روی خوردگی گالوانیک داشته باشد. هرچه میزان این اختلاف بیشتر باشد، شدت و میزان خوردگی نیز بیشتر است. میزان انرژی هر فلز نیز بر اساس نموداری که بالاتر ملاحظه کردید مشخص میشود. به طبع فلزاتی که بالای نموار هستند انرژی بیشتری دارند و سریعتر خورده میشوند.
تماس با مواد عایق مرطوب: تماس با مواد عایق خشک که رطوبت در آنها نیست، سبب خوردگی گالوانیک نمیشود. اما به محض قرار گیری در معرض روطوبت این خوردگی در فلز رخ میدهد.
نسبت آند به کاتد: یکی از مسائلی که میتواند در طراحی و ساخت سیستمها و اتصالات تاثیر گذار باشد، نسبت آند به کاتد است. برای مثال، یک ناحیه بزرگ کاتد در مجاورت با یک ناحیه کوچک آند، میتواند خوردگی گالوانیک را بسیار زیاد کند.
جهت آشنایی بیشتر با انواع خوردگی فلزات، مطلب آن را در بلاگ استیل رخ مطالعه کنید.
جلوگیری از ایجاد خوردگی گالوانیک
3 عامل مهم بر شدت خوردگی گالوانیم اثر گذار هستند. پتانسیل فلزاتی که با یکدیگر در تماس هستند، سطح تماس آنها و رسانایی محلول الکترولیت. اگر دو فلز درون محلول الکترولیت غوطه ور باشند، میزان خوردگی از حالتی که در محیط جوی هستند بیشتر است. اگر دو فلز داخل محلول الکترولیت با غلطت بالا قرار بگیرند نیز میزان خوردگی بسیار افزایش مییابد.
یکی از راهکارهای جلوگیری از خوردگی گالوانیک، استفاده از یک عایق بین سطوح فلزات است تا از تماس مستقیم دو فلز و ایجاد اختلاف پتانسیل جلوگیری شود. راهکاری دیگری که برای جلوگیری از این خوردگی انجام میدهند، پوشش دهی است. به صورتی که قسمتی از فلز که با محلول الکترولیت و خورنده در ارتباط است، پوشش دهی شود تا از خوردگی آن جلوگیری گردد.
بیشتر بخوانید: همه چیز درباره خوردگی حفره ای و راه های جلوگیری از آن
سخن آخر
خوردگی گالوانیک یکی از انواع خوردگی است که میتواند سبب خوردگی قطعات در محیطهای خورنده شود. خوردگی دوفلزی در اثر وجود اختلاف پتانسلی بین دو قطعه فلزی رخ میدهد که در متن به آن پرداختیم و برای جلوگیری از رخ دادن این نوع خوردگی بهتر است مواردی را رعایت کرد تا میزان خوردگی کاهش یابد. در برخی از کاربریها در صنعت، برای جلوگیری از خورده شدن یک قطعه، یک فلز فعال را به قطعه اصلی متصل میکنند تا فلز فعالتر خورده شود و قطعه اصلی بدون تخریب باقی بماند.
سوالات متداول