التآكل الجلفاني: كيفية وصل المعادن المختلفة
قد يسرّع التآكل الجلفاني، أو تآكل التلامس، تلف أحد المعادن عندما يكون متصلاً كهربائياً بمعدن آخر ويبتل كلاهما بإلكتروليت مشترك. لذلك لا تكفي أسماء المعادن لاختيار عناصر التثبيت؛ بل يلزم معرفة ظروف الرطوبة والطلاءات ومساحة الأسطح المكشوفة للأجزاء. وتتحقق الحماية باختيار مواد متوافقة، أو قطع الدائرة الكهربائية، أو منع الابتلال لفترات طويلة.
متى يتكوّن الزوج الجلفاني؟
يجب أن تتوافر معاً جهود تآكل مختلفة للمعادن في الوسط المعني، ووصلة موصلة للكهرباء بينهما، وإلكتروليت يربط سطحيهما. وقد تؤدي طبقة رقيقة من الماء تحتوي على أملاح مذابة دور الإلكتروليت؛ فلا يشترط غمر الوصلة كاملة. وحتى داخل المباني ينبغي مراعاة التكاثف والتنظيف بالماء.
يصبح المعدن الأقل نبلاً في الزوج أنوداً ويتعرض للتآكل بشكل تفضيلي، بينما يعمل الآخر كاثوداً. وتتوقف هذه الأدوار على الوسط وحالة السطح. ولا يصح تحويل السلسلة الجلفانية الخاصة بماء البحر إلى جدول توافق صالح لكل الظروف، كما أن فرق الجهود القياسية لا يحدد سرعة تآكل وصلة فعلية.
كيف يغيّر تصميم الوصلة مستوى الخطر؟
العبرة بمساحة الأسطح المكشوفة التي يبللها الإلكتروليت، لا بكتلة الأجزاء ولا بمساحة تلامسها وحدها. ويكون اتصال أنود صغير بكاثود كبير غير ملائم بصفة خاصة، إذ يتركز التلف على مساحة صغيرة. يوضح الجدول مبادئ التقييم، وليس تركيبات معتمدة للاستخدام في كل منشأة.
| الحالة | ما الذي يحدد الخطر؟ | الإجراء العملي |
|---|---|---|
| وصلة جافة بين معادن مختلفة | لا تعمل هذه الآلية في غياب إلكتروليت مشترك | التحقق من احتمال التكاثف ودخول الماء |
| عنصر تثبيت من الألومنيوم في جزء كبير من الفولاذ المقاوم للصدأ عند الابتلال | أنود صغير من الألومنيوم متصل بكاثود كبير | إعادة تقييم مادة عنصر التثبيت وحماية الوصلة |
| عنصر تثبيت من الفولاذ المقاوم للصدأ في جزء كبير من الألومنيوم | نسبة المساحات أكثر ملاءمة، لكن الأملاح والماء المحتجز يبقيان الخطر قائماً | التحقق من الوسط والعزل وتصريف الماء |
| طلاء المعدن الأقل نبلاً فقط | يكشف الخدش أنوداً صغيراً بجوار كاثود كبير | اختيار نظام حماية يراعي طرفي الزوج |
كيف نحمي الوصلة الميكانيكية؟
- حدّد السبائك والطلاءات وظروف التشغيل: المطر والتكاثف والتلوث بالأملاح والغمر. راجع توافق المواد في وثائق الشركة المصنّعة للنظام.
- وفّر تصريفاً للماء وإمكانية الجفاف. فقد تحتجز الفجوات وتراكمات الأوساخ الإلكتروليت؛ ويجب أن تتلاءم وسائل الإحكام مع التصميم وظروف الاستخدام.
- عند الفصل الكهربائي، افحص مسار التلامس كاملاً: الحشية العازلة بين الأجزاء، والجلبة حول المسمار، والوردات، والسن اللولبي. لا تضمن وردة بلاستيكية واحدة قطع الدائرة. ويجب أن تتحمل العوازل الحمل والوسط المحيط.
- عند استخدام طلاءات حاجزة، احمِ السطح الكاثودي أو كلا الطرفين، وليس الأنود وحده. افحص التلف أثناء التجميع وحالة الطلاء خلال الصيانة.
متى يلزم تقييم مستقل؟
غياب الزوج الجلفاني لا يستبعد أشكال التآكل الأخرى. فالوصلات الحاملة للأحمال وخطوط الأنابيب والوصلات المبتلة باستمرار تحتاج إلى حلول تصميمية تراعي الوسط المحدد؛ ولا يمكن اعتماد هذا الجدول لتحديد العمر التشغيلي أو الحمل المسموح.
لا يجوز تطبيق العزل الكهربائي للأجزاء الميكانيكية تلقائياً على نقاط التلامس الحاملة للتيار أو التأريض أو الربط متساوي الجهد، إذ قد تكون الاستمرارية الكهربائية إلزامية فيها. وتُستخدم لهذه الوصلات عناصر توصيل متوافقة ووسائل حماية منصوص عليها في التصميم.