التآكل الجلفاني هو عملية كيميائية تفيد بشكل جيد
يمكن أن يحدث التآكل الكلفاني فقط عندما تكون فلزين مختلفين كهروكيميائيًا قريبًا من بعضهما البعض ، كما يتم غمرهما في سائل كهربائي (مثل الماء المالح).
عندما يحدث هذا ، فإن المعادن و المنحل بالكهرباء يخلقان خلية كلفانية. الخلية لها تأثير تآكل معدن واحد على حساب الآخر.
في حالة الإنذار ، تآكل الحديد على حساب النحاس. بعد عامين فقط من إرفاق صفائح النحاس ، كانت المسامير الحديدية التي كانت تستخدم لحمل النحاس على الجانب السفلي للسفينة متآكلة بشدة ، مما تسبب في سقوط صفائح النحاس.
كيف يعمل التآكل الجلفاني
المعادن والسبائك المعدنية كلها تمتلك إمكانات قطب مختلفة. إمكانات الكهربائي هي قياس نسبي لميل المعدن ليصبح نشطًا في محلول كهربائي معين. كلما كان المعدن أكثر نشاطا أو أقل نبلا ، كلما زاد احتمال تكوين أنود (قطب مشحونة إيجابيا) في بيئة التحليل الكهربائي. فكلما قل المعدن النشط ، أو النبيل ، كلما كان من المرجح أن يشكل الكاثود (القطب الموجب سالبًا) عندما يكون في نفس البيئة.
يعمل المنحل بالكهرباء كقناة للهجرة الأيونية ، وينقل أيونات المعادن من القطب الموجب إلى القطب السالب. ونتيجة لذلك ، يتآكل المعدن المصنوع بالأنود بسرعة أكبر مما يحدث في الحالات الأخرى ، بينما يتآكل معدن الكاثود ببطء أكبر ، وفي بعض الحالات قد لا يتآكل على الإطلاق.
في حالة الإنذار ، كان معدن النبلاء الأعظم (النحاس) بمثابة الكاثود ، في حين كان الحديد النبيل الأصغر بمثابة الأنود.
فقدت أيونات الحديد على حساب النحاس ، مما أدى في النهاية إلى التدهور السريع للأظافر.
كيفية حماية ضد التآكل كلفاني
مع فهمنا الحالي للتآكل الجلفاني ، يتم تركيب السفن ذات الهياكل المعدنية الآن بـ "الأنودات القربانية" ، والتي لا تلعب أي دور مباشر في تشغيل السفينة ، ولكنها تعمل على حماية المكونات الهيكلية للسفينة. غالباً ما تصنع الأقطاب الأنبوبية من الزنك والمغنيسيوم ، والمعادن ذات الإلكترود المنخفض جداً. مع تآكل أنود القربان وتدهورها يجب استبدالها.
من أجل فهم ما هو المعدن الذي سيصبح أنود والذي سيكون بمثابة كاثود في البيئات الإلكتروليتية ، يجب علينا فهم نبلات المعادن أو إمكانات القطب. يتم قياس هذا بشكل عام فيما يتعلق بالكهرباء القياسية كالوميل (SCE).
يمكن رؤية قائمة من المعادن ، مرتبة وفقا لإمكانات القطب (نبل) في مياه البحر المتدفقة في الجدول أدناه.
وينبغي أيضا الإشارة إلى أن التآكل كلفاني لا يحدث فقط في الماء. يمكن أن تتكون الخلايا الجلفانية في أي كهرل ، بما في ذلك الهواء الرطب أو التربة ، والبيئات الكيميائية.
سلسلة كلفاني في مياه البحر المتدفقة
| قطب ثابت الدولة | القدرة المادية ، فولت (مشبعة كالوميل نصف خلية) |
| الجرافيت | +0.25 |
| بلاتين | +0.15 |
| الزركونيوم | -0.04 |
| النوع 316 الفولاذ المقاوم للصدأ (السلبي) | -0.05 |
| النوع 304 الفولاذ المقاوم للصدأ (السلبي) | -0.08 |
| مونيل 400 | -0.08 |
| Hastelloy C | -0.08 |
| التيتانيوم | -0.1 |
| فضة | -0.13 |
| نوع 410 الفولاذ المقاوم للصدأ (السلبي) | -0.15 |
| النوع 316 الفولاذ المقاوم للصدأ (نشط) | -0.18 |
| النيكل | -0.2 |
| النوع 430 الفولاذ المقاوم للصدأ (السلبي) | -0.22 |
| سبائك النحاس 715 (70-30 cupro-Nickel) | -0.25 |
| سبائك النحاس 706 (90-10 Cupro-Nickel) | -0.28 |
| سبائك النحاس 443 (الأميرالية براس) | -0.29 |
| ز برونزي | -0.31 |
| سبائك النحاس 687 (نحاس الألمنيوم) | -0.32 |
| نحاس | -0.36 |
| سبائك 464 (البحرية توالت نحاس) | -0.4 |
| النوع 410 الفولاذ المقاوم للصدأ (نشط) | -0.52 |
| النوع 304 الفولاذ المقاوم للصدأ (نشط) | -0.53 |
| النوع 430 الفولاذ المقاوم للصدأ (نشط) | -0.57 |
| الكربون الصلب | -0.61 |
| الحديد الزهر | -0.61 |
| الألومنيوم 3003-H | -0.79 |
| زنك | -1.03 |
المصدر: دليل ASM ، المجلد. 13 ، تآكل التيتانيوم وسبائك التيتانيوم ، ص. 675.