CALM/arwiki huggingface dataset:
يتم تصنيع هذه الآلات في شركة تويوتا للصناعات وتحمل أيضاً نفس شعار تويوتا. قامت شركة تويوتا للصناعات بالاستحواذ على شركة رافعات الشوكة السويدية "بي تي للصناعات"، كما قامت بالاستحواذ على الشركة الأمريكية الأم وهي شركة رايموند ، والإيطالية "CESAB" لتصبح أكبر شركة رافعات شوكة بالعالم وهي شركة تويوتا لرفع المواد بحلول عام 2001م. تقوم الشركة بإنتاج عدة طرازات منها ما يعمل بالوقود ومنها الكهربائي وكذلك يختلف حجمها حسب الوظيفة والحمولة القصوى.
يقوم فرع هينو بهذه الصناعة حيث ينتج عدة طرازات من الحافلات الكبيرة والصغيرة المخصصة لأهداف مختلفة. كما يوجد لتويوتا أيضاً عدة طرازات لحافلات مثل طراز كوستر والطراز الصغير "هايس".
تمتلك تويوتا نسبة محدودة في شركة ميتسوبيشي للطيران حيث استثمرت 67.2 مليون دولار. بدأت تويوتا بالدخول إلى عالم الطيران المدني منذ أوائل التسعينات حيث أعلنت عام 1992م عن عزمها تطوير طائرة أحادية المحرك تتسع لستة أشخاص. بدأت تويوتا تطوير محرك ثنائي-شاحن توربيني مستوحى من محرك لكزس (V8) ذو الأربعة لترات ثم حصلت على رخصة الإنتاج عام 1997م. قدمت تويوتا نموذجها TAA-1 عام 2002م والتي أجرت أول رحلة اختبارية عليها في 31 مايو من العام ذاته. أعلنت تويوتا في مارس عام 2008م أنها خططت للتعاون مع شركة ميتسوبيشي للصناعات الثقيلة لإنتاج طائرة نفاثة تتسع لما بين 90 إلى 100 شخص لتكون أول طائرة يتم تصميمها وإنتاجها باليابان منذ عقود.
بحرية.
تقوم تويوتا بصناعة محركات بحرية ومراكب والتي حرصت على أن تطابق معايير الجودة والأمان في صناعتها والأهم هو استخدامها للتقنيات صديقة البيئة في هذا المجال. اعتمدت في الصناعات البحرية على تقنياتها التي تستخدمها في صناعة السيارات حيث اعتمدت تقنيات المحركات على تقنياتها في محركات السيارات لدعم اقتصاد استهلاك الوقود وتقليل انبعاثاتها الضارة. وتحاول تويوتا شق طريقها وتأسيس كيانها في هذا المجال.
أنشأت تويوتا معهد تويوتا التقني عام 1981م كما كان ساكيشي تويودا مخططاً بالماضي لافتتاح جامعة عند تحسن ظروفه، كما افتتح هذا المعهد فرعاً آخرىً بمدينة شيكاغو عام 2003م. وتدعم تويوتا عدداً كبيراً من البرامج التعليمية والمدرسية والترفيهية العالمية، كما تعاقدت مع عدد من البرامج التعليمية المحلية كجامعة كنتاكي بولاية إنديانا الأمريكية.
تم إنشاء جامعة تويوتا عام 1999م بالولايات المتحدة الأمريكية، وتقوم هذه الجامعة بتوفير أكثر من 400 دورة تدريبية لحوالي 8500 موظف بالولايات المتحدة بغرض التعليم والتدريب على سيارات وشاحنات تويوتا.
يقوم فرع تويوتا للخدمات المالية بتقديم خدماته في هذا المجال.
شاركت تويوتا في عدد كبير من السباقات منذ عام 1957م وحصدت لقب بطولة العالم للراليات عدة مرات كما حققت نجاحات ملحوظة في سباقات لي مانز وفورميولا 1، كما أنتجت الشركة عدة طرازات متخصصة للسباقات حصد بعضها عدة جوائز أو ألقاب.
بدأ دخول تويوتا لعالم الرياضة باشتراكها بسيارتها تويوتا كراون برالي أستراليا عام 1957م الذي شاركت فيه 102 سيارة لتحل كراون بالمركز السابع والأربعين. تقدمت تويوتا بهذا المجال بعد فوز طرازها، تويوتا سيليكا، عام 1972م بالمركز التاسع في بطولة العالم للراليات وبلقب فئتها (1300سم3-1600سم3).
قاد السويدي أوف أندرسون (سائق الفريق) في شتاء 1972م في رالي بريطانيا العظمى. أسس أندرسون فريق أندرسون لرياضة السيارات في موطنه الأصلي، ولكنها لم تكن فكرة سديدة حيث انتقل الفريق من السويد إلى بلجيكا ليصبح فريق تويوتا أوروبا . كان فوز تويوتا الأول عام 1975م في رالي فنلندا عندما فاز "هانو ميكولا" ومساعده "أتسو آهو" بسيارة كورولا. ثم انتقل الفريق بعدها إلى قاعدته الجديدة بألمانيا الغربية.
بدأت تويوتا في الثمانينات في تحقيق نجاحات متعددة خصوصاً في راليات إفريقيا حيث تصدرت أرقامها المراتب الأولى في لائحات السباقات، واستقر الفريق تماماً في ألمانيا. من أشهر الطرازات التي شاركت في هذه الفترة: سيليكا (بطولة العالم للراليات وسفاري)، لاند كروزر (رالي داكار) وكورولا (بطولة العالم للراليات). في موسم 1990م حقق كارلوس ساينز الفوز الأول لتويوتا ببطولة بسيارته سيليكا جي تي فور وأعادت تويوتا الكرّة مرة أخرى بعدها بعامين.
في موسم 1993م اشترت تويوتا الفريق من أندرسون وأطلقت عليه اسم فريق تويوتا لرياضة السيارات في نفس العام الذي فاز فيه "جحا كانكتون" بلقب بطولة العالم للراليات WRC وفازت تويوتا ببطولة المُصنّعين لتصبح أول شركة يابانية تفوز باللقب. كما حققت تويوتا عام 1994م نفس النجاحات بسائقها الفرنسي ديدير أوريول.
كان عام 1995م عاماً صعباً جداً على تويوتا حيث تم ضبط الفريق مستخدمين شواحن توربينية بها أجزاء غير قانونية (ترفع من قدرة السيارة) بسيارتهم ليعاقبوا بالاستبعاد مدة 12 شهراً من قِبل الاتحاد الدولي للسيارات (FIA). ثم عادت للسباقات عام 1996م لكن منافيسيها وخصوصاً سوبارو وميتسوبيشي كانوا يتميزون بشكل واضح بسياراتهم. وكذلك عام 1997م حيث أن الفريق لم يحقق أي انجازات، حيث احتلت الشركة المركز الثالث. وقد كان ساينز سائق الفريق على وشك نيل اللقب عام 1998م ولكنه تخلف بنقطة واحدة بسبب تعطل محرك سيارته كورولا WRC في المرحلة الأخيرة في نهائي بطولة الرالي ببرطانيا وتخلفت تويوتا بستة نقاط عن لقب المُصنّعين ذاك العام.
قررت تويوتا الانسحاب من المشاركة ببطولة الراليات بحلول نهاية موسم 1999م مُصرحةً: "كل ما يمكن تحقيقه قد تم تحقيقه" ولم يَتحقق اللقب ذاك العام وحلّت محلها بعد ذلك بيجو التي نالت بطولة المُصنّعين من عام 2000م إلى 2002م. أعلنت تويوتا عام 2007م عن سيارتها كورولا سوبر 2000 التي خطط لدخولها المنافسة بالمسقبل.
لي مانز.
كانت أول مشاركة لتويوتا عام 1995م بسيارة تويوتا سوبرا GTC لتحتل المركز الرابع عشر ولم تكمل الموسم الذي تلاه. بدأت تويوتا تحضير فريقها لسباقات لي مانز عام 1997م مع النية للبدء ببناء فريق فورميولا 1، وكانت سيارتها تويوتا GT-وان والتي قادها سائقو فورميولا 1 السابقون: مارتن براندل، ثيري بوتسن، وأوكيو كاتاياما.
خسرت GT-وان في موسم 1998 بعدما كانت محتلة للمركز الثاني إلى الساعات الأخيرة من السباق حينما أُجبرت على الخروج بسبب التعطل التام لناقل الحركة لتحتل المركز التاسع. اقتربت GT-وان من الفوز في موسم 1999 لتحتل المركز الثاني، وقامت بتحقيق رقم قياسي جديد في زمن الدورة (3س 35د 32ث)، ومع ذلك ظلت السيارة محتفظة بالرقم القياسي لدورة مضمار سارثي حتى عام 2006م.
عادت تويوتا للمشاركة بسباقات لي مانز عام 2007م عندما فازت بالمركز الأول بسباق توكاشي-24ساعة بسيارة تويوتا سوبرا HV-R الهجينة لتصبح أول سيارة هجينة في التاريخ تفوز بسباق حيث أكملت 616 لفة بفارق 19 لفة عن المركز الثاني.
فورميولا 1.
بدأت تويوتا بالاشتراك بسباقات فورميولا 1 بفريق تويوتا أوروبا ، وكان مقره الرئيسي بألمانيا. أعلنت تويوتا عام 1999م عن عزمها خوض سباقات فورميولا 1 وقدمت أول نموذج اختباري عام 2001م، كانت المفاجأة حضور ماكس موسلي رئيس الاتحاد الدولي للسيارات، وبيرني إيكلستون في الإطلاق خاصةً أنهما لم يحضرا أياً من إطلاقات الفرق الأخرى. وبعد جهود مكثفة واختبارات على سيارتها TF101، قرر الفريق البداية في موسم 2002.
انطلق الفريق عام 2002م، وبالرغم من الاستثمارات الهائلة، كان أداء الفريق أقل من المتوقع إذ أنه حقق نقطتين في أول ثلاثة سباقات من ذاك الموسم ولم يحرز أي نقاط بعد ذلك ليحل بالمركز العاشر في نهاية الموسم بنقطتين. كان أداء الفريق في موسم 2003 أفضل من 2002 وعلى الرغم من البداية الضعيفة للفريق إلا أنه أظهر تألقاً وتقدماً في النصف الثاني من الموسم إذ تمكن من جمع 16 نقطة ليحتل المركز الثامن بفارق نقطتين فقط عن المركز السادس. نافس الفريق بقوة في بعض السباقات إلا أنه اختفى تماماً في بعضها الآخر.
استعانت تويوتا عام 2004م بمايك جاسكوين للمساعدة في النهوض بالفريق كما فعل مع رينو F1 سابقاً. وقبل نهاية العام تم الإعلان عن استبدال مدير الفريق أوفي أندرسون بمديرٍ جديد هو تسوتومو توميتا وذلك لبلوغه الخامسة والستين، وانتهى الموسم بالمركز الثامن برصيد 9 نقاط. وتعاقد الفريق مع رالف شوماخر ليبدأ مع بداية موسم 2005. قام الفريق بالتطور قليلاً في موسم 2005 وذلك بالمنافسة على المركز الأول، حيث قام السائق يارنو تروللي بإحراز المركز الثاني مرتين والمركز الثالث مرة واحدة في أول خمسة سباقات من ذاك الموسم. الأمر الذي ساعد الفريق على الوصول للمركز الثاني في ترتيب المُصنّغين عدة مرات خلال الموسم وانتهى الموسم بالترتيب الرابع في قائمة المُصنّعين برصيد 88 نقطة.
تم تسريح مايك جاسكوين قبل أنتهاء عقده خلال موسم 2006م وذلك نظراً لغياب النتائج واختلاف الرأي مع الإدارة حول سلوك الفريق الأمر الذي أثر على سلوك الفريق بعدما كان متوقعاً له مزيداً من النجاح بعد موسمه السابق لينتهي بالمركز السادس برصيد 35 نقطة. أمدّت تويوتا في عام 2007م فريق وليامز بالمحركات. خاض الفريق هذا الموسم بأعلى ميزانية له إلا أن النتائج كانت غائبة نظراً لسيارة الفريق التي لم تعمل مع أي من السائقين. نافس الفريق بشدة إلا أن المنافسة في النصف الثاني من الموسم كانت أعلى من مستوى الفريق لينتهي بالمركز السادس برصيد 13 نقطة.
كان سائقو عام 2008م هم يارنو تروللي وتيمو غلوك الذي خلف رالف شوماخر واعتُبر إضافة جيدة للفريق إذ ارتفع أداء الفريق في هذا الموسم لينتهي بالمركز الخامس برصيد 56 نقطة.
وفي عام 2009، قدّمت تويوتا طرازًا جديدًا هو "تويوتا TF109" وبدأ فريقها الموسم بشكل حسن، إلا أن الشركة قررت الانسحاب من سباقات الفورميولا بتاريخ 4 نوفمبر 2009، لمعاناتها من الخسائر الفادحة جرّاء الأزمة الاقتصادية العالمية.
تشارك تويوتا بالسيارتين تندرا في سلسلة مسابقات ناسكار لحرفيي الشاحنات وكامري حاليّاً في سلسلة مسابقات ناسكار الوطنية وسلسلة مسابقات ناسكار للسباقات السريعة .
سلسلة مسابقات جودي للاندفاع
اقتحمت تويوتا هذه الفئة بإنتاجها سيليكا (V6) عام 2000م. ساعد روبرت هوفمان الفريق بالاقتراب من قمة البطولة بتحقيقه المركز الثاني في البطولة في كل من عامي 2001م و2002م. قام هوفمان بتحقيق الإنجاز الأول لتويوتا ونال اللقب عام 2003م.
سلسلة مسابقات ناسكار لحرفيي الشاحنات
حقق ترافيس كابيل أول فوز لتويوتا في هذه الفئة عام 2004م على مضمار ميتشجن الدولي بسيارته طراز تندرا، وأصبح تود بودين أول من فاز بأول لقب لتويوتا في هذه الفئة عام 2004م.
سلسلة مسابقات ناسكار للسباقات السريعة
بعد النجاح في فئة "سلسلة مسابقات ناسكار لحرفيي الشاحنات"، انتقلت تويوتا إلى فئة "سلسلة مسابقات ناسكار الوطنية" و"سلسلة مسابقات ناسكار للسباقات السريعة" بسيارتها كامري عام 2007م. أخفق الفريق في موسمه الأول نظراً لحداثته النسبية، وبعد موسم 2007م انضم للفريق جو جيبس الحاصل على لقب البطولة ثلاث مرات. قام كايل بوش بتحقيق أول فوز لتويوتا في هذه الفئة على مضمار أتلانتا في مارس 2008م.
سلسلة مسابقات ناسكار الوطنية
قام جايسون ليفلر، سائق كامري، بتحقيق أول فوز لتويوتا في هذه الفئة على مضمار أوريلي عام 2007م.
ترعى تويوتا عدة أندية كرة قدم حول العالم مثل نادي ڤالنسيا الإسباني، كما ترعى كأس العالم للأندية وهي بطولة سنوية تجمع أبطال الاتحاد الدولي لكرة القدم للقارات الستة. تقام هذه البطولة باليابان ويشارك بها سبعة أندية.
حصدت شركة تويوتا عدة أوسمة وجوائز كان منها:
كما حصدت بعض طرازاتها عدة أوسمة مثل:
كما منحت بعض محركاتها عدة أوسمة منها:
كما خضع عدد من طرازات تويوتا لاختبارات السلامة (يورونكاب - Euro NCAP) وحصد بعضها 5 نجوم في نتائج الاختبارات مثل:
ومن الطرازات الحاصلة على 5 نجوم أيضاً طراز بريوس عام 2004م، يارس عام 2005م، أورس عام 2006م، وكورولا عام 2007م.
حققت شركة تويوتا عدة أرقام قياسية على مدار مشوارها منها:
الجزيء في الكيمياء، هو أصغر وحدة من المادة الكيميائية النقية يحتفظ بتركيبها الكيميائي وخواصها. وعلم دراسة الجزيئات يختص به علم الكيمياء عموماً كما يوجد فرع لدراسة خواص الجزيئات فيزيائياً يسمى فيزياء جزيئية. وتهتم الكيمياء الجزيئية بالقوانين التي تحكم التفاعلات بين الجزيئات (التفاعلات الكيميائية واصطدام بعضها ببعض). وينتج عن تلك التصادمات والتفاعلات تكوّن جزيئات أكبر (مركبات) أو يحدث تكسير للروابط الكيميائية وانفصال جزيء إلى جزيئات أصغر. و تهتم الفيزياء الجزيئية بالقوانين التي تحكم بناء الجزيئات وكذلك القوانين التي تتحكم في اصتدام الجزيئات ببعضها البعض، وأنواع التوازن التي تنشأ بينها مثل توازن الضغط وتساوي درجة الحرارة وما تحتويه من طاقة.
كما يعرف أن المسامات الجزيئية هي الفراغات التي بين جزيئات المادة. ويتناسب حجم المسامات عكسيا مع قوى التجاذب بين الجزيئات. فتكون المسامات كبيرة بين جزيئات المادة الغازية ومتوسطة في المادة السائلة وصغيرة في المواد الصلبة. وتقدم المسامات الجزيئية تفسيرا واضحا لاختراق المواد لبعضها البعض.
و رغم أن مصطلح الجزيء تم استخدامه لأول مرة في عام 1811 عن طريق أفوجادرو، وكان المصطلح مادة مفتوحة للنقاش في مجتمع الكيمياء حتى ظهور نتائج أبحاث بيرن في عام 1911. كما أن النظرية الحديثة للجزيئات قد استفادت كثيراً من التقنيات المستخدمة في الكيمياء الحسابية.
لمشاهدة قائمة بالجزيئات شاهد قائمة مركبات.
الرابطة الكيميائية.
في الجزيئات تكون الذرات بأزواج الإلكترونات المشتركة في «الرابطة الكيميائية». وقد تتكون من ذرات لنفس العنصر الكيميائي, مثل الأكسجين (O2)، أو من ذرات عناصر مختلفة مثل الماء (H2O).
حجم الجزيء.
معظم الجزيئات صغيرة للغاية حتى لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة، ولكن يوجد بعض الاستثناءات، فمثلا الجزيئات الكبيرة مثل جزيء حمض نووي ريبوزي منقوص الأكسجين يمكن أن يصل للحجم المجهري.
أصغر الجزيئات حجما هو جزيء الهيدروجين. المسافات البينية لذراته تكون 1.5 Å. ولكن يصعب تحديد سحابة إلكترونية بدقة. وتحت الظروف العادية يكون للجزيء بعد يتراوح من عدة إلى عدة عشرات من Å.
وقد يوجد روابط أخرى مثل الرابطة المشتركة حيث الرابطة المشتركة تتكون من ثلاثة أقسام احادية ثنايئية ثلاثية والرابطة التساهمية.
المعادلة الملكية.
"المعادلة الملكية" للجزيء هي نسبة الرقم الصحيح للعناصر التي تكون المركب. فمثلا في الشكل النقي للماء، دائما يتكون من 1:2 هيدروجين : أكسجين، كما أن الكحول الإثيلي أو الإيثانول جاما يتكون من الكربون، والهيدروجين, والأكسجين بنسبة 1:6:2. وعموما، هذا لا يحدد نوع الجزيء فمثلا داي ميثيل إثير له نفس النسبة الموجودة في الإيثانول. وتسمى الجزيئات التي لها نفس عدد الذرات المكونة لها أيزومرات.
المعادلة الكيميائية.
"المعادلة الكيميائية" تعكس الرقم الدقيق لعدد الذرات التي تكون الجزيء. ويتم حساب الكتلة الجزيئية من المعادلة الكيميائية في وحدات تساوى 12/1 من كتلة نظير ذرة C 12.
هندسة الجزيء.
الجزيئات لها حالة تعادل ثابتة بطول رابطة وزاوية بين الروابط معينين. وتتكون المادة النقية من جزيئات لها نفس البناء الفراغي. ويكون المعادلة الكيميائية وبناء الجزيء دور هام في تحديد خواص الجزيء، وخاصة نشاطيته. الأيزومرات تتشارك في نفس شكل المعادلة الكيميائية، ولكن يكون لكل منها خواص مختلفة تماما نظرا لاختلاف بنائها. الأيزومرات الفراغية، نوع خاص من الأيزومرات، ويمكن أن يكون لها خواص فيزوكيميائية متشابهه ولكن في نفس الوقت تختلف تماما في نشاطها الحيوي.
الطيف الجزيئي.
"الطيف الجزيئي" هو دراسة استجابة جزيء للطيف الذي له تردد معين (أو طبقا لمعادلة بلانك لطاقة ذلك الطيف). وهذا الطيف عبارة عن موجة كهرومغناطيسية أو شعاع من الإلكترونات. وهناك تطوير في الأنواع الجديدة من المطياف الجزيئي ليصبح مطياف بوزيترون. ويمكن أن يكون الرنين الجزيئي ناتج من امتصاص الطيف (مطياف الامتصاص)، أو انبعاث طيف آخر (مطياف الانبعاث)، أو كنتيجة لتفتت الجزيء، أو تغير في حالته الكيميائية.
ويعتبر المطياف أفضل الأدوات في التحقق من الخواص المجهرية للجزيئات، وبالتحديد، مستويات الطاقة. ومن أجل الحصول على أقصى المعلومات المجهرية من نتائج التجارب، فإنه يتم إقرآن الدراسات الطيفية مع دراسات الكيمياء الحسابية. كما أنه من المفيد معرفة أن الأصل النظرى للمطياف يرجع إلى نظرية التشتت.
الحماية المهبطية أو الكاثودية هي طريقة لحماية الهياكل المعدنية الحديدية والأنابيب من التآكل جراء تعرض سطوحها إلى تماس مع التربة أو مع الماء.
تتآكل السطوح الحديدية للهياكل المعدنية والأنابيب والمعدات الحديدية عموما عند تمس سطوحها التربة أو الماء نتيجة لحدوث تفاعلات كيمياوية مصحوبة بسريان الالكترونات (أي سريان للتيار الكهربائي). لذا يمكن القول بأن عملية التآكل هي عملية كهروكيمياوية تؤدي بالنتيجة إلى فقدان أجزاء من معدن الحديد وبالتالي تآكل السطح المعرض للتربة أو الماء أو حتى المعرض للجو الرطب حيث تتكون خلية كلفانية كهربائية.
الخلية الجلفانية.
لو قمنا بغمس قطبين من معدنين مختلفين مثل الزنك والنحاس مثلا في محلول موصل للكهرباء وربطنا بينهما بسلك فأنه يتولد عن ذلك تيار كهربائي يسري من الزنك إلى النحاس داخل المحلول ويكمل دورته خلال السلك الواصل بينهما.
تعرف هذه الخلية الكهربائية باسم خلية كلفاني نسبة إلى مكتشفها العالم الإيطالي كلفاني.
يسمى القطب الذي يخرج منه التيار إلى المحلول "أنود"، ويسمى القطب الذي يستقبل التيار "كاثود"، ويترتب على سريان التيار في الخلية حدوث تأكل على الأنود بينما يبقى الكاثود سليما ويترسب على سطحه طبقة خفيفة من الهيدروجين لو بقيت على سطحه لأحدثت استقطابا في الخلية تتلاشى معه شدة التيار في الخلية ومن ثم تتوقف عملية التآكل ولكن تحدث عند الكاثود تفاعلات كيمياوية تمنع مثل هذا الاستقطاب فيستمر سريان التيار في الخلية وتستمر عملية التآكل.
تتوقف عملية التآكل على الأنود على ثلاثة عوامل:
مثلا – يتآكل الحديد بمعدل (9) كيلو غرام إذا سرى منه أمبير واحد لمدة عام.
كيفية حدوث التآكل.
المسبب الأساسي للتآكل هو تكون خلايا تآكل Corrosion Cells تنتج عن وجود فرق جهد كهربائي بين معادن مختلفة للسطح المعدني.
ويمكن ان ينشأ هذا الفرق في الجهد لعدة أسباب منها:
- اختلاف المعادن المكونة للأداة،
_ أختلاف خواص المعدن (سبائك) في مناطق مختلفة من الهيكل المعدني أو خطوط الانابيب مثلا.
- أختلاف خواص وتجانس التربة التي هي في تماس مع الهيكل المعدني وهذا يظهر بوضوح في حالة خطوط الانابيب ذات المسارات الطويلة.
- أختلاف نسبة وجود الأكسجين في أماكن مختلفة من التربة، وهذا يظهر في معابر الطرق والشوارع لخطوط الانابيب مقارنة بمسار الانبوب خارجها.
وصف عملية التآكل
يلاحظ ان الحديد يتم فقدانه من سطح الأنود حيث يتحول باستمرار إلى صدأ بينما ولايحدث ذلك على سطح الكاثود.
كيف يمنع التآكل
يمكن منع حدوث التآكل عندما نجعل سطح المعدن بكامله كاثودآ بالنسبة لمحيطه، ومن هنا جاءت تسمية "الحماية الكاثودية".
طرق مكافحة التآكل
كل طرق مكافحة التآكل ترتكز على منع تسرب التيار الكهربائي من المنشآت إلى ما يحيط بها من تربة أو ماء، وفيما يلي الأساليب المتبعة لتحقيق ذلك:
منظومات الحماية الكاثودية
يمكن تصنيف منظومات الحماية الكاثودية من حيث أسلوب عملها إلى نوعين رئيسين:
أ‌- منظومات الحماية باستخدام أقطاب التضحية Sacrificial Anodes
يعتمد هذا الأسلوب على الفعالية الكلفانية Galvanic Action بين المعدن المراد حمايته وأقطاب التضحية المستخدمة، حيث تستخدم أقطاب تضحية من معادن تأتي في مقدمة السلسلة الكهروكيميائية مقارنة بالمعدن المراد حمايته أي أنها ذات جهد طبيعي أكثر سلبا More Negative مقارنة بجهد المعدن المراد حمايته فعلى سبيل المثال يمكن حماية الحديد باستخدام أي من المغنيسيوم Mg أو الألمنيوم Al أو الزنك Zn.
تجدر الإشارة هنا إلى أن الحديد Fe واستناد إلى نفس المبدأ سوف يتعرض إلى التآكل في حالة ربطه إلى النحاس بدون استخدام منظومة حماية كاثودية كما هو الحال عند استخدام شبكات الاتصال الأرضي من النحاس.
يستخدم هذا النوع من المنظومات في حالة الحاجة لحماية جيدة لأنابيب ذات مساحة سطحية محدودة أو لغرض الحماية من تأثيرات التداخل عند وجود هياكل معدنية قريبة من السطوح المراد حمايتها، أو في حالة توفر مصدر للطاقة الكهربائية، أو في حالة الحماية الوقتية خلال مرحلة التشييد، وكذلك في بعض حالات حماية الأسطح الداخلية للخزانات والأوعية، إلا أن من سلبيات هذا الأسلوب من الحماية هو محدودية عمرها التشغيلي مما يتطلب استبدال الأقطاب في فترات متقاربة أضافه إلى صعوبة السيطرة على مستوى الحماية.
ب‌- منظومات الحماية باستخدام التيار القسري Impressed Current
تأتي التسمية من كون تيار الحماية مسلط من مصدر خارجي وتتكون المنظومة عادة من الأجزاء التالية:
- مصدر تيار مستمر Dc Source
- أقطاب تضحية (أنودات)
- كابلات وأسلاك للربط مع ملحقاتها
يستخدم عادة مصدر تيار مستمر من نوع محولة/معدلة Transformer/Rectifier عند توفر مصدر قريب للتغذية بالطاقة الكهربائية وهو المفضل لهذا الأسلوب من الحماية لأسباب تشغيلية واقتصادية، وفي حالة عدم توفر ذلك يمكن استخدام مولدات كهرباء حرارية Thermo generators عند توفر غاز كوقود لتشغيلها أو استخدام منظومات تعمل بالطاقة الشمسية Solar Powered Systems كما يمكن استخدام مولدات تعمل بطاقة الرياح أو استخدام مولدات كهربائية (ديزل).
أما أقطاب التضحية فهي عادة تكون من حديد – سليكون FeSi أو الكرافايت.
يتطلب استخدام الحماية الكاثودية من النوع القسري في حالة الحاجة لحماية خطوط الأنابيب وقواعد الخزانات ذات الأسطح الكبيرة والتي تتطلب تيار حماية عالي ولفترات طويلة تمتد على مدى عمر المنشآت التي تعود إليها (20 سنة فأكثر).
تتوفر في هذه المنظومات إمكانية السيطرة على الحماية ومراقبتها المستمرة.
اعتبارات تصميميه لمنظومة حماية
عند تصميم منظومة حماية كاثودية يتطلب الأخذ بنظر الاعتبار النقاط الرئيسية التالية:
• نوع المنشأ والمعدن المطلوب حمايته.
• المساحة السطحية للمنشأ المطلوب حمايته من التآكل.
• نوع التغليف المستخدم في تغطية السطح المطلوب حمايته.
• المقاومة النوعية للتربة أو المحيط الذي يشكل وسط التآكل.
العوامل أعلاه مجتمعة سوف تؤدي للتوصل إلى نتائج أولية لتقديرات كثافة تيار الحماية المطلوب (أمبير/ متر2) وبالتالي إلى تقديرات التيار الكلية.
الحوض الأرضي لمنظومة الحماية من نوع ذات التيار القسري
تحوي الأحواض الأرضية على الانودات ومن الانودات الشائعة الاستخدام هي انودات حديد/سليكون FeSi والذي يبلغ معدل استهلاكه من 0.1 لغاية 0.5 كغم/أمبير/سنة وهناك كذلك انودات من نوع الجرافيت والتي يبلغ استهلاكها من 0.1 لغاية 2 كغم/أمبير/سنة.
بعد تحديد كثافة التيار المطلوب لتوفير الحماية وبمعرفة المساحة السطحية للمعدن المراد حمايته وعمر المنظومة المفترض بالسنوات يمكن حساب الوزن الكلي للانودات التي يتطلب استخدامها وبالتالي احتساب أعدادها حسب وزن الأنود الواحد.
تدفن الانودات عادة في مسحوق من الفحم الحجري لتقليل مقاومة التماس بين الانودات والتربة وبالتالي تقليل جهد الدائرة الكهربائية لدفع تيار الحماية وتقليل استهلاك الانودات.
طريقة دفن الانودات تعتمد على طبيعة المنطقة والمقاومة النوعية للتربة، فأن كانت المقاومة النوعية واطئة ومستوى المياه عالي يمكن استخدام أحواض أرضية سطحية Shallow Ground Beds وتدفن الانودات أفقيا على أعماق قليلة 2-3 متر بينما يتطلب دفن الانودات عموديا على أعماق أكبر Vertical Ground Beds بهدف الوصول إلى طبقات التربة واطئة المقاومة. أما في المناطق ذات المقاومة النوعية المرتفعة جدا والتي تكون أكثر من 50 اوم.متر ولغرض الوصول إلى الطبقات السفلى ذات المقاومة النوعية الواطئة يتطلب الامر حفر أحواض أرضية عميقة Deep Wells حيث يمكن أن يكون العمق 30 متر فاكثر.
توصل الانودات بسلك كهربائي إلي مصدر الطاقة الكهربائية (مصدر التيار)، بينما توصل كافة الانودات فيما بينها على التوازي.
التآكل مسبباته وأضراره.
التآكل CORROSION
يعرف التأكل بعدة أشكال: انحلال المعدن بسبب تفاعله مع الوسط الذي يتعرض له أو فشل المعدن بأي سبب غير السبب الميكانيكي البحت، أو يعرف أحياناً بأنه العملية العكسية لاستخلاص المعدن من خاماته. والتأكل فشل يصيب سطح المعدن ينتج بسبب عوامل كيميائية أو بسبب عوامل كيميائية تساعدها عوامل ميكانيكية متوفرة في الوسط المحيط.
وهناك نوع آخر في الفشل السطحي سببه ميكانيكي بحث يدعى البلى Wear والذي ينتج بسبب الاحتكاك بين سطح المعدن وتحت تأثير الجهود الخارجية.
والأمثلة عديدة على التآكل منها صدأ هيكل السيارة وعلب المواد الغذائية والصفائح والمقاطع الفولاذية وتآكل الأنابيب المدفونة في التربة، وهناك أمثلة أخرى على تآكل أجزاء معدنية عديدة تتعرض إلى أوساط صناعية مثل الأحماض والقواعد والمياه المالحة وما إلى ذلك.
أضرار التآكل:
إن الأضرار التي يسببها الفشل السطحي بسبب التأكل عديدة وجميعها ذات مردود اقتصادي سيء، ومن هذه الاضرار:
1. تغير الابعاد وفقدان الخواص الميكانيكية : يؤدي التأكل إلى فقدان الوزن بسبب انحلال المعدن وبالتالي إلى تغير أبعاده، لذلك تعطى في التصاميم بعض السماحات للتأكل (Corrosion Allowance) عند وجوده بزيادة سُمك المعدن بحيث تكون هذه السماحات أكثر سمكاً في الأوساط ذات معدلات التآكل العالية.ولتغير أبعاد القطعة المعدنية بسبب التآكل تأثيرات سلبية في الخواص الميكانيكية، حيث تقل قابليتها لتحمل الأحمال الخارجية، أي تزداد قابليتها للتشويه اللدن (Plastic Deformation) والتشويه المرن Elastic Deformation وانخفاض مقاومة المعدن للكلال (Fatigue Strength) ونشوء التشققات (Cracks) مما يؤدي إلى حصول الكسر السريع (الهش) (Fast Fracture).
2. المظهر : يتأثر مظهر المعدن بدرجة كبيرة عند إصابته بالتآكل حيث يظهر المعدن دائماً بمظهر سيئ. لذا يجب استخدام معادن مقاومة للتآكل الجوي عند الحاجة إلى الحفاض على المظهر الحسن مثل الألمنيوم أو الفولاذ المقاوم للصدأ بلاً من الفولاذ الكربوني، يشمل ذلك مواد البناء الظاهرية مثل مقاطع الشبابيك وواجهات الأبنية الخارجية. أما المعادن ذات المقاومة الضعيفة للتآكل فإنها تطلى بأنواع مختلفة لتحسين مظهرها والحد من تآكلها.
3. الأضرار الاقتصادية بسبب الإجراءات الوقائية : إن الأضرار الاقتصادية الناتجة عن التأكل عديدة ومهمة، حيث يسبب هذا الفشل في كثير من الأحيان توقف المصانع عن العمل توقف غير مبرمج، وما يوافق ذلك من كلف اقتصادية إضافية غير متوقعة. كذلك فإن محاربة التآكلتيؤدي إلى ارتفاع كلف الصيانة الدورية حيث يتطلب في كثير من الحالات تبديل الجزء المعدني التالف بجزء جديد آخر. وبهذا الخصوص يكون بالإمكان أحياناً توفير بعض المبالغ عند اختيار مادة معدنية ذات مقاومة تآكل أعلى لتصنيع هذا الجزء التالف. وتتوفر العديد من الأمثلة التي تشير إلى أن اختيار مادة عالية التكاليف نسبياً، ولكنها ذات مقاومة جيدة للتأكل من الناحية الاقتصادية أفضل من استخدام مادة معينة أرخص ثمناً ولنها تتعرض للتلف السريع بسبب التأكل، مما يتطلب عندئذ تغييره بصورة دورية وفي كلتا الحالتين يلاحظ بأن التآكل يسبب أضراراً اقتصادية بسبب زيادة التكاليف. كما أن الإجراءات الوقائية للحد من التآكل تدخل ضمن كلف التشغيل والصيانة.
إن التآكل يؤدي أحياناً إلى حدوث فشل غير متوقع في الأجزاء المعدنية في المصنع وهنا تكمن أساساً خطورة مشكلة التآكل، حيث أن حودث الفشل بصورة مفاجئة قد يؤدي إلى حصول أضرار كبيرة أكبر من تلك التي يسببها التآكل المتوقع حصوله. وفي هذا المضمار يجب الوقوف بدقة على معدلات التآكل في الأجزاء المعدنية أثناء سير عملية التصنيع وذلك عن طريق القياسات المستمرة والدورية لمعدلات التآكل والفحص المستمر للقطع المعدنية لإتخاذ الإجراءات الوقائية قبل وصول درجة التآكل إلى الحد الذي يسبب توقف المصنع عن العمل أو التأثير في سير العملية التصنيعية.
4. تلوث المنتجات : إن نواتج التأكل تؤدي إلى تغيير الطبيعة الكيميائية للوسط، أي تلوثه وفي الغالب يكون ذلك غير مرغوب فيه حيث أن المتطلبات التجارية هي الحصول على منتج نقي ذي مواصفات محددة وخالي من التلوث.والأمثلة على ذلك عديدة منها تلوث المنتجات الغذائية المعلبة بسبب حصول درجة بسيطة في التآكل في العلبة التي تحفظ فيها تلك المادة الغذائية. وعلى ضوء ذلك فإن عمر القطعة المعدنية أو الجهاز ليس هو العامل الأساسي في تحديد فترة الفشل، فمثلا من الممكن في بعض الأحوال أن نستخدم لغرض ما الفولاذ الاعتيادي ولفترة زمنية طويلة بدون وصول التأكل إلى درجة كبيرة ومع نجد أن استخدام مواد أعلى كلفة مثل الفولاذ المقاوم للصدأهو الأكثر شيوعاً، ذلك لأن الفولاذ الاعتيادي يلوث المنتوج بعداستخدامه لفترة وجيزة نسبياً بسبب تآكله خلال هذ الفترة حتى ولو بدرجة بسيطة وعندئذ لا يكون صالحاً للاستعمال.