موضوع مقاله: خوردگی گالوانیک | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # خوردگی گالوانیک | مقدمه: خوردگی گالوانیک به خوردگی در اثر وجود اختلاف پتانسیل الکتریکی بین فلزات در ارتباط با یکدیگر گفته می‌شود. | ## بخش 1: خوردگی گالوانیک | در این حالت فلز دارای پتانسیل تعادلی کمتر، آند پیل الکتروشیمیایی را تشکیل داده و خورده می‌شود. در اتصال دو فلز غیر همجنس تشدید خوردگی آند را خوردگی گالوانیکی و کاهش خوردگی کاتد را حفاظت کاتدی گویند. به منظور کاهش یا به حداقل رساندن میزان خوردگی گالوانیکی از روش‌های تجربی گوناگون استفاده می‌شود. روش‌های معمول در این موارد به قرار زیر هستند: الف) انتخاب فلزاتی که تا حد امکان در جدول سری گالوانیک به هم نزدیکتر باشند. نمونهٔ مشابه واکنش‌های گالوانیک در پیل‌های شیمیایی (همان باتری‌های معمولی) برای ایجاد ولتاژ الکتریکی مناسب برای تأمین انرژی وسایل الکتریکی قابل حمل وجود دارد.نویسندگان ویکیپدیا انگلیسی فرایند کلی فلزات و آلیاژهای مختلف مواد دارای پتانسیل‌های الکترودی متفاوتی هستند، و زمانی که دو یا چند فلز یا آلیاژ مختلف در یک الکترولیت در تماس با یکدیگر قرار می‌گیرند، یک فلز نقش آند و دیگری نقش کاتد را ایفا خواهند کرد. اگر الکترولیت تنها شامل یون‌های فلزی باشد که به راحتی کاهش شیمیایی نمی‌یابند (مانند یون یک بار مثبت سدیم و پتاسیم یا یون دو بار مثبت کلسیم، منیزیم و روی)، فرایند کاتد شامل کاهش یون هیدروژن مثبت از مولکول هیدروژن یا اکسیژن برای تشکیل یون منفی هیدروکسید خواهد بود.Decker, Franco (January 2005). تفاوت پتانسیل الکتریکی میان میان واکنش‌هایی که در دو الکترود انجام می‌شود، محرک حملهٔ شتابدار به قسمت فلز آند سیستم می‌شود که به کاهش آن در الکترولیت می‌انجامد. این فرایند باعث این می‌شود که در فلز آند خوردگی سریع تر انجام شود و از خوردگی فلز کاتد جلوگیری شود. وجود یک الکترولیت و در واقع وجود یک مسیر عبوردهندهٔ الکتریکی بین فلزات برای وقوع خوردگی گالوانیک ضروری می‌باشد. الکترولیت امکانی را برای حرکت یون‌ها فراهم می‌آورد که این موضوع برای انباشته نشدن بار الکتریکی در قسمت‌های آند و کاتد سیستم و در نتیجه انجام فرایند شیمیایی خوردگی گالوانیک لازم می‌باشد.M. برای مثال در باتری‌های ارزان قیمتی که مصارف خانگی دارند به‌طور معمول دارای سلول‌های کربن-روی هستند، به عنوان قسمتی از یک مدار بستهٔ الکتریکی (در مسیر حرکت الکترون‌ها)، فلز روی داخل سلول دچار خوردگی می‌شود (مسیر یون) که این فرایند یک قسمت ضروری برای تولید الکتریسیته در باتری می‌باشد. به عنوان مثال دیگر می‌توان حفاظت کاتدی ساختارهای غوطه ور و یا دفن شده را نام برد. | ## بخش 2: خوردگی گالوانیک | در این مورد، آندها به عنوان قسمتی از جفت گالوانی کار می‌کنند که باعث خوردگی فلز قسمت آند و در عوض حفاظت فلز قسمت کاتد می‌شود. در موارد دیگر، مانند فلزهای مخلوط در لوله سازی (برای مثال مس، آهن ریخته‌گری و فلزات ریخته‌گری دیگر)، خوردگی گالوانیک در خوردگی‌های شتاب یافتهٔ قسمت‌های مختلف سیستم شرکت می‌کند و به عبارت دیگر خوردگی در بسیاری از قسمت‌های سیستم ناشی از این نوع خوردگی (خوردگی گالوانیک) می‌باشد. مواد مانع شوندهٔ خوردگی مانند سدیم نیتریت یا سدیم مولیبدیت می‌توانند در این سیستم‌ها تزریق شوند تا پتانسیل گالوانی را کاهش دهند، اگرچه عمل اضافه کردن این مواد ضد خوردگی باید به‌طور دقیق تحت نظر قرار گیرد، به طوری که اگر عمل اضافه کردن مواد ضد خوردگی منجر به افزایش رسانایی الکتریکی آب داخل سیستم شود، پتانسیل خوردگی گالوانیک ممکن است افزایش چشمگیری داشته باشد. به طوری که اگر مقدار اسیدی یا بازی بودن با مقدار مادهٔ ضد خوردگی تناسب نداشته باشد، خوردگی گالوانیک با سرعت بیشتری انجام می‌شود. در اغلب سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی خانگی، استفاده از آندهای فداشونده و کاتدها، دیگر مطلوب نمی‌باشد، چرا که آن‌ها باید داخل لوله‌کشی ساختمان‌ها نصب شوند و بعد از گذشت زمان، دچار خوردگی و زنگ زدگی می‌شود و باعث آزاد شدن ذراتی داخل لوله‌ها شده و این امر می‌تواند موجب آسیب‌های پتانسیلی و مکانیکی در پمپ‌های گردشی، مبدل‌های حرارتی و… شود. نمونه‌هایی از خوردگی نمونهٔ رایج خوردگی گالوانیک درآهن‌های کرکره (یک ورق استیل که با فلز روی پوشانده شده‌است) رخ می‌دهد، حتی زمانی که پوشش محافظت کنندهٔ روی شکسته می‌شود، لایهٔ استیل زیرین سالم باقی می‌ماند. تنها در صورتی که روی به‌طور کامل دچار زنگ زدگی یا خوردگی شود، فلز پایه ای به تدریج دچار خوردگی خواهد شد. در مقابل، در قوطی‌های قدیمی از جنس قلع (قوطی‌های حلبی)، عکس عملیات قبلی اتفاق می‌افتد، چرا که قلع از استیل موجود در لایهٔ زیرین نجیب تر می‌باشد، هرگاه این پوشش قلع شکسته شود، لایهٔ استیل زیرین به تدریج شروع به فرایند خوردگی می‌کند. اگرچه این موضوع زمانی که گوستاو ایفل این سازه را بر اساس طرحی از فردریک بارتولدی ساخت، پیش‌بینی شده بود و لایه ای عایق از جنس نوعی رزین مانند لاک ناخن روی چارچوب آهنی مجسمه تعبیه شده بود اما با گذشت زمان این لایه در عایق نگه داشتن بدنهٔ آهنی دچار مشکل شده و سبب زنگ زدن تدریجی پایه‌های آهنی این سازه شده بود. در یک عملیات تعمیر گسترده که در طی آن همهٔ قسمت‌های مجسمه مجزا شدند، یک لایهٔ عایق از جنس پلی تترافلوئورواتیلن جایگزین لایهٔ عایق قبلی شد. 370 این مشکل به‌طور مشابه برای کشتی‌هایی که پوشش مسی برای حمل بارهای علف و جلوگیری از نفوذ کرم کشتی داشتند، اتفاق افتاد. در آزمایشی در سال ۱۷۶۱، نیروی دریایی سلطنتی استفاده از صفحات ۱۲ اونسی مس را برای تمام بدنهٔ اصلی کشتی اچ ام اس آلارم امتحان کرد، در بازگشت این کشتی از سفری از شرق هند، با وجود این که صفحات مسی شرایط مطلوبی داشتند و از نفوذ کرم‌های کشتی جلوگیری کرده بودند، صفحهٔ کفی بدنهٔ کشتی که از جنس چوب بودند در بسیاری از نقاط از صفحات مسی جدا شده بودند که این اتفاق به علت استفاده از میخ‌های آهنی در پروسهٔ ساخت این این کشتی بود. | ## بخش 3: خوردگی گالوانیک | البته برخی از این میخ‌های آهنی ظاهراً آسیب ندیده بودند که این موضوع تعجب گروه‌های بازرسی را برانگیخته بود. بررسی دقیق تر نشان داد که کاغذهای قهوه ای ضد آبی که به صورت غیرعمدی زیر قسمت هد بعضی از این میخ‌ها قرار گرفته بودند، از آن‌ها محافظت کرده بودند. به طوری که هر جا که این کاغذها به صورت محافظ کامل قرار داشتند، آهن از آسیب دیدن محافظت شده بود. این کاغذها در واقع در کارخانه یسازندهٔ این صفحات مسی برای کشتی سازی روی این صفحات کشیده شده بود که گاهی این پوشش‌ها را از صفحات مسی جدا نمی‌کردند و به همان صورت در بدنهٔ کشتی آن‌ها را با پیچ متصل می‌کردند. در نهایت نتیجهٔ این موضوع که آهن نباید در تماس مستقیم با صفحات مسی -که در بدنهٔ کشتی‌هایی که در آب دریا حرکت می‌کنند- باشد، به ادارهٔ نیروی دریایی گزارش شد.Trethewey, K.R. سلول لازانیا یک سلول لازانیا به صورت اتفاقی زمانی تشکیل شد که یک غذای خمیری نمک دار مانند لازانیا در یک تابهٔ از جنس استیل با پوشش رویی از جنس فویل آلومینیوم نگهداری شد. بعد از چند ساعت، در فویل سوراخ‌های ریزی در قسمتی که با لازانیا در برخورد بود پدید آمد و در سطح غذا نقاط ریزی دیده شد که که از جنس آلومینیوم خورده شده بود.Water. 826 در این نمونه، غذای نمک دار (لازانیا) نقش الکترولیت، فویل آلومینیومی نقش آند، و تابهٔ استیل نقش کاتد را ایفا کردند. در صورتی که فویل آلومینیوم در قسمت‌های کوچکی با غذا در تماس باشد، خوردگی گالوانیک متمرکز می‌شود و عمل خوردگی ممکن است با سرعت قابل توجهی انجام شود. اگر در عوض از یک تابهٔ آلومینیومی استفاده شود، سرعت خوردگی به شدت کاهش می‌یابد ولی همچنان ممکن است که خوردگی اتفاق بیفتد. سری گالوانیک همهٔ فلزات می‌توانند در یک سری گالوانیک دسته‌بندی شوند که در آن پتانسیل الکتریکی هر فلز در یک الکترولیت در مقابل یک الکترود مرجع را نشان می‌دهد. تفاوت جایگاه دو فلز در این سری به خوبی نشان می‌دهد که کدام فلز احتمالاً سریع تر دچار خوردگی می‌شود. | ## جمع‌بندی | اگر چه عوامل دیگری همچون میزان اکسیژن آب و همچنین نرخ دبی آب در طول فرایند خوردگی نیز در این سرعت تأثیرگذار هستند.