تآكل (ميكانيكا)

التآكل أو السحج أو الحك هي عملية تتشوه فيها المواد أو السطوح بالخدش أو التشويه أو الفرك. يمكن التسبب بالتآكل بشكل متعمد في عملية خاضعة للتحكم باستخدام مادة كاشطة. يمكن أن يكون التآكل تأثيرًا غير مرغوب فيه نتيجة للاستخدام العادي أو التعرض للعناصر.

 في تشكيل الحجر 
استخدم الفنانون القدماء الذين يعملون بالحجر تقنيات التآكل لصنع المنحوتات. اختار الفنان أحجارًا كثيفة مثل الكربونيت والصنفرة وفركها باستمرار بأحجار أكثر ليونة نسبيًا مثل الحجر الجيري والجرانيت. استخدم الفنان أحجامًا وأشكالًا مختلفة من المواد الكاشطة، أو قام بتدويرها بطرق مختلفة أثناء فركها، للحصول على تأثيرات على سطح الحجر الأكثر ليونة. ساعد صب الماء المستمر على السطح في إزالة الجزيئات. كانت تقنية الكشط في تشكيل الحجر عملية طويلة ومضنية وتتطلب الصبر، لكنها أنتجت في النهاية أعمالاً فنية خالدة في الحجر.

 مقاومة التآكل 
يمكن قياس مقاومة المواد والهياكل للتآكل والخدش باستخدام مجموعة متنوعة من طرق الاختبار، والتي تعتمد غالباً على استخدام مادة كاشطة محددة أو وسائل تآكل أخرى يتم التحكم فيها بدقة. وفي ظل ظروف الاختبار هذه، يمكن تسجيل النتائج مباشرة أو مقارنتها بمواد أخرى خضعت لاختبارات مماثلة لتقييم كفاءتها.

وتنتج هذه القياسات المعيارية كميتين أساسيتين: هما "معدل التآكل" و"معدل التآكل المعياري" (ويسمى أيضاً مؤشر مقاومة التآكل). يمثل المعدل الأول كمية الكتلة المفقودة من المادة لكل 1000 دورة من عملية الحك والتآكل، بينما يمثل الثاني النسبة بين معدل التآكل للمادة المختبرة ومعدل التآكل المعروف لمادة مرجعية محددة.S. Grynko, "Material Properties Explained" (2012), , p. 2.

ويعد جهاز "اختبار الحك والتآكل" أحد الأدوات المستخدمة للحصول على هذه المعدلات، ويتكون من ذراع ميكانيكية ومضخة سوائل وإلكترونيات قابلة للبرمجة. تعمل الماكينة على تحريك الذراع الميكانيكية المزودة بفرشاة (أو ورق صنفرة، أو إسفنجة، إلخ) فوق سطح المادة المراد اختبارها، حيث يحدد المشغل عدداً مبرمجاً مسبقاً من المسحات لضمان نتيجة دقيقة وقابلة للتكرار. كما يمكن لمضخة السوائل تزويد الذراع بالمنظفات أو السوائل الأخرى أثناء الاختبار لمحاكاة عمليات الغسيل والاستخدامات الطبيعية الأخرى.

 اختبار الرمل الجاف / العجلة المطاطية (ASTM G65) 
يُعد اختبار (ASTM G65) مثالاً آخر على اختبارات التآكل، حيث يُستخدم فيه الرمل الجاف مع عجلة مطاطية لتقييم المواد. ويُصنف هذا الاختبار، المعروف باسم "الطريقة القياسية لقياس التآكل باستخدام جهاز الرمل الجاف والعجلة المطاطية"، كأحد أكثر الإجراءات المختبرية انتشاراً لتقييم مقاومة المواد المعدنية والطلاءات للتآكل. خلال هذا الاختبار، يتم تدوير عجلة مطاطية ضد عينة مسطحة مع تمرير تدفق محكم من رمل السيليكا بين العجلة وسطح الاختبار، مما يخلق حالة "تآكل ثلاثي الأجسام" تحاكي التآكل الناتج عن الاحتكاك الانزلاقي أثناء الخدمة الفعلية.

يتم تحديد حجم المادة المفقودة عن طريق قياس الفقد في الوزن، ويُسجل ذلك كـ "معدل تآكل" (يُقاس عادةً بالملليمتر المكعب أو الملليمتر المكعب لكل كيلوغرام من المادة الكاشطة). وتحدد المواصفة خمسة إجراءات اختبار مختلفة (من A إلى E) تختلف فيها معايير مثل الحمل الواقع على العجلة، ومعدل تغذية المادة الكاشطة، وصلابة المطاط. وتتجلى أهمية هذه الطريقة بشكل خاص في ترتيب وتصنيف أنواع الفولاذ، وطبقات اللحام السطحية، والطلاءات المقاومة للتآكل المستخدمة في معدات التعدين والحفر والآلات الزراعية.

هناك اختبارات تآكل مشابهة تشمل طريقة (ASTM G105) التي تعتمد على "الرمل الرطب والعجلة المطاطية"، واختبار "تابر" المستخدم للأسطح البوليمرية والمطلية. ومن الناحية العملية، يمكن أن يساعد استخدام التشحيم المناسب في السيطرة على التآكل في بعض الحالات، كما يمكن تغطية بعض القطع بمواد مقاومة للتآكل، أو قد يكون خيار التحكم في مسبب التآكل نفسه متاحاً في أحيان أخرى.

 مراجع 

تصنيف:علم الاحتكاك
تصنيف:تحلل المواد