በብረታ ብረት ዝገት ሂደቶች ላይ የአካባቢ ተጽዕኖዎች

በብረታ ብረት ዝገት ሂደት ላይ የአካባቢ ተጽዕኖ

ዝገት ከአካባቢው ጋር በኬሚካላዊ ወይም በኤሌክትሮኬሚካል ግብረመልሶች ምክንያት የሚመጣ የብረት መበላሸት ሂደት ነው። በዕለት ተዕለት ሕይወት ውስጥ ዝገት በብረት ላይ "ዝገት" ተብሎ በቀላሉ የሚታወቅ ቢሆንም፣ እንደ ብረት፣ አሉሚኒየም፣ መዳብ፣ ዚንክ እና በኢንዱስትሪ ውስጥ ጥቅም ላይ በሚውሉ ልዩ ቅይጥዎች እንኳን በተለያዩ የብረታ ብረት ዓይነቶች ሊከሰት ይችላል። ተፅዕኖው ውበት ብቻ አይደለም፡ ዝገት የሜካኒካል ጥንካሬን ይቀንሳል፣ የመሳሪያዎችን ዕድሜ ያሳጥራል፣ የጥገና ወጪዎችን ይጨምራል፣ እና በአንዳንድ ሁኔታዎች አደገኛ የመዋቅር ውድቀቶችን ሊያስከትል ይችላል። ዝገት በአካባቢ ሁኔታዎች ላይ ከፍተኛ ተጽዕኖ ስለሚያሳድር፣ የአካባቢ ተጽዕኖዎችን መረዳት ለመከላከል ወይም ለማዘግየት ወሳኝ እርምጃ ነው።

የዝገት ሂደት መሰረታዊ ነገሮች፡ ኤሌክትሮኬሚካል ግብረመልሶች

በተፈጥሮ ውስጥ ያሉ አብዛኛዎቹ የብረታ ብረት ዝገት የሚከሰቱት በኤሌክትሮኬሚካል ዘዴዎች ነው። የብረት ገጽታዎች በስብጥር ልዩነቶች፣ በቀሪ ጭንቀቶች ወይም ከሌሎች ብረቶች ጋር በመገናኘት የተፈጠሩ ማይክሮ-አኖድ እና ካቶድ ክልሎች አሏቸው። በአኖድ ላይ፣ ብረቱ ኦክሳይድ ይደረግበታል (ኤሌክትሮኖችን ይለቃል) እና እንደ አየኖች ይሟሟል፡

ኤም → ኤምⁿ⁺ + ኔ⁻

የተለቀቁት ኤሌክትሮኖች ወደ ካቶድ ክልል ይፈሳሉ እና ለዝቅተኛ ግብረመልሶች ያገለግላሉ፣ ለምሳሌ በገለልተኛ መፍትሄ ውስጥ የኦክስጅን ቅነሳ፡

O₂ + 2H₂O + 4e⁻ → 4OH⁻

የኤሌክትሮላይቶች (ውሃ የያዘ አየኖች)፣ ኦክስጅን እና የተወሰኑ የአካባቢ ሁኔታዎች መኖር ይህ ተከታታይ ግብረመልሶች ምን ያህል በፍጥነት እንደሚከሰቱ ይወስናል። ለዚህም ነው ብረቶች በደረቅ አየር ውስጥ ረዘም ላለ ጊዜ ሊቆዩ የሚችሉት፣ እርጥበት አዘል አካባቢዎች ወይም የባህር ውሃ ውስጥ ደግሞ በፍጥነት ሊበላሹ የሚችሉት።

1. እርጥበት እና የውሃ መኖር

በዝገት ውስጥ ዋነኛው የአካባቢ ሁኔታ ውሃ ነው። ውሃ የኤሌክትሮላይት ንብርብር በብረት ወለል ላይ እንዲፈጠር ያስችለዋል፣ ይህም አየኖች እንዲንቀሳቀሱ እና ኤሌክትሮኬሚካል ግብረመልሶች እንዲከሰቱ ያስችላል። በጣም ደረቅ በሆነ አየር ውስጥ፣ የዝገት መጠኑ ቀርፋፋ ነው ምክንያቱም አዮን የሚያስተናግድ መካከለኛ የለም።

አንጻራዊ እርጥበት ብዙውን ጊዜ አስፈላጊ መለኪያ ነው። በተወሰኑ የእርጥበት ደረጃዎች - በተለምዶ ለብዙ የከባቢ አየር ሁኔታዎች ከ60-70% በላይ - የብረት ገጽታዎች ዝገትን ለመጀመር የሚያስችል ቀጭን የውሃ ፊልም ሊፈጥሩ ይችላሉ። የሌሊት ጤዛ፣ ጤዛ ወይም የሙቀት ልዩነት ቧንቧዎች እና ታንኮች ላብ እንዲፈጥሩ የሚያደርጉ ኃይለኛ እርጥብ-ደረቅ ዑደት በመፍጠር ዝገትን ያፋጥኑታል።

እርጥብ-ደረቅ ዑደቶች አደገኛ ናቸው ምክንያቱም መሬቱ ሲደርቅ፣ የሟሟ ጨዎች ወይም ብክለቶች የበለጠ ክምችት ስለሚኖራቸው የቀረውን ውሃ የበለጠ አስተላላፊ ያደርገዋል እና ምላሹን ያፋጥናል። እንደገና እርጥብ በሚሆንበት ጊዜ አዮኖቹ ይሟሟሉ፣ የጥቃት ቦታውን ያስፋፋሉ።

2. የሟሟ ኦክስጅን እና ዲፈረንሻል ኤሬሽን

በብዙ የዝገት ሁኔታዎች ውስጥ የካቶዲክ ግብረመልሶች ዋና አንቀሳቃሽ ኦክስጅን ነው። ከፍተኛ የኦክስጅን መጠን ያላቸው አካባቢዎች ዝገትን ያፋጥናሉ፣ ነገር ግን ልዩ ሁኔታዎች አሉ፤ እንደ አሉሚኒየም እና አይዝጌ ብረት ያሉ አንዳንድ ብረቶች በኦክሲጅን በተሞላ ሁኔታ ውስጥ የተረጋጋ እና በዚህም ምክንያት የበለጠ የሚቋቋም ተገብሮ ንብርብር (ቀጭን ኦክሳይድ) ሊፈጥሩ ይችላሉ።

ሌላው ዋና ችግር ልዩነት ያለው የአየር ዝውውር ሲሆን ይህም በተለያዩ አካባቢዎች የኦክስጅን መጠን ልዩነት ነው። ለምሳሌ፣ በደለል፣ በጭቃ ወይም በጉድጓድ ውስጥ የተሸፈኑ የብረት ክፍሎች ከተጋለጡ አካባቢዎች ያነሰ የኦክስጅን መጠን አላቸው። ይህ ልዩነት የዝገት ሴል ይፈጥራል፡- የኦክስጅን ደካማው አካባቢ አኖድ ይሆናል እና በፍጥነት ይሟሟል። ስለዚህ፣ ዝገት ብዙውን ጊዜ በጋኬትስ፣ በተቦለሉ መገጣጠሚያዎች፣ በከፊል በተቀቡ ክፍሎች ወይም በቆሸሹ ቦታዎች ስር ከባድ ነው።

3. የአካባቢ ሙቀት

በአጠቃላይ የሙቀት መጠን መጨመር የኬሚካል እና የኤሌክትሮኬሚካል ግብረመልሶችን መጠን ይጨምራል፣ ስለዚህ ዝገት በከፍተኛ ሙቀት የመፋጠን አዝማሚያ አለው። እንደ ቦይለሮች፣ የእንፋሎት ቧንቧዎች ወይም ማጣሪያዎች ባሉ የኢንዱስትሪ አካባቢዎች የሙቀት መጠኑ የአዮኖችን ስርጭት ሊያፋጥን እና የመከላከያ ሽፋኖችን ሊጎዳ ይችላል።

ይሁን እንጂ የሙቀት መጠን ተጽእኖ ሁልጊዜ መስመራዊ አይደለም። በውሃ ውስጥ የሙቀት መጠኑ እየጨመረ ሲሄድ የኦክስጅን መሟሟት ይቀንሳል። ይህ ማለት በተወሰኑ ስርዓቶች ውስጥ የሙቀት መጠን መጨመር የሟሟ ኦክስጅንን ሊቀንስ ይችላል፣ ነገር ግን የምላሽ ማፋጠን ውጤት ብዙውን ጊዜ የበላይ ሆኖ ይቆያል - በተለይም የፈሳሽ ፍሰት እና የኦክስጅን አቅርቦት ሲጠበቅ።

በተጨማሪም የሙቀት መጠኑ በጤዛ መፈጠር ውስጥ ሚና ይጫወታል። ቀዝቃዛ ፈሳሾችን በእርጥብ አየር ውስጥ የሚያጓጉዙ ቱቦዎች ውሃውን በውጪው ገጽ ላይ በማጠራቀም ለከባቢ አየር ዝገት ተስማሚ ሁኔታዎችን ይፈጥራሉ።

4. ፒኤች፡ አሲድነት እና መሰረታዊነት

የአሲድነት መጠን (pH) የዝገት ምርቶችን መረጋጋት እና ዋነኛውን የካቶዲክ ምላሽ አይነት ይነካል። በአሲድማ አካባቢዎች (ዝቅተኛ ፒኤች)፣ በጣም የተለመደው የመቀነስ ምላሽ የሃይድሮጂን አየኖችን ወደ ሃይድሮጂን ጋዝ መቀነስ ነው፡

2H⁺ + 2e⁻ → H₂

ይህ በብዙ ብረቶች ላይ በተለይም የካርቦን ብረት ዝገትን ሊያፋጥን ይችላል። በጣም አሲዳማ በሆኑ ሁኔታዎች ውስጥ፣ የመከላከያ ኦክሳይድ ንብርብር የመሟሟት አዝማሚያ ስላለው የብረቱን ወለል ያጋልጣል።

በአልካላይን አካባቢዎች፣ አንዳንድ ብረቶች በአንጻራዊ ሁኔታ የተረጋጋ የኦክሳይድ/ሃይድሮክሳይድ ንብርብር በመፍጠር የበለጠ የመቋቋም ችሎታ ሊኖራቸው ይችላል። ሆኖም፣ ጠንካራ መሠረቶች የተወሰኑ ብረቶችን ሊያጠቁ እና እንደ ቁሱ አይነት እና ባሉ አዮኖች ላይ በመመስረት ተገብሮ ንብርብርን ሊጎዱ ይችላሉ።

5. ጨውና ክሎራይድ አየኖች፡- በባህር አካባቢ ውስጥ ዋና ጠላቶች

የባህር ውሃ እና የባህር ዳርቻ አካባቢዎች በዋነኛነት በክሎራይድ (Cl⁻) ይዘታቸው ምክንያት በዝገት የሚታወቁ ናቸው። የክሎራይድ አየኖች የመፍትሄውን ኮንዳክቲቭነት ይጨምራሉ፣ ይህም የዝገት ፍሰትን ይጨምራል። ይበልጥ አሳሳቢው ነገር፣ ክሎራይድ በአይዝጌ ብረት እና በአሉሚኒየም ላይ ያለውን ተገብሮ ንብርብር ዘልቆ መግባት ወይም ሊጎዳ ይችላል፣ ይህም የዝገት ዝገትን ያስከትላል፣ ይህም በአካባቢው ስለሚከሰት አደገኛ ነው ነገር ግን የሚታይ እና ወጥ የሆነ ጉዳት ሳይኖር የቁሳቁሱን ውፍረት ዘልቆ መግባት ይችላል።

በባህር ዳርቻ አካባቢዎች፣ አደገኛ የሆነው ቀጥተኛ የባህር ውሃ ብቻ ሳይሆን ከመዋቅራዊ ገጽታዎች ጋር የሚጣበቁ በነፋስ የሚተላለፉ የጨው ኤሮሶሎችም ጭምር ነው። እርጥበት ሲጨምር፣ ጨዎቹ ይሟሟሉ እና የተጠናከሩ ኤሌክትሮላይቶችን ይፈጥራሉ፣ ይህም የከባቢ አየር ዝገትን ያፋጥናል።

6. የአየር ብክለቶች፡ SO₂፣ NOₓ እና የከባቢ አየር ዝገት

በኢንዱስትሪ ወይም በከተማ አካባቢዎች፣ እንደ ሰልፈር ዳይኦክሳይድ (SO₂) እና ናይትሮጅን ኦክሳይድ (NOₓ) ያሉ ብክለቶች በውሃ (ጤዛ ወይም ዝናብ) ውስጥ ሊሟሟሉ እና አሲዶችን (ለምሳሌ፣ ሰልፈሪክ አሲድ እና ናይትሪክ አሲድ) ሊፈጥሩ ይችላሉ። ይህም በብረት ገጽታዎች ላይ የውሃ ፊልሙን ፒኤች ዝቅ የሚያደርግ እና የዝገት መጠንን ይጨምራል። የአሲድ ዝናብ እጅግ በጣም ጥሩ ምሳሌ ሲሆን ድልድዮችን፣ አጥሮችን፣ ተሽከርካሪዎችን እና የብረት ሕንፃዎችን መበላሸት ያፋጥናል።

የኢንዱስትሪ አቧራ ቅንጣቶች በብረት ገጽታዎች ላይ እርጥበትን ሊይዙ ይችላሉ፣ ይህም ያለማቋረጥ እርጥበት ያለው እና በአዮን የበለፀገ "ማይክሮ-አካባቢ" ይፈጥራል፣ ይህም ከክምችቶቹ በታች የዝገት ጥቃቶችን ያባብሳል።

7. የፍሰት ፍጥነት እና የአፈር መሸርሸር-ዝገት

በቧንቧ ስርዓቶች ውስጥ፣ በፍጥነት የሚፈሱ ፈሳሾች የአፈር መሸርሸር-ዝገት፣ የሜካኒካል መሸርሸር እና የዝገት ጥምረት ሊያስከትሉ ይችላሉ። የሚረብሽ ፍሰት፣ የፍሰት አቅጣጫ ለውጦች፣ እና በቫልቮች፣ በክርኖች እና በፓምፖች አቅራቢያ ያሉ ቦታዎች ብዙውን ጊዜ ተጋላጭ ናቸው። ፈጣን ፍሰት ጥቃቱን የሚከላከሉ የመከላከያ ፊልሞችን ወይም የዝገት ምርቶችን ሊያስወግድ ይችላል፣ ይህም ብረቱን ያለማቋረጥ እንዲጋለጥ ያደርገዋል።

8. ረቂቅ ተሕዋስያን፡- በባዮሎጂካል እንቅስቃሴ የተጎዳ ዝገት

አካባቢው ባዮሎጂያዊ ምክንያቶችንም ያካትታል። በማይክሮባዮሎጂያዊ ተጽዕኖ የተጎዳ ዝገት (MIC) የሚከሰተው እንደ ሰልፌት የሚቀንሱ ባክቴሪያዎች (SRB) ያሉ ረቂቅ ተሕዋስያን የብረት ወለል የአካባቢ ኬሚስትሪ ላይ ተጽዕኖ ሲያሳድሩ ነው፣ ለምሳሌ H₂S በማምረት፣ pH በመቀየር ወይም ከባዮፊልም በታች ኤሌክትሮኬሚካል ሴል በመፍጠር። MIC ብዙውን ጊዜ በመሬት ውስጥ ባሉ ቱቦዎች፣ በማከማቻ ታንኮች፣ በማቀዝቀዣ ስርዓቶች እና በባህር ጭነቶች ውስጥ ይገኛል፣ እና ፈጣን እና ለመለየት አስቸጋሪ የሆነ የጉድጓድ መቆራረጥ ሊያስከትል ይችላል።

በአካባቢ ሁኔታዎች ላይ የተመሠረተ የቁጥጥር ስትራቴጂ

አካባቢው በጣም አስፈላጊ ስለሆነ፣ የዝገት መከላከያ ስልቶች ብዙውን ጊዜ የአካባቢውን ሁኔታ ለማሻሻል ወይም የብረት ወለልን ለመጠበቅ ያተኮሩ ናቸው፣ ከእነዚህም ውስጥ የሚከተሉት ይገኙበታል፡

1. ብረትን ከውሃ፣ ከኦክስጅን እና ከኃይለኛ አዮኖች ለመለየት ሽፋን እና ቀለም መቀባት።
2. በመሠረት ብረት ውስጥ የኦክሳይድ ግብረመልሶችን ለመግታት የካቶዲክ መከላከያ (መስዋዕትነት ያለው አኖድ ወይም የግዳጅ ጅረት)።
3. ተገቢ የሆኑ ቁሳቁሶችን መምረጥ፡ ለምሳሌ ለክሎራይድ አካባቢዎች የተወሰኑ አይዝጌ ብረት በጥንቃቄ መመረጥ አለበት።
4. ምንም አይነት የቆሸሸ ውሃ ወይም ለረጅም ጊዜ የሚቆይ ጤዛ እንዳይኖር እርጥበትንና የፍሳሽ ማስወገጃን ይቆጣጠሩ።
5. እንደ ማቀዝቀዣ ውሃ ወይም ቦይለር ባሉ በተዘጉ ስርዓቶች ውስጥ የዝገት መከላከያ።
6. ጠባብ ክፍተቶችን፣ የተጠራቀሙ ክምችቶችን እና የተዘጉ ቦታዎችን ለማስወገድ ጥሩ ዲዛይን።
7. በማጽዳት፣ በባዮሳይድ እና በክትትል አማካኝነት የማይክሮባዮሎጂ ቁጥጥር።

መዝጊያ

የብረት ዝገት አንድ ክስተት ብቻ አይደለም፣ ይልቁንም በቁሳቁሱ እና በአካባቢው መካከል ባለው ውስብስብ መስተጋብር ውጤት ነው። እርጥበት፣ ኦክስጅን፣ የሙቀት መጠን፣ ፒኤች፣ ክሎራይድ ጨዎች፣ የአየር ብክለቶች፣ የፍሰት ፍጥነት እና የማይክሮባላዊ እንቅስቃሴ እንኳን የዝገት ጥቃትን መልክ ሊያፋጥኑ ወይም ሊለውጡ ይችላሉ። የአካባቢ ተጽዕኖዎችን መረዳት ተጋላጭ አካባቢዎችን ለመተንበይ፣ ተገቢ ቁሳቁሶችን ለመምረጥ እና ውጤታማ ጥበቃን ተግባራዊ ለማድረግ ያስችለናል። በትክክለኛው አቀራረብ፣ የዝገት ኪሳራዎች - ወጪዎችም ሆኑ የደህንነት አደጋዎች - በከፍተኛ ሁኔታ ሊቀንሱ ይችላሉ፣ እና የብረት መዋቅሮች እና መሳሪያዎች ዕድሜ ሊራዘም ይችላል።