உலோக அரிப்பு செயல்முறைகள் மீதான சுற்றுச்சூழல் தாக்கங்கள்

உலோக அரிப்பு செயல்முறையில் சுற்றுச்சூழல் தாக்கம்

அரிமானம் என்பது, ஒரு உலோகம் அதன் சுற்றுப்புறத்துடன் நிகழும் வேதியியல் அல்லது மின்வேதியியல் வினைகளால் சிதைவடையும் ஒரு செயல்முறையாகும். அன்றாட வாழ்வில், அரிமானத்தை மிக எளிதாக இரும்பில் ஏற்படும் "துரு" என்றே அடையாளம் காணலாம். ஆனால், உண்மையில் இது எஃகு, அலுமினியம், தாமிரம், துத்தநாகம் மற்றும் தொழில்துறையில் பயன்படுத்தப்படும் சிறப்பு உலோகக் கலவைகள் போன்ற பல்வேறு வகையான உலோகங்களிலும் ஏற்படலாம். இதன் தாக்கம் வெறும் தோற்றத்துடன் மட்டும் நின்றுவிடுவதில்லை: அரிமானம் இயந்திர வலிமையைக் குறைக்கிறது, உபகரணங்களின் ஆயுட்காலத்தைக் குறைக்கிறது, பராமரிப்புச் செலவுகளை அதிகரிக்கிறது, மேலும் சில சமயங்களில் அபாயகரமான கட்டமைப்புச் சிதைவுகளையும் தூண்டக்கூடும். அரிமானம் சுற்றுச்சூழல் நிலைமைகளால் பெரிதும் பாதிக்கப்படுவதால், அதைத் தடுப்பதற்கோ அல்லது அதன் வேகத்தைக் குறைப்பதற்கோ சுற்றுச்சூழல் தாக்கங்களைப் புரிந்துகொள்வது ஒரு முக்கியமான படியாகும்.

அரிப்பு செயல்முறையின் அடிப்படைகள்: மின்வேதியியல் வினைகள்

இயற்கையில் உலோகங்களின் பெரும்பாலான அரிமானம் மின்வேதியியல் வழிமுறைகள் மூலமே நிகழ்கிறது. உலோகப் பரப்புகளில், அவற்றின் உட்கூறு வேறுபாடுகள், எஞ்சிய அழுத்தங்கள் அல்லது பிற உலோகங்களுடனான தொடர்பு ஆகியவற்றால் உருவாகும் நுண்-ஆனோடு மற்றும் கேத்தோடு பகுதிகள் உள்ளன. ஆனோடில், உலோகம் ஆக்சிஜனேற்றத்திற்கு உள்ளாகி (எலக்ட்ரான்களை வெளியிட்டு) அயனிகளாகக் கரைகிறது.

M → Mⁿ⁺ + ne⁻

வெளியிடப்பட்ட எலக்ட்ரான்கள் எதிர்மின்வாய்ப் பகுதிக்குப் பாய்ந்து, ஒடுக்க வினைகளுக்குப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன; எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு நடுநிலைக் கரைசலில் ஆக்ஸிஜனை ஒடுக்குதல்.

O₂ + 2H₂O + 4e⁻ → 4OH⁻

மின்பகுளிகள் (அயனிகளைக் கொண்ட நீர்), ஆக்ஸிஜன் மற்றும் சில சுற்றுச்சூழல் நிலைமைகள் ஆகியவை இந்த வினைத்தொடர் எவ்வளவு விரைவாக நிகழ்கிறது என்பதைத் தீர்மானிக்கும். இதனால்தான் உலோகங்கள் வறண்ட காற்றில் நீண்ட காலம் நீடிக்கின்றன, அதே சமயம் ஈரப்பதமான சூழல்களிலோ அல்லது கடல் நீரிலோ அவை விரைவாகச் சிதைவடைகின்றன.

1. ஈரப்பதம் மற்றும் நீரின் இருப்பு

அரிமானத்தில் மிக முக்கிய சுற்றுச்சூழல் காரணி நீராகும். நீர், உலோகப் பரப்பில் ஒரு மின்பகுளிப் படலம் உருவாக வழிவகுத்து, அயனிகள் நகரவும் மின்வேதியியல் வினைகள் நிகழவும் அனுமதிக்கிறது. மிகவும் வறண்ட காற்றில், அயனிகளைக் கடத்தும் ஊடகம் இல்லாததால், அரிமானத்தின் வேகம் மெதுவாக இருக்கும்.

சாரீர ஈரப்பதம் பெரும்பாலும் ஒரு முக்கியமான காரணியாகும். குறிப்பிட்ட ஈரப்பதம் நிலைகளில்—பல வளிமண்டல நிலைகளில் பொதுவாக சுமார் 60–70% க்கு மேல்—உலோகப் பரப்புகளில் அரிப்பைத் தொடங்குவதற்குப் போதுமான ஒரு மெல்லிய நீர்ப்படலம் உருவாகலாம். இரவு நேர ஆவிச்சுருக்கம், பனித்துளி, அல்லது குழாய்கள் மற்றும் தொட்டிகளில் வியர்வையை உண்டாக்கும் வெப்பநிலை வேறுபாடுகள் போன்றவையும், ஒரு தீவிரமான ஈர-உலர் சுழற்சியை உருவாக்குவதன் மூலம் அரிப்பைத் துரிதப்படுத்துகின்றன.

ஈர-உலர் சுழற்சிகள் ஆபத்தானவை, ஏனெனில் மேற்பரப்பு உலரும்போது, ​​கரைந்துள்ள உப்புகள் அல்லது மாசுபடுத்திகள் அதிக செறிவடைந்து, மீதமுள்ள நீரை அதிக கடத்தும் தன்மையுடையதாக மாற்றி, வினையை வேகப்படுத்துகின்றன. அது மீண்டும் ஈரமாகும் போது, ​​அயனிகள் கரைந்து, தாக்குதல் பரப்பை விரிவுபடுத்துகின்றன.

2. கரைந்த ஆக்ஸிஜன் மற்றும் வேறுபட்ட காற்றூட்டம்

பல அரிப்பு நிகழ்வுகளில், எதிர்மின்வாய் வினைகளுக்கு ஆக்ஸிஜனே முதன்மைக் காரணியாக உள்ளது. அதிக ஆக்ஸிஜன் உள்ள சூழல்கள் அரிப்பைத் துரிதப்படுத்த முனைகின்றன, ஆனால் விதிவிலக்குகளும் உள்ளன: அலுமினியம் மற்றும் துருப்பிடிக்காத எஃகு போன்ற சில உலோகங்கள், ஆக்ஸிஜன் நிறைந்த சூழல்களில் நிலைத்தன்மையுடன் இருக்கக்கூடிய ஒரு செயலற்ற அடுக்கை (ஒரு மெல்லிய ஆக்சைடு) உருவாக்க முடியும், இதனால் அவை அதிக எதிர்ப்புத்திறன் கொண்டவையாக இருக்கின்றன.

மற்றொரு முக்கியப் பிரச்சனை வேறுபட்ட காற்றோட்டம் ஆகும், அதாவது வெவ்வேறு பகுதிகளில் உள்ள ஆக்ஸிஜன் அளவுகளில் உள்ள வேறுபாடு. உதாரணமாக, வண்டல், சேறு அல்லது பிளவுகளால் மூடப்பட்ட உலோகப் பாகங்களில், திறந்த பகுதிகளை விட ஆக்ஸிஜன் அளவு குறைவாக இருக்கும். இந்த வேறுபாடு ஒரு அரிப்புக் கலத்தை உருவாக்குகிறது: ஆக்ஸிஜன் குறைவாக உள்ள பகுதி நேர்மின் முனையாக மாறி, மிக வேகமாக அரிக்கிறது. எனவே, கேஸ்கெட்டுகள், போல்ட் இணைப்புகள், பகுதியளவு வண்ணம் பூசப்பட்ட பாகங்கள் அல்லது அழுக்கான பகுதிகளில் அரிப்பு பெரும்பாலும் கடுமையாக இருக்கும்.

3. சுற்றுச்சூழல் வெப்பநிலை

பொதுவாக, வெப்பநிலை அதிகரிப்பது வேதியியல் மற்றும் மின்வேதியியல் வினைகளின் வேகத்தை அதிகரிக்கிறது, எனவே அதிக வெப்பநிலையில் அரிப்பு துரிதப்படுத்தப்படுகிறது. கொதிகலன்கள், நீராவி குழாய்கள் அல்லது சுத்திகரிப்பு நிலையங்கள் போன்ற தொழில்துறை சூழல்களில், வெப்பநிலை அயனிப் பரவலைத் துரிதப்படுத்தி, பாதுகாப்புப் பூச்சுகளையும் சேதப்படுத்தக்கூடும்.

இருப்பினும், வெப்பநிலையின் விளைவு எப்போதும் நேர்கோட்டுத் தன்மையுடன் இருப்பதில்லை. நீரில், வெப்பநிலை அதிகரிக்கும்போது, ​​ஆக்ஸிஜனின் கரைதிறன் குறைகிறது. இதன் பொருள் என்னவென்றால், சில அமைப்புகளில், வெப்பநிலையை அதிகரிப்பது கரைந்துள்ள ஆக்ஸிஜனைக் குறைக்கக்கூடும், ஆனால் வினையை வேகப்படுத்தும் விளைவே பொதுவாக மேலோங்கி இருக்கும்—குறிப்பாக திரவ ஓட்டமும் ஆக்ஸிஜன் வழங்கலும் சீராகப் பராமரிக்கப்படும்போது.

மேலும், ஒடுக்கம் உருவாவதில் வெப்பநிலையும் ஒரு பங்கு வகிக்கிறது. ஈரப்பதமான காற்றில் குளிர்ந்த திரவங்களைக் கொண்டு செல்லும் குழாய்களின் வெளிப்புறப் பரப்பில் நீர் ஒடுங்கி, வளிமண்டல அரிப்பிற்கு உகந்த சூழலை உருவாக்குகிறது.

4. pH: அமிலத்தன்மை மற்றும் காரத்தன்மை

அமிலத்தன்மையின் அளவு (pH), அரிமான விளைபொருட்களின் நிலைத்தன்மையையும், ஆதிக்கம் செலுத்தும் எதிர்மின்வாய் வினையின் வகையையும் பாதிக்கிறது. அமிலச் சூழல்களில் (குறைந்த pH), ஹைட்ரஜன் அயனிகளை ஹைட்ரஜன் வாயுவாக ஒடுக்குவதே மிகவும் பொதுவான ஒடுக்க வினையாகும்.

2H⁺ + 2e⁻ → H₂

இது பல உலோகங்களில், குறிப்பாக கார்பன் எஃகில், அரிப்பைத் துரிதப்படுத்தக்கூடும். அதிக அமிலத்தன்மை கொண்ட சூழல்களில், பாதுகாப்பு ஆக்சைடு படலம் கரைய முனைகிறது, இதனால் உலோகத்தின் மேற்பரப்பு பாதிப்புக்குள்ளாகிறது.

காரச் சூழல்களில், ஒப்பீட்டளவில் நிலையான ஆக்சைடு/ஹைட்ராக்சைடு படலம் உருவாவதால் சில உலோகங்கள் அதிக எதிர்ப்புத்திறன் கொண்டவையாக இருக்கலாம். இருப்பினும், பொருளின் வகை மற்றும் அதில் உள்ள அயனிகளைப் பொறுத்து, வலிமையான காரங்களும் சில உலோகங்களைத் தாக்கி, அவற்றின் செயலற்ற படலத்தைச் சேதப்படுத்தக்கூடும்.

5. உப்பு மற்றும் குளோரைடு அயனிகள்: கடல் சூழலின் முக்கிய எதிரிகள்

கடல்நீரும் கடலோரச் சூழல்களும், முதன்மையாக அவற்றின் குளோரைடு (Cl⁻) உள்ளடக்கம் காரணமாக, மிகவும் அரிக்கும் தன்மை கொண்டவை. குளோரைடு அயனிகள் கரைசலின் கடத்துத்திறனை அதிகரித்து, அரிப்பு மின்னோட்டத்தையும் அதிகரிக்கின்றன. இதைவிட முக்கியமாக, குளோரைடு, துருப்பிடிக்காத எஃகு மற்றும் அலுமினியத்தின் மீதுள்ள செயலற்ற அடுக்கை ஊடுருவி அல்லது சேதப்படுத்தி, குழி அரிப்பைத் தூண்டக்கூடும். இந்த அரிப்பு ஒரு குறிப்பிட்ட இடத்தில் மட்டும் ஏற்பட்டாலும், கண்ணுக்குத் தெரியும் சீரான சேதம் ஏதுமின்றி பொருளின் தடிமன் முழுவதும் ஊடுருவக்கூடியது என்பதால் இது ஆபத்தானது.

கடலோரப் பகுதிகளில், நேரடி கடல்நீர் மட்டுமல்ல, கட்டமைப்புப் பரப்புகளில் ஒட்டிக்கொள்ளும் காற்றினால் பரவும் உப்புத் துகள்களும் ஆபத்தானவை. ஈரப்பதம் அதிகரிக்கும்போது, ​​அந்த உப்புகள் கரைந்து, செறிவூட்டப்பட்ட மின்பகுளிகளை உருவாக்கி, வளிமண்டல அரிப்பைத் துரிதப்படுத்துகின்றன.

6. காற்று மாசுபடுத்திகள்: SO₂, NOₓ, மற்றும் வளிமண்டல அரிப்பு

தொழிற்சாலை அல்லது நகர்ப்புறங்களில், சல்பர் டை ஆக்சைடு (SO₂) மற்றும் நைட்ரஜன் ஆக்சைடுகள் (NOₓ) போன்ற மாசுபடுத்திகள் நீரில் (பனி அல்லது மழை) கரைந்து அமிலங்களை (எ.கா., சல்பூரிக் அமிலம் மற்றும் நைட்ரிக் அமிலம்) உருவாக்குகின்றன. இது உலோகப் பரப்புகளில் உள்ள நீர்ப்படலத்தின் pH அளவைக் குறைத்து, அரிப்பு விகிதத்தை அதிகரிக்கிறது. அமில மழை ஒரு தீவிரமான உதாரணமாகும்; இது பாலங்கள், வேலிகள், வாகனங்கள் மற்றும் உலோகக் கட்டிடங்களின் சிதைவை விரைவுபடுத்துகிறது.

தொழிற்சாலைத் தூசுத் துகள்கள் உலோகப் பரப்புகளில் ஈரப்பதத்தைத் தக்கவைத்து, தொடர்ந்து ஈரப்பதமான மற்றும் அயனிகள் நிறைந்த ஒரு “நுண்சூழலை” உருவாக்குகின்றன. இது, படிவுகளுக்குக் கீழே ஏற்படும் அரிப்புத் தாக்குதல்களை மேலும் தீவிரப்படுத்துகிறது.

7. பாய்வு வேகம் மற்றும் அரிப்பு-அரிமானம்

குழாய் அமைப்புகளில், வேகமாகப் பாயும் திரவங்கள், இயந்திர அரிப்பு மற்றும் துருப்பிடித்தல் ஆகியவற்றின் கலவையான அரிப்பு-அரிமானத்தை ஏற்படுத்தக்கூடும். கொந்தளிப்பான ஓட்டம், ஓட்டத் திசையில் ஏற்படும் மாற்றங்கள், மற்றும் வால்வுகள், முழங்கைகள், பம்புகள் ஆகியவற்றிற்கு அருகிலுள்ள பகுதிகள் பெரும்பாலும் பாதிப்புக்குள்ளாகும் இடங்களாக உள்ளன. வேகமான ஓட்டமானது, தாக்குதலைத் தடுக்கக்கூடிய பாதுகாப்புப் படலங்களையோ அல்லது துருப்பிடித்தல் விளைபொருட்களையோ அகற்றிவிடக்கூடும், இதனால் உலோகம் தொடர்ந்து பாதிப்புக்குள்ளாகும் நிலையில் இருக்கும்.

8. நுண்ணுயிரிகள்: உயிரியல் செயல்பாட்டினால் ஏற்படும் அரிமானம்

சுற்றுச்சூழலில் உயிரியல் காரணிகளும் அடங்கும். சல்பேட்-குறைக்கும் பாக்டீரியா (SRB) போன்ற நுண்ணுயிரிகள், ஒரு உலோகப் பரப்பின் உள்ளூர் வேதியியலைப் பாதிக்கும்போது நுண்ணுயிரியல் தாக்க அரிப்பு (MIC) ஏற்படுகிறது. உதாரணமாக, H₂S-ஐ உற்பத்தி செய்தல், pH-ஐ மாற்றுதல் அல்லது ஒரு உயிரிப்படலத்தின் கீழ் ஒரு மின்வேதியியல் கலத்தை உருவாக்குதல் போன்றவற்றின் மூலம் இது நிகழலாம். MIC பெரும்பாலும் நிலத்தடி குழாய்கள், சேமிப்புத் தொட்டிகள், குளிரூட்டும் அமைப்புகள் மற்றும் கடல்சார் நிறுவல்களில் காணப்படுகிறது, மேலும் இது விரைவான, கண்டறிவதற்குக் கடினமான குழி அரிப்பை ஏற்படுத்தக்கூடும்.

சுற்றுச்சூழல் காரணிகளின் அடிப்படையிலான கட்டுப்பாட்டு உத்தி

சுற்றுச்சூழல் மிகவும் முக்கியமானது என்பதால், அரிப்புத் தடுப்பு உத்திகள் பொதுவாகச் சுற்றியுள்ள நிலைமைகளை மாற்றுவதையோ அல்லது உலோக மேற்பரப்பைப் பாதுகாப்பதையோ நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளன, அவற்றுள் பின்வருவன அடங்கும்:

1. உலோகத்தை நீர், ஆக்ஸிஜன் மற்றும் அரிக்கும் அயனிகளிலிருந்து தனிமைப்படுத்த பூச்சு மற்றும் வண்ணம் பூசுதல்.
2. அடிப்படை உலோகத்தில் ஏற்படும் ஆக்சிஜனேற்ற வினைகளைத் தடுப்பதற்கான எதிர்மின்முனைப் பாதுகாப்பு (தியாக நேர்மின்முனை அல்லது கட்டாய மின்னோட்டம்).
3. பொருத்தமான பொருட்களைத் தேர்ந்தெடுத்தல்: எடுத்துக்காட்டாக, குளோரைடு சூழல்களுக்கான சில துருப்பிடிக்காத எஃகுகளைக் கவனமாகத் தேர்ந்தெடுக்க வேண்டும்.
4. தேங்கி நிற்கும் நீரோ அல்லது நீண்ட நேர நீராவி ஒடுக்கமோ ஏற்படாதவாறு ஈரப்பதத்தையும் வடிகாலையும் கட்டுப்படுத்தவும்.
5. குளிரூட்டும் நீர் அல்லது கொதிகலன்கள் போன்ற மூடிய அமைப்புகளில் உள்ள அரிமானத் தடுப்பான்.
6. குறுகிய இடைவெளிகள், படிவுகள் சேருதல் மற்றும் தேங்கி நிற்கும் பகுதிகளைத் தவிர்க்கும் நல்ல வடிவமைப்பு.
7. சுத்தம் செய்தல், உயிர்க்கொல்லி மற்றும் கண்காணிப்பு மூலம் நுண்ணுயிரியல் கட்டுப்பாடு.

மூடுகிறது

உலோக அரிப்பு என்பது ஒரு தனி நிகழ்வு அல்ல, மாறாக அது பொருளுக்கும் அதன் சூழலுக்கும் இடையிலான ஒரு சிக்கலான இடைவினையின் விளைவாகும். ஈரப்பதம், ஆக்ஸிஜன், வெப்பநிலை, pH, குளோரைடு உப்புகள், காற்று மாசுபடுத்திகள், பாய்வு வேகம் மற்றும் நுண்ணுயிரிகளின் செயல்பாடு கூட அரிப்புத் தாக்குதலின் வேகத்தை அதிகரிக்கலாம் அல்லது அதன் வடிவத்தை மாற்றலாம். சுற்றுச்சூழல் தாக்கங்களைப் புரிந்துகொள்வது, பாதிக்கப்படக்கூடிய பகுதிகளைக் கணிக்கவும், பொருத்தமான பொருட்களைத் தேர்ந்தெடுக்கவும், மற்றும் பயனுள்ள பாதுகாப்பைச் செயல்படுத்தவும் நமக்கு உதவுகிறது. சரியான அணுகுமுறையுடன், அரிப்பினால் ஏற்படும் இழப்புகளை—செலவுகள் மற்றும் பாதுகாப்பு அபாயங்கள் இரண்டையும்—கணிசமாகக் குறைக்கலாம், மேலும் உலோகக் கட்டமைப்புகள் மற்றும் உபகரணங்களின் ஆயுட்காலத்தையும் நீட்டிக்க முடியும்.