تكنولوجيا الحماية من التآكل لسبائك الألومنيوم

مزايا سبائك الألومنيوم في بناء السفن

تمتاز سبائك الألومنيوم بمزايا الثقل النوعي المنخفض، والقوة النوعية العالية، والمقاومة الجيدة للتآكل في مياه البحر، والخصائص غير المغناطيسية والأداء الجيد في درجات الحرارة المنخفضة، والتي حظيت باهتمام متزايد في صناعة بناء السفن.

يمكن للسفن التي تستخدم سبائك الألومنيوم كمادة للبدن أن تقلل الوزن بشكل فعال، وتحسن الثبات والسرعة، وتعزز الأداء الفني والتكتيكي للسفينة. سبائك الألومنيوم مناسبة بشكل خاص للمراكب المائية عالية السرعة والحوامات والمراكب السطحية الصغيرة وبعض السفن ذات الأغراض الخاصة. مع تطوير تكنولوجيا اللحام بالغاز الخامل لسبائك الألومنيوم، تم تخفيض تكلفة الإنتاج، وتم توسيع مزايا مواد سبائك الألومنيوم واستخدامها في البيئة البحرية بشكل مستمر.

أنظمة الطلاء للبيئات البحرية

البيئة البحرية قاسية نسبيًا، لذا فإن متطلبات مقاومة التآكل لسبائك الألومنيوم في بيئة العمل أعلى. تختلف البيئة المسببة للتآكل في قاع السفينة المصنوعة من سبائك الألومنيوم وفوق خط الماء. يتمثل قاع السفينة بشكل أساسي في تآكل تسرب مياه البحر الطبيعية وتعلق الكائنات الحية المائية، أما خط الماء الموجود فوق خط الماء فهو في الأساس تآكل رش الملح وتقادم الغلاف الجوي. لذلك، فإن متطلبات الطلاء المضاد للتآكل لقاع السفينة وفوق خط الماء ليست متطابقة.

• تحت خط الماء: يجب أن تقاوم الطلاءات التآكل الناتج عن التسرب والتآكل الحيوي. تُستخدم عادةً الطلاءات العلوية المصنوعة من البولي يوريثان والطلاءات الأولية الإيبوكسية والدهانات المتخصصة المضادة للحشف.
• فوق خط الماء: تحتاج الطلاءات إلى مقاومة جيدة للعوامل الجوية والاحتفاظ باللمعان والتوافق مع الدهانات الأولية. عادةً ما يتم استخدام الطلاءات النهائية من البولي يوريثان والطلاءات النهائية من الألكيد والطلاءات النهائية من الأكريليك. توفر الطلاءات الفلوروكربونية المتقدمة، المعدلة بالإيبوكسي أو الأكريليك، أداءً محسنًا.

قراءة ذات صلة: كيف تحمي سبائك الألومنيوم السفن من التآكل؟

تقنيات الحماية من التآكل لسبائك الألومنيوم

للتخفيف من التآكل، يتم استخدام تقنيات وأساليب حماية أخرى:

1. تعمل عملية الأنودة على تعزيز طبقة الأكسيد الطبيعية على الألومنيوم، مما يوفر مقاومة متزايدة للتآكل والتآكل. هناك أنواع مختلفة من الأنودة، بما في ذلك أنودة حمض الكبريتيك والأنودة الصلبة وأنودة حمض الكروميك التي تقدم كل منها مستويات مختلفة من الحماية وتطبيقات محددة.

1. يشكّل طلاء تحويل الكرومات طبقة واقية من الكرومات على سطح الألومنيوم، مما يوفر مقاومة جيدة للتآكل ويعمل كقاعدة لطلاءات إضافية.
2. تخلقالطلاءات العضوية مثل الدهانات واللك والطلاء بالمساحيق حاجزًا ماديًا ضد العناصر المسببة للتآكل. وتشمل الأنواع الشائعة طلاءات البولي يوريثان التي توفر مقاومة جيدة للأشعة فوق البنفسجية، وطلاءات الإيبوكسي التي توفر التصاق قوي ومقاومة كيميائية قوية، وطلاءات البودرة التي توفر طبقة نهائية متينة.
3. وتتضمن الحماية الكاثودية استخدام أنودات مضحية، مثل الزنك أو المغنيسيوم، لحماية الألومنيوم عن طريق التآكل بدلاً من السبيكة. تستخدم أنظمة التيار المضغوط مصدر طاقة خارجي لتوفير الحماية.
4. يتضمن الطلاء الكهربائي ترسيب طبقة من المعدن، مثل النيكل أو الكروم، على سطح الألومنيوم لتعزيز مقاومة التآكل.
5. المثبطات هي مواد كيميائية تضاف إلى البيئة لإبطاء عملية التآكل. ويمكن أن تكون إما مثبطات عضوية أو غير عضوية.
6. تعملالمعالجات السطحية مثل صهر السطح بالليزر وزرع الأيونات والتثقيب بالخردق على تعديل سطح الألومنيوم لتحسين مقاومته للتآكل.

وتساعد هذه التقنيات والأساليب مجتمعةً في حماية سبائك الألومنيوم من التآكل، مما يضمن متانتها وطول عمرها في مختلف التطبيقات، خاصةً في البيئات البحرية القاسية.

الخلاصة

توفر سبائك الألومنيوم فوائد كبيرة لبناء السفن، بما في ذلك تقليل الوزن وتحسين الأداء والمقاومة الجيدة للتآكل. تضمن استراتيجيات الحماية الفعّالة من التآكل، المصممة خصيصًا للتحديات البيئية المحددة التي تواجهها الأجزاء المختلفة من السفينة، طول عمر السفن المصنوعة من سبائك الألومنيوم وموثوقيتها. ويؤدي استخدام مزيج من الأنودة والطلاء والحماية الكاثودية وغيرها من التقنيات إلى زيادة مقاومة سبائك الألومنيوم للتآكل في التطبيقات البحرية. لمزيد من المعلومات، يرجى مراجعة Stanford Advanced Materials (SAM).

مرجع:

[1] أحمد، حافظ عمران وشريف، محمد وحسين، محمد وحسين، صفدار وبدار، م. وأفضال، هـ. (2013). دراسة طيفية لتفريغ الحاجز الكهربائي العازل للترددات الراديوية ذات الضغط الجوي باستخدام الألومينا الأنوديك كعازل كهربائي. علوم وتكنولوجيا البلازما. 15. 900. 10.1088/1009-0630/15/9/13.