חלודה עולה מאות מיליארדי דולרים בכל שנה, איך אנשים מתמודדים איתה?

חלודה לא רק גורמת למשטחי מתכת לאבד את הברק שלהם, אלא גם מחלישה בשקט מבנים, וגורמת נזק רב, החל מאופניים בחצר ועד לגשרים בני עשרות שנים.

האם אי פעם השארתם אופניים ממתכת בחוץ בגשם במשך כמה ימים ולאחר זמן קצר, המשטח המבריק יופיע בשכבה חומה-אדמדמה, מתקלפת ומחוספסת? זוהי חלודה, "האויב השקט" של המתכת - צילום: AI

חלודה יכולה להופיע בכל מקום סביבנו. על אופניים או מכוניות, גשם ורוח ארוכי טווח ישחיתו את השלדה והשלדה. צינורות מים ישנים לרוב נשחקים מבפנים, מה שגורם למים לזרום החוצה בצבע חום-אדמדם. אפילו במטבח, מים עומדים סביב הכיור או הברז יכולים בקלות להשאיר כתמים כתומים-צהובים שקשה להסיר...

בקנה מידה גדול יותר, חלודה תוקפת ספינות וגשרים מפלדה ויכולה לגרום לדליפות, מה שמוביל לתאונות חמורות ולהפסדים כלכליים עצומים.

כיצד נוצרת חלודה ?

חלודה היא תוצאה של תגובה כימית הנקראת חמצון. כאשר משטחי ברזל או פלדה באים במגע עם מים (או לחות) וחמצן באוויר, אטומי הברזל מתחילים לאבד אלקטרונים, ובכך למעשה "מאבדים אנרגיה", בעוד שהחמצן "תופס" את האלקטרונים הללו. השילוב של ברזל, חמצן ומים יוצר תחמוצת ברזל (Fe₂O₃), שהיא הפטינה החומה-אדמדמה המוכרת.

לשכבת החלודה הזו יש מבנה נקבובי והיא מתקלפת בקלות, מה שמאפשר למים ולחמצן להמשיך לחדור עמוק פנימה, ולגרום לתהליך הקורוזיה להימשך. זו גם הסיבה לכך שכתם חלודה קטן על שלדת המכונית או המעקה יכול להתפשט במהירות אם לא מטפלים בו במהירות.

בנוסף, סביבות מלוחות, כמו אזורי חוף או אזורים בהם משתמשים במלח כבישים להמסת קרח, יגרמו לתגובת החמצון להתרחש מהר יותר פי כמה, מכיוון שמלח מגביר את המוליכות של המים, מה שעוזר לאלקטרונים לנוע מהר יותר במהלך תהליך הקורוזיה.

עלות של מאות מיליארדי דולרים מדי שנה

חלודה אינה רק בעיה אסתטית או טכנית, אלא גם נטל כלכלי עצום. ברחבי העולם, עלות התיקון, התחזוקה וההחלפה של ציוד, כלי רכב ומבנים שעברו חלודה מוערכת במאות מיליארדי דולרים מדי שנה.

בתעשיית התחבורה, חלודה פוגעת בשלדות מכוניות, שלדות אופניים ופסי רכבת, וגורמת לתנאים לא בטוחים ומקצרת את חיי הרכב.

במגזר התעשייתי, צינורות או מיכלי נפט ומים שעברו חלודה עלולים לדלוף, ולגרום לשיבושים בייצור ולנזק סביבתי.

עם גשרים ותשתיות ימיות, קורוזיה של פלדה שאינה מטופלת במהירות עלולה להוביל לקריסה, כשל או שיפוץ יקר.

על פי מחקרים רבים, יישום אמצעים טובים נגד חלודה יכול לחסוך 15-35% מעלויות התחזוקה וההחלפה השנתיות, תוך מזעור הסיכון לתאונות חמורות.

דרכים יעילות למניעת חלודה

הודות להבנת המנגנון הכימי של חלודה, אנשים מצאו פתרונות רבים למניעה או להאטת תהליך הקורוזיה. כמה מהאמצעים הנפוצים כוללים:

ציפוי פני השטח: צבע פועל כמו "מעיל גשם" למתכת. שכבת הצבע מונעת מחמצן ולחות לבוא במגע ישיר עם פני השטח של הברזל והפלדה, שני גורמים הכרחיים להיווצרות חלודה. לכן, החל ממשקופי דלתות ברזל, גדרות, ועד גופי ספינות או קורות גשר, ציפוי תקופתי לא רק מסייע בהארכת תוחלת החיים אלא גם שומר על מראה חדש ומבריק.

שמרו על פריטים יבשים: לחות היא "גורם" לחלודה. לכן יש לאחסן כלי מתכת באזורים יבשים ומאווררים היטב, או עם מסירי לחות. עבור מכונות חיצוניות, כיסוין מפני גשם ורוח גם מסייע להפחית את הסיכון לקורוזיה.

גלוון: טכניקת הגלוון יוצרת שכבת מתכת "קורבן" בצד החיצוני של הברזל. האבץ מתחמצן תחילה, ויוצר שכבה עמידה של תחמוצת אבץ המונעת מחמצן ומים להגיע לברזל שמתחתיו. שיטה זו נפוצה על עמודי חשמל, מסגרות פלדה או גדרות חיצוניות.

שימוש בפלדת אל-חלד: פלדת אל-חלד היא סגסוגת של ברזל עם כרום וכמה מתכות אחרות. כאשר היא נחשפת לאוויר, כרום יוצר שכבת תחמוצת כרום דקה במיוחד, דקה פי מאות אלפי משערה, אך עמידה ושקופה ביותר. בפרט, לשכבה זו יש יכולת "ריפוי עצמי": אם נשרט, כרום יגיב במהירות עם חמצן כדי לחדש את שכבת המגן. הודות לכך, פלדת אל-חלד נמצאת בשימוש נרחב, החל מסכינים, כיורים ועד ציוד רפואי .

באמצעות מיקרוסקופי אלקטרונים חוזרים, מדענים יכולים לצפות באטומי מתכת בודדים מאבדים אלקטרונים ומתחמצנים. לדוגמה, אלומיניום, כאשר הוא נחשף לחמצן או לאדי מים, יוצר מיד שכבה עמידה של תחמוצת אלומיניום המונעת תגובות נוספות, בניגוד לברזל, שיש לו שכבה נקבובית של חלודה המאפשרת לקורוזיה להימשך.

מחקר מעמיק יותר על תהליך זה יכול להוביל לחומרים חזקים יותר, החל מגשרים ותאים סולאריים ועד מטוסים בטוחים יותר.

מין היי

מקור: https://tuoitre.vn/gi-set-gay-ton-hang-tram-ti-usd-moi-nam-con-nguoi-doi-pho-the-nao-20250812163539127.htm