حاسبة معدل التآكل

إن فهم معدل التآكل ضروري للتنبؤ بعمر وطول عمر الهياكل والمكونات المعدنية. يُعد التآكل، وهو التلف التدريجي للمواد (عادة المعادن) عن طريق تفاعل كيميائي و/أو كهروكيميائي مع بيئتها، مصدر قلق كبير في العديد من الصناعات، بما في ذلك البناء والسيارات والملاحة البحرية.

الخلفية التاريخية

تطور علم التآكل على مر القرون، من الملاحظات التجريبية إلى الأساليب التحليلية المتطورة. بدأ الدراسة المنهجية للتآكل في القرن الثامن عشر، لكنه لم يصبح مجالًا علميًا متميزًا إلا في القرن العشرين، مدفوعًا بمتطلبات الثورة الصناعية على متانة المواد وأدائها.

صيغة الحساب

يُحسب معدل التآكل (COR) باستخدام الصيغة التالية: \[ COR = \frac{W}{D \cdot A \cdot T} \times 1000 \]

حيث:

• \(COR\) هو معدل التآكل بالمم/سنة،
• \(W\) هو فقدان وزن المعدن بالملغم،
• \(D\) هي كثافة المعدن بالغرام/مم³،
• \(A\) هي مساحة العينة بالمم²،
• \(T\) هو إجمالي الوقت بالسنوات،
• يُستخدم عامل 1000 لتحويل الملغم إلى جرامات من أجل الاتساق في الوحدات.

مثال على الحساب

لفقدان وزن معدن يبلغ 500 ملغم، وكثافة 7.8 غرام/مم³، ومساحة 100 مم²، ومدة زمنية تبلغ سنتين، يُحسب معدل التآكل على النحو التالي: \[ COR = \frac{500}{7.8 \cdot 100 \cdot 2} \times 1000 \approx 32.05 \text{ مم/سنة} \]

أهمية وسيناريوهات الاستخدام

يُعد حساب معدل التآكل أمرًا بالغ الأهمية في علوم المواد والهندسة وتخطيط الصيانة. فهو يساعد في اختيار المواد لبيئات محددة، والتنبؤ بعمر الهياكل، وتخطيط جداول الصيانة أو الاستبدال لمنع الأعطال.

الأسئلة الشائعة

1. ما هي العوامل التي تؤثر على معدل التآكل؟

   • العوامل البيئية (الرطوبة، درجة الحرارة، وجود الأملاح أو المواد الكيميائية)، وخصائص المواد (التركيب، الطلاءات الواقية)، والعوامل الفيزيائية (مساحة السطح، مستويات الإجهاد) يمكن أن تؤثر بشكل كبير على معدلات التآكل.

2. كيف يمكن منع التآكل؟

   • يمكن تقليل التآكل من خلال اختيار المواد، والطلاءات الواقية، والحماية الكاثودية، ومثبطات التآكل، واعتبارات التصميم التي تقلل من التعرض للبيئات المسببة للتآكل.

3. هل معدل التآكل هو نفسه لجميع المعادن؟

   • لا، تختلف معدلات التآكل اختلافًا كبيرًا بين المعادن والسبائك المختلفة، حسب تركيبها الكيميائي والظروف البيئية التي تتعرض لها.

توفر هذه الآلة الحاسبة أداة بسيطة وفعالة للمهنيين والطلاب لتقدير معدل تآكل المعادن، مما يسهل اتخاذ قرارات مستنيرة في اختيار المواد والتصميم وممارسات الصيانة.