Corrosion
Corrosion is a chemical process in metals, that causes it to degrade into it's constituent atoms. Mostly, the corroding agent is oxygen, and the reaction is oxidization. Most well known is steel corrosion, known as rust, but other metals can also suffer from corrosion.
At the corroded area the metal is disintegrated and tranformed into a mixture of salts and oxides. Since in most cases this mixture is very soft and porous it falls away. Metal surfaces can be somewhat protected from corrosion by various methods: coating with a different metal, more resistant to the corrosion agent (zink, in case of oxygen), corrosion resistant paint, ati-rust oil or contact with another, electrochemically higher potential metal, that corrodes instead of the protected metal (cathode protection). It is also possible to prevent corrosion by sealing the outer surface and avoiding contact with oxygen.
Here we'll discuss mostly corrosion in iron and steel, which apply to bolts, pitons and cables, and in Aluminium, which occurs in carabiners, belay devices and other pieces of gear.
תוכן עניינים
Still corrosion
Corrosion is an interesting and important phenomenon, because of the weakening effect it has on metal alloys. It affects bolt and pitons, but also cables. We will describe corrosion in bolts, but most of the disscution applies equally to pitons and cables.
As it turns out, there are a few types of corrosion, three, to be pricise:
Chemical Corrosion
זוהי בעצם תופעה שבה המתכת ממנה עשוי הבולט, פלדה בדרך כלל,, מתרכבת עם חומרים הנמצאים סביבו. אפשר להפריד בין שני סוגי קורוזיה כימית:
- קורוזיה כימית של התחמצנות מתרחשת כאשר החומר יוצר תגובה כימית עם חמצן הנמצא באוויר או מומס במים. סוג זה של קורוזיה הוא המוכר ביותר, והוא "באמת" חלודה. התחמצנות מהאוויר היא קלה לאיבחון. הבולט והאוזן פשוט נראים חלודים.
- קורוזיה כימית יכולה להיות גם ריאקציה כימית עם יסודות הנמצאים בתוך הסלע, או עם חומצות הנוצרות מההמסה של הסלע על ידי מים. קורוזיה כימית עם הסלע קשה יותר לאיבחון, אבל לפעמים יש פס של חלודה שמי הגשם שטפו מתוך החור של הבולט...
באיזורים גשומים כדאי בכל מקרה, אם בוחרים בבולטים מכאניים, להשתמש בבולטים (ואוזניים) מפלדה בלתי מחלידה (נירוסטה).
Galvanic Corrosion
השם המוזר יתברר מיד. זרם גלוואני, הוא תופעה שנתגלתה על ידי הביולוג האיטלקי לואיג'י גאלוואני, שהתעניין בזרמים חשמליים בגופים חיים. צפרדעים רבות קיפחו את חייהן בגללו, אבל זה לא הנושא. זרם גלוואני הוא מעבר של מטען חשמלי בין שני חמרים שכמות המטען בהם שונה. כל סוללה רגילה פועלת על העיקרון הזה: שני חמרים שלאחד יש אלקטרונים חפשיים ולשני הם חסרים, מזרימים את המטען הזה דרך המכשיר החשמלי שהם מפעילים. בכל מקום בו יש מגע בין שתי מתכות שונות, יש הפרש בכמות המטען בהן, ונוצר זרם חשמלי חלש. בבולטים, אם האוזן והבורג, הבורג והטבעת המתרחבת, או כל שני חלקים אחרים בגוף הבולט אינם עשויים מאותה סגסוגת בדיוק, מיד מתחיל לזרום זרם גלוואני חלש מאד בין שני גופי המתכת. זרם זה גורם לחיבור (כמו ריתוך חשמלי, רק בין שני חומרים שונים, וחלש הרבה יותר מכל אחד מהם) בין שני החלקים ולהחלשה ניכרת של הבולט. את זה ניתן לפתור על ידי הימנעות משימוש בבולטים שאינם מיועדים לטיפוס (בולטים תעשייתיים ולבניין). בולטים מכאניים לטיפוס עשויים מאותו החומר בדיוק. בולטים כימיים עשויים לרוב מחלק אחד ובהם הבעיה אינה קיימת. בדומה, יש להשתמש בבולט ובאוזן המיועדים לשימוש יחד ולא סתם בכל אוזן על כל בולט.
Stress Induced Corrosion
סוג זה של קורוזיה הוא מוזר ביותר. הוא נובע מתכונה של חומרים קשים להימתח בניצב לכיוון בו מפעילים עליהם מאמץ דחיסה (וגם להיפך). ניתן לדמיין גוש חומר שמונח עליו משקל כבד. ברור כי הוא יימעך כלפי מטה, ושאריות החומר ינסו לצאת לצדדים. בבולטים מכאניים, יש על מרכז האוזן איזור הנדחס על ידי הבורג או האום. המאמץ גורם לעיוות של הסריג המתכתי באזור זה ומרווח את המרחקים בין היונים המתכתיים בחומר. לאיזורים מרווחים (יחסית) אלו יכולים אז לחדור חמרים שונים מן הסביבה ולהפריע לסדר שהיה במבנה הסריג ולהחליש אותו מאד. סוג זה של קורוזיה נפוץ במיוחד באתרי טיפוס הקרובים לים. האוויר רווי ברסס של הגלים ומכיל כמות גדולה של יוני נתרן וכלור החודרים אל תוך המתכת באיזורי המאמץ שלה ומחלישים אותה. בתאילנד, ספרד, צרפת ואיטליה, וגם בצוקים הקרובים לים בארה"ב קרו מספר תאונות בהן נשברו אזניים של בולטים מכאניים בגלל קורוזיה של מאמץ.
Aluminium Corrosion
שכבת השיתוך שנוצרת על גבי מתכות מסוימות היא אטומה (להבדיל משכבות נקבוביות כמו חלודה), ולכן היא אוטמת את המתכת ובכך מפרידה אותה מסביבתה ומונעת את המשך השיתוך. דוגמה למתכת כזו היא אלומיניום: החמצן באוויר מחמצן את האלומיניום ויוצר שכבה של התחמוצת Al2O3 (אלומינה), שמבודדת את האלומיניום שמתחתיה מהחמצן באוויר, ומגנה כך על המתכת. זה נכון אם האלומינה נשארת, אבל בסגסוגות של אלומיניום, כמו אלה המשמשות בציוד טיפוס, החומר מתפורר ונשחק עם שחיקה מחבלים או מסלע, והתהליך יכול להמשיך.
תהליך הצביעה של אלומיניום, אנודיזציה, המקובל בטבעות ואמצעי חיכוך, הוא תהליך של קורוזיה חשמלית מבוקרת, שבין השאר (מלבד אופנה וקישוט) מטרתו לאטום את המוצר המוגמר ולמנוע חדירה של חמצן אל תוך החומר ואת תהליך הקורוזיה. עוד על כך בסקירה על שיטות ייצור ועיבוד מתכות.
Links
Contributions to this page were made by Mica Yaniv and others...
