Ένα από τα σοβαρότερα, για να μην πω το μοναδικό, προβλήματα φθοράς των μεταλλικών σωληνώσεων είναι η διάβρωσή τους, αν προτιμάτε η οξείδωση, το σκούριασμά τους. Ας προσπαθήσουμε να καταλάβουμε το πρόβλημα όχι για να γίνουμε απλώς σοφότεροι, αλλά για να πάρουμε τα κατάλληλα μέτρα προστασίας των σωληνώσεών μας.
Όλοι μας ξέρουμε ότι τα μέταλλα γενικά έχουν μια στενή συγγένεια με το οξυγόνο της ατμόσφαιρας. Στο σίδηρο, το οξείδιο που σχηματίζεται, η σκουριά, έχει όγκο πολύ μεγαλύτερο από το αρχικό μέταλλο.
Δεν χωράει πια στην περιοχή που βρισκόταν, ξεκολάει από το βασικό μέταλλο (ξεφλουδίζει) και η οξείδωση προχωρά σε βάθος. Υπάρχουν αντίθετα άλλα μέταλλα και από αυτά που μας ενδιαφέρουν βασικά δύο, ο χαλκός και ο ψευδάργυρος, που το οξείδιο που σχηματίζουν μένει προσκολημμένο στο βασικό υλικό και σχηματίζει μία στεγανή μεμβράνη που προστατεύει το υπόλοιπο υλικό από την οξείδωση.
Ο χαλκός λόγω και πολλών άλλων ιδιοτήτων του χρησιμοποιείται σχεδόν καθαρός (99,9%) για την κατασκευή σωλήνων που χρησιμοποιούνται ευρύτατα. Λέω σχεδόν καθαρός γιατί υπάρχει και ένα άλλο υλικό που χρησιμοποιείται στις ηλεκτρονικές εφαρμογές, το πυρίτιο, που είναι ακόμη πιο καθαρό. Χαρακρηστικά σε μια ολυμπιακών διαστάσεων πισίνα γεμάτη με θεωρητικά καθαρό πυρίτιο αρκεί μια σταγόνα ξένου σώματος για να το καταστήσει ακατάλληλο για την κατασκευή των μικροτσίπς. Ο ψευδάργυρος χρησιμοποιείται κυρίως για την προστασία των σιδηροσωλήνων με την επικάλυψή τους εν θερμώ, το γνωστό γαλβάνισμα. Είναι όμως οι χαλκοσωλήνες ή οι γαλβανισμένοι σιδηροσωλήνες αθάνατοι; Δυστυχώς όχι. Υπάρχουν βέβαια χάλκινα αντικείμενα που επέζησαν και πάνω από 3.000 χρόνια και τα βλέπουμε σήμερα σε διάφορα μουσεία όμως και πολλά άλλα που χάθηκαν. Γιατί; Ας δούμε λοιπόν λεπτομερέστερα το τι συμβαίνει.
Το γαλβάνισμα γενικά αντέχει μέχρι θερμοκρασία 65°C. Μετά τη θερμοκρασία αυτή το οξείδιο του ψευδαργύρου που τον προστατεύει από περαιτέρω οξείδωση διαλύεται στο νερό και η οξείδωση προχωρά. Αυτός είναι ο λόγος που σε δίκτυα ατμού ή κεντρικής θέρμανσης χρησιμοποιούμε μαύρους σιδηροσωλήνες. Οι χαλκοσωλήνες πάλι αντέχουν ακόμη και σε υγρό περιβάλλον όχι όμως σε τυχόν υγρασία που περιέχει και διάφορα οξέα ή άλλες ύλες. Έτσι χαλκοσωλήνας σε επαφή με γύψο, ασβέστη ή κάποιας χημικής σύνθεσης υπόγεια νερά, μπορεί να διαβρωθεί. Αν λοιπόν θέλουμε να τον τοποθετήσουμε θαμμένο κάτω από ένα επίχρισμα (σοβά) ή μέσα στο δάπεδό μας, πρέπει να πάρουμε κάποια μέτρα προστασίας του. Δεν είναι περίεργο λοιπόν που οι σωληνουργίες σωλήνων χαλκού παράγουν προϊόντα (σωλήνες) με πλαστική επικάλυψη, μια επικάλυψη που τους προστατεύει απόλυτα από εξωτερική διάβρωση.
Αυτά τα γενικά ισχύουν για σωλήνες από καθαρά μέταλλα. Εκτός όμως από τους σωλήνες καθαρού χαλκού στην πράξη τα περισσότερα υλικά είναι κράμματα. Καθαρός σίδηρος πρακτικά δεν κυκλοφορεί. Εκτός δε από τον καθαρό χαλκό υπάρχουν χιλιάδες αντικείμενα από ορείχαλκο ή μπρούτζο.
Τέλος, για την κατασκευή μιας σωλήνας πάρα πολλές φορές εκτός από τους σωλήνες και τα εξαρτήματά τους (που μπορεί να είναι από το ίδιο υλικό μπορεί και όχι) χρησιμοποιούμε και οξυγόνο ή ηλεκτροκόλληση. Το υλικό που χρησιμοποιείται για τη συγκόλληση των σωλήνων ή των σωλήνων με εξαρτήματα συνήθως δεν είναι το ίδιο με το υλικό των σωλήνων. Δημιουργούνται προβλήματα από το γεγονός αυτό, και αν ναι πώς αντιμετωπίζονται; Τι είναι αυτή η περίφημη ηλεκτρόλυση που όλοι μας έχουμε λίγο – πολύ ακούσει;
Ας προσπαθήσουμε να δούμε το φαινόμενο αυτό όσο το δυνατόν απλούστερα, απλοϊκά έστω. Κάθε υλικό αποτελείται από μόρια και κάθε μόριο από δύο ή περισσότερα άτομα (με ελάχιστες εξαιρέσεις των λεγομένων ευγενών υλικών) είτε ίδια είτε διαφορετικά. Το μόριο του οξυγόνου π.χ. στην ατμόσφαιρα αποτελείται από δύο άτομα οξυγόνου (Ο2) ενώ το νερό από δύο άτομα υδρογόνου και ένα οξυγόνου (Η2Ο). Πάρα πολλές από αυτές τις ενώσεις βασίζονται σε ηλεκτρικές έλξεις. Το υδρογόνο και τα μέταλλα γενικά εύκολα χάνουν κάποια ηλεκτρόνια, γίνονται ηλεκτροθετικά ιόντα και ελκύουν ιόντα «ηλεκτραρνητικά», ιόντα οξυγόνου ή των λεγόμενων αμέταλλων στοιχείων (χλώριο κ.λπ.) που εύκολα κερδίζουν τα ηλεκτρόνια που χάνουν τα μέταλλα. Να τονίσω βέβαια πως αυτός δεν είναι ο μόνος τρόπος σχηματισμού των μορίων, το σύνολο μάλιστα σχεδόν των οργανικών ενώσεων δεν ανήκουν σ’ αυτόν.
Υπάρχουν όπως ξέρουμε όλοι τρεις καταστάσεις της ύλης. Η στερεά, η υγρή και η αέρια. Στην αέρια κατάσταση μια σημαντική αύξηση της θερμοκρασίας προκαλεί ιονισμό. Τα μόρια δηλαδή των διαφόρων σωμάτων διασπόνται. Το μόριο νερού που υπάρχει σαν ατμός διασπάται σε δύο ιόντα Η+ και ένα Ο-2.
Στο φαινόμενο αυτό βασίζεται ο έλεγχος της ύπαρξης ή μη φλόγας στους καυστήρες αερίων καυσίμων ή ο ισχυρισμός (σωστός) της ΔΕΗ για φαινόμενα «αστραπής» ή «κεραυνού» στα δίκτυά της όταν έχει ξεσπάσει μια δασική πυρρκαγιά. Στην στερεά κατάσταση της ύλης φαινόμενα ιονισμού δεν παρουσιάζονται. Τι γίνεται τώρα στην υγρή κατάσταση, μιας κατάστασης που μας ενδιαφέρει ιδιαίτερα μια και οι σωληνώσεις μεταφέρουν υγρά. Με ελάχιστες εξαιρέσεις τα υγρά περιέχουν και κάποιο μεγάλο ή μικρό ποσοστό νερού και κάποιο ποσοστό ανόργανων ενώσεων και μιλάω για οργανικά υλικά (όχι μόνο κρασί, που περιέχει πολύ νερό αλλά και το ελαιόλαδο).
Οι περισσότερες ανόργανες ενώσεις όταν διαλύονται στο νερό γίνονται ιόντα, το αλάτι π.χ. γίνεται ιόντα Na+ και Cl-. Στο γεγονός αυτός βασίζονται και όλες οι μέθοδοι ηλεκτρολυτικής επιμετάλωσης (επιχρίσωσης, επαργύρωσης, γαλβανίσματος, επιχάλκωσης, επινικέλωσης κ.λπ.) αλλά και οι ηλεκτρικές στήλες (μπαταρίες στην κοινή γλώσσα) ή ηλεκτρικοί συσωρευτές (αναφορτιζόμενες μπαταρίες). Αυτό το τελευταίο γεγονός, το γεγονός δηλαδή ότι δύο πόλοι από διαφορετικό υλικό σε κατάλληλο υγρό περιβάλλον παράγουν ηλεκτρικό ρεύμα και ο ένας πόλος φθείρεται, το δε υλικό του μεταφέρεται στον άλλο, είναι το φαινόμενο που παρουσιάζεται σε πολύ πιο ήπια μορφή, χωρίς τη δυνατότητα μιας εκμετάλλευσής του για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος, αλλά με αποτέλεσμα τη φθορά, τη διάβρωση του υλικού σε μια σωλήνωση στην οποία συνυπάρχουν δύο διαφορετικά υλικά. Διαφορετικά δε υλικά συνυπάρχουν όχι μόνο όταν έχουμε μια σωλήνωση εν μέρει χάλκινη και εν μέρει χαλύβδινη. Δύο (ή περισσότερα) υλικά υπάρχουν σε κάθε κράμα (π.χ. στον ορείχαλκο σε κάθε χάλυβα) και όταν για τη συγκόλληση μιας σωλήνας χρησιμοποιείται κάποιο άλλο υλικό συγκόλλησης από το υλικό της σωλήνας.
Αυτό το φαινόμενο είναι η ηλεκτρολυτική διάβρωση, αλλά ελλείψει χώρου θα συνεχίσουμε στο επόμενο.
Να σημειώσω εδώ κάτι βασικό. Ότι ακριβώς το φαινόμενο αυτό διευκολύνει το σκούριασμα του χάλυβα όταν υπάρχει υγρασία ενώ σε τελείως στεγνό περιβάλλον ο χάλυβας δεν σκουριάζει.
