چگونه از خوردگی فلزات به ویژه آهن‌آلات جلوگیری کنیم؟
دسترسی سریع به محتوای این مطلب
بدون شک تا به امروز اجسام فلزی را دیده‌اید که رنگ نارنجی مایل به قرمزی به خود گرفته‌اند! قطعا با اصطلاح زنگ زدگی هم آشنا هستید. زنگ زدگی نوعی خوردگی است. اکثر فلزات در جهان دچار خوردگی می‌شوند ولی ممکن است واکنش برخی از آن‌ها شدید و مخرب باشد و واکنش برخی مانند آلومینیوم بدون درد و خونریزی! در ادامه با ما همراه باشید تا روش‌های جلوگیری از خوردگی فلزات را برای شما توضیح دهیم تا اگر زمانی در بنگاه، کارخانه یا حتی ساختمانی که در حال ساختن آن هستید، با زنگ زدگی رو به رو شدید، راهکار مقابله با آن را بدانید.
فایل صوتی این مطلب
خوردگی چیست؟
اگر بخواهیم به بیان ساده خوردگی را تعریف کنیم، باید بگوییم که خوردگی «از بین رفتن فلزات به علت واکنش شیمیایی با محیط اطرافشان» گفته میشود. فرآیند خوردگی، سطح یک فلز واکنش پذیر را به شکلی پایدارتر، به ترتیب، اکسید، هیدروکسید یا سولفید آن فلز تبدیل می کند. یکی از شکل های رایج خوردگی، زنگ زدگی است.خوردگی یک پدیده‌ی طبیعی است که نیازمند سه شرط است:
- رطوبت
- یک سطح فلزی
- یک عامل اکسید کننده (که به پذیرنده‌ی الکترون معروف است.)
خوردگی می‌تواند تاثیرات منفی مختلفی را بر روی فلز بگذارد. زمانی که ساختارهای فلزی دچار خوردگی می‌شوند، به ساختارهایی غیر ایمن تبدیل می‌شوند که می‌توانند منجر به حوادثی همچون فروپاشی و فروریختگی شوند. حتی خوردگی‌های کوچک را باید تعمیر و حفظ کرد. در واقع، هزینه‌ی مستقیم برای تعمیر و حفظ خوردگی فلزات در جهان، تقریبا 2.2 تریلیون دلار در سال است.
در حالی که تمام فلزات دچار خوردگی می‌شوند، اینگونه تخمین زده شده است که می‌توان با استفاده از روش‌های حفاظتی مناسب، از 25 تا 30 درصد این خوردگی‌ها جلوگیری کرد. اما به راستی چطور؟!
چگونه از خوردگی جلوگیری کنیم؟
شما می‌توانید با انتخاب صحیح و مناسب موارد زیر، از خوردگی جلوگیری کنید:
- نوع فلز
- اصلاح طراحی
- پوشش محافظتی
- معیارهای محیطی
- پوشش‌های فداشونده
- بازدارنده‌های خوردگی
نوع فلز
یک راه ساده برای جلوگیری از خوردگی، استفاده از فلز مقاوم در برابر خوردگی مثل آلومینیوم یا فولاد ضد زنگ است. بسته به نوع کاربرد، می‌توان از این فلزات به منظور کاهش نیاز به سایر ابزار حفاظتی در برابر خوردگی استفاده کرد. به عنوان مثال در بسته بندی قوطی‌های نوشابه و آبمیوه که به صورت مستمر و طولانی مدت با آب، اسید‌های خوراکی و اکسیژن در ارتباط هستند، از آلومینیوم استفاده میشود.
اصلاح طراحی
اصلاحات در طراحی می‌تواند به کاهش خوردگی و بهبود مقاومت هر گونه پوشش محافظ در برابر خوردگی کمک کند. بطور ایده آل، در طرح‌ها باید از هرگونه امکان گیر کردن گرد و خاک و آب پرهیز کرد، جریان هوا را افزایش داد و مانع ایجاد شکاف‌ها شد. همچنین، حصول اطمینان از امکان حفظ و نگهداری منظم فلز موجب افزایش طول عمر آن خواهد شد.
پوشش‌های محافظتی
رنگ کردن، روشی مقرون به صرفه برای جلوگیری از خوردگی است. پوشش‌های رنگی به‌عنوان مانع عمل می‌کنند تا از انتقال بار الکتروشیمیایی از محلول خورنده به فلز زیرین جلوگیری کنند. در تصویر بالا رنگ کردن قسمت زیرین کشتی را که معمولا با آب دریا به صورت مستمر در تماس است، مشاهده می‌کنید.
یکی دیگر از روش‌های ممکن، به‌کارگیری یک نوع پوشش دهی با پودر است. در این فرآیند، یک پودر خشک بر روی سطح تمیز فلز بکار گرفته میشود. سپس به فلز گرما داده میشود تا زمانی‌که پودر به یک لایه صاف و منظم تبدیل شود. بعضی از ترکیب‌های مختلف که به عنوان پودر قابل استفاده هستند، عبارتند از:
- آکریلیک
- پل استر
- اپوکسی
- نایلون
- اورتان
معیارهای محیطی
خوردگی، ناشی از واکنش شیمیایی بین فلز و گازهای موجود در محیط اطراف است. با انجام یکسری اندازه‌گیری‌ها برای کنترل محیط، می‌توان این واکنش‌های ناخواسته را به حداقل رساند. این کار می‌تواند به سادگی جلوگیری از قرار گرفتن فلز در معرض باران یا آب دریا، و یا به پیچیدگی کنترل مقدار سولفور، کلرین، یا اکسیژن محیط اطراف باشد. یک نمونه از این کار، تصفیه‌ی آب در دیگ‌های بخار آب، همراه با نرم کننده‌ها به منظور تنظیم سختی، خاصیت قلیایی یا محتوای اکسیژن است.
حفاظت کاتدی
بارزترین نمونه از حفاظت کاتُدی، پوشش فولاد آلیاژ آهن با روی است، (فرآیندی که به گالوانیزه سازی معروف است.)
جالب است بدانید که روی نسبت به فولاد، فلز فعال‌تری است و زمانی که شروع به خوردگی می‌کند، روی اکسید میشود که این امر مانع خوردگی فولاد میشود. از آنجایی که در این روش، فولاد نقش کاتُد، یک پیل الکتروشیمیایی را ایفا می‌کند، این روش به روش کاتُدی معروف است. اما از محافظت کاتُدی در چه زمینه‌هایی استفاده میشود:
- خطوط لوله انتقال آب یا سوخت
- مخازن آبگرم کن‌ها
- بدنه‌ی کشتی‌ها
- سکوهای نفتی دریایی
مشاهده کنید: با فرایند گالوانیزه سازی آشنا شوید
محافظت آنُدی
محافظت آندی شامل پوشش فولاد آلیاژ آهن با یک فلز با فعالیت کمتر مثل قلع است. قلع فلزی است که خورده نمی‌شود و از این رو، تا زمانی که قلع حضور داشته باشد، فولاد محافظت خواهد شد. از آنجایی که در این روش فولاد به آنُد تبدیل می شود، این روش به روش آنُدی معروف است.
از محافظت آنُدی معمولا در مخازن ذخیره‌ی فولادی کربنی مخصوص نگهداری اسید سولفوریک و کاستیک سودای 50 درصد (سیدم هیدروکسید یا سود سوز آور) استفاده میشود.
موانع خوردگی
آن دسته از مواد شیمیایی که با سطح فلز یا گازهای محیط اطراف واکنش می‌دهند تا بتوانند تمام خوردگی‌ها را سرکوب کنند، “موانع خوردگی” نامیده می‌شوند. از این موانع بر روی سطح فلزات استفاده می‌کنند که به عنوان یک لایه حفاظتی عمل می‌کنند.
موانع خوردگی یا به صورت محلول استفاده میشود و یا اینکه به وسیله تکنیک‌های پاشیدگی، آن‌ها را به شکل یک پوشش حفاظتی به کار می‌گیرند. موانع خوردگی، طی فرآیندی معروف به اثر ناپذیری مورد استفاده قرار می‌گیرند. از موانع خوردگی در موارد زیر استفاده میشود:
- در پالایش مواد پتروشیمی
- تولید مواد شیمیایی
- تصفیه‌ی آب
- در لوله‌های انتقال گاز
اثر ناپذیر سازی (در برابر خوردگی)
فرآیند اثر ناپذیری به این صورت است که یک ماده حفاظتی (مانند اکسید فلز) باعث ایجاد حفاظت بر روی فلز میشود و از خوردگی جلوگیری می‌کند. ساختار این لایه محافظتی تحت تاثیر میزان pH محیط، دما و ترکیب شیمیایی اطراف آن قرار می‌گیرد. یک نمونه‌ی قابل توجه از این فرایند، “تندیس آزادی در نیویورک“ است، جایی که یک زنگار آبی و سبز ایجاد شده است و در واقع از لایه مِسی زیرین آن محافظت می‌کند.
تاریخچه خوردگی فلزات به چه زمانی برمی‌گردد؟
از قدیمی‌ترین آثار خوردگی می‌توان به دیوار آهنی قفقاز اشاره کرد که به فرمان کورش هخامنشی ساخته شد و به دستور او، روی آن را با مس پوشش دادند.
انواع خوردگی کدام‌اند؟
خوردگی یکنواخت، خوردگی حفره‌ای، خوردگی شکافی، خوردگی تنشی، خوردگی بین دانه‌ای، خوردگی فرسایشی و… از متداول‌ترین انواع خوردگی هستند.
مهمترین عوامل موثر بر خوردگی فلزات چیست؟
درجه حرارت، اختلاف پتانسیل، خواص فلزی، ناخالصی ها و شرایط محیطی
اگر سوال یا انتقادی در این زمینه دارید، می‌توانید در بخش نظرات همین مقاله آن را مطرح کنید.
سلام برای جلوگیری از زنگ زدگی و خوردگی تیرآهن ها در ساختمانهای طاق ضربی که از کچ و خاک استفاده میشود باید چکار کرد؟؟؟ با تشکر
درود دوست عزیز
اول ضد زنگ بزنید و بعد رنگش کنید
باسلام
قطعه ی آهنی داریم که یه تیکه آلومینیوم بهش جوش خورده، برای جلوگیری از خوردگی در قسمتهای جوش خورده شده چه رنگ یا پیشنهادی دارید؟ خود آهن هم بعد مدت زمان کم رنگ رو پس میزنه