محیط‌های اسیدی، بازی یا مرطوب با ایجاد شرایط الکتروشیمیایی خاص، منجر به خورده شدن مقاطع فولادی می‌شوند. به طور کلی، اصلی‌ترین و رایج‌ترین عامل زنگ زدگی فولاد و آهن آلات، رطوبت در مجاورت اکسیژن است.

از آن‌جایی که ردپای فولاد در تمام زندگی ما دیده می‌شود، باید به فکر حفظ سلامت و خواص آن باشیم. در مقاله پیش رو، قصد داریم مهم‌ترین روش‌های جلوگیری از زنگ زدن آهن و افزایش مقاومت به خوردگی آهن و مقاطع فولادی را بررسی کنیم. با آیرومارت همراه باشید.

زنگ آهن چیست و چه انواعی دارد؟

پیش از آن‎که روش‌های جلوگیری از زنگ زدن آهن را بررسی کنیم، باید زنگ آهن را بشناسیم. در بیان ساده، آهن با قرارگیری در معرض عوامل خورنده‌ای چون اکسیژن، آب و رطوبت، اکسید شده و طی این اکسیداسیون به رنگ قرمز – قهوه‌ای درمی‌آید. رسوب حاصل از اکسید که بر سطح ایجاد شده، زنگ آهن نامیده می‌شود.

شایان ذکر است که هر رطوبتی، خورنده نیست و مقدار رطوبت محیط باید از درصد مشخصی بیشتر باشد. ضمن این‌که زنگ زدن آهن در طولانی مدت رخ می‌دهد. حین اکسایش آهن، دو فرایند آندی و کاتدی انجام می‌شوند که واکنش‌های موثر در زنگ زدن آهن به شمار می‌روند.

زنگ آهن تشکیل شده بر این فلز، وابسته به شرایط و نوع واکنش آهن با آب است:

• در صورتی که فلز در معرض آب و اکسیژن بسیار زیاد قرار گیرد، زنگ آهن قرمز رنگ تشکیل می‌شود.
• در برخی شرایط خاص و اغلب بر روی نواحی محصور تجهیزات فلزی، در صورت وجود رطوبت بسیار بالا، زنگ آهن زرد رنگ ایجاد می‌گردد.
• در شرایطی که اکسیژن بسیار بالا باشد و رطوبت کم، رنگ آهن تشکیل شده بر قطعه به رنگ قهوه‌ای خواهد بود.
• نوع دیگری از زنگ زدگی آهن وجود دارد که اکسید آن قهوه‌ای رنگ است. این نوع زنگ آهن به دلیل اکسیژن و رطوبت پایین ایجاد می‌شود.

میلگردهای مورد استفاده در آرماتور بندی و میلگرد بتن، از جمله مقاطع فولادی به شمار می‌روند که در معرض خطر خوردگی قرار گرفته‌اند. میلگرد بتن را می‌توان با انجام فرایند سندبلاست بر روی آن، اعمال دو لایه ضد زنگ و سپس رنگ‌آمیزی مقاوم کرد و از این طریق مقاومت به خوردگی آن را افزایش داد.

راههای جلوگیری از زنگ زدگی آهن

علاوه بر آهن، بسیاری فلزات دیگر در شرایط خورنده، دچار اکسیداسیون می‌شوند. اکسیداسیون برخی فلزات باعث ایجاد یک لایه غیرفعال در برابر خوردگی شده و از خورده شدن بیشتر فلز جلوگیری می‌کند.

این در حالی است که فلزاتی چون آهن، در اثر خورده شدن خواص خود را از دست می‌دهند. بر اساس گزارش‌های انجمن بين‌المللي مهندسان خوردگي، خوردگی تجهیزات، پل‌ها، سازه‌ها و … هر ساله خسارات زیادی به بار می‌آورد.

این خسارات تنها به هزینه‌های خوردگی محدود نمی‌شود و با به خطر انداختن جان افراد، هزینه‌های سنگین دیگری نیز به دنبال دارد. این موارد، محققین و مهندسان را بر آن داشت که به دنبال راهکارهایی برای جلوگیری از زنگ زدن آهن و قطعات فولادی باشند. در ادامه، پرکاربردترین این روش‌ها را مورد بررسی قرار خواهیم داد. با آیرومارت همراه باشید.

ساخت آلیاژهای خاص برای مقابله با زنگ زدگی آهن

همانطور که گفته شد، در شرایط خاص، بر روی برخی فلزات و آلیاژها یک لایه اکسیدی غیرفعال در برابر خوردگی ایجاد می‌شود. این لایه اکسیدی از خورده شدن فلز جلوگیری می‌کند. این رفتار و این چنین لایه‌ای در آلیاژهایی چون منیزیم، تیتانیوم، آلومینیوم و مس نیز دیده می‌شود.

در آلیاژهای فولادی، آلیاژ ویژه‌ای وجود دارد که یک اکسید کروم بر سطح آن تشکیل شده و از زنگ زدن آن جلوگیری می‌کند. این آلیاژ که حاوی ۱۱ درصد کروم است، به فولاد زنگ نزن معروف است. فولاد زنگ نزن، با سرعت بسیار کمتری از سایر آلیاژها خورده می‌شود و بنابراین عمر بیشتری خواهد داشت.

با افزایش درصد نیکل در آلیاژ، مقاومت آن به خوردگی افزایش خواهد یافت. در کاربردهای خاص و مهم، از این نوع آلیاژ استفاده می‌شود. اگرچه قیمت آن استفاده از آن را محدود می‌کند.

پوشش دهی

پوشش دهی با استفاده از مواد مختلف، از روش‌های پرکاربرد مقاوم سازی فولاد در برابر خوردگی است. می‌توان با استفاده از لایه‌ای رنگ و قطع ارتباط سطح فلز با محیط خورنده، آن را در برابر خوردگی مقاوم ساخت.

روغن‌کاری فلزات و استفاده از پوشش روغنی نیز، مقاومت آن را در برابر محیط افزایش می‌دهد. روغن‌کاری از ارتباط سطح با رطوبت و اکسیژن محیط جلوگیری می‌کند. پوشش‌های پودری به کمک حرارت بر سطح فولاد و آهن اعمال می‌شوند. پلی استر، پودر اکریلیک و پودر اوتان از جمله این پودرها به شمار می‌روند.

پوشش‌های تبدیلی چون پوشش فسفاته و پوشش کروماته نیز از جمله لایه‌های مقاوم در برابر خوردگی به شمار می‌روند. این لایه‌ها، به واسطه خود آلیاژ تشکیل می‌شوند.

نکته مهم در رنگ آمیزی فلزات و به طور کلی پوشش دهی، ضخامت پوشش است. هر چه پوشش ضخیم‌تر باشد، مقاومت آن در برابر خوردگی نیز بیشتر خواهد بود.

گالوانیزه کردن و جلوگیری از زنگ زدن آهن

آیا تا به حال نام ورق گالوانیزه را شنیده‌اید؟ از مقاوم این ورق‌ها در برابر خوردگی اطلاع داشتید؟ بسیاری از مقاطع فولادی، قابلیت گالوانیزه شدن را دارند. یکی از رایج‌ترین روش‌های افزایش مقاومت فولاد در صنایع، گالوانیزاسیون با استفاده از پوششی از فلز Zn یا روی است.

فلز روی پوشش‌داده شده بر فولاد، سرعت خوردگی آن را به شدت کاهش می‌دهد چرا که در مقایسه با فولاد، سرعت اکسیداسیون بسیار پایین‌تری دارد. قیمت ورق گالوانیزه با وجود مزایایی که دارد و عمر بیش از ۲۰ سال، در مقایسه با فولاد زنگ نزن، بسیار پایین‌تر است. در خصوص کسب اطلاعات بیشتر در خصوص این فرایند می‌توانید به دیگر مقالات ما در وبسایت مراجعه نماید.

استفاده از ممانعت‌کننده‌ها

انواع ممانعت‌کننده یا بازدارنده خوردگی، با تغییر شرایط و واکنش فلز و محیط، خوردگی را کنترل می‌کنند. ممانعت‌کننده‌ها، ممکن است یک لایه پسیو یا غیرفعال بر روی سطح فلز ایجاد کنند و یا قدرت یا سرعت خورندگی محیط را کاهش دهند.

به طور کلی، بازدارنده‌ها به دو نوع آلی و معدنی تقسیم می‌شوند. تشکیل لایه رویین بر فلز عموما با استفاده از بازدارنده‌های معدنی و کاهش قدرت خوردگی محیط با استفاده از انواع آلی انجام می‌شود.

سیاهکاری (بلویینگ) و جلوگیری از زنگ زدن آهن

طی فرآیند سیاهکاری یا بلویینگ، بر روی فولاد یک لایه اکسیدی سیاه رنگ منفعل ایجاد می‌شود که از آن در برابر خوردگی محافظت می‌کند. پوشش‌های بلویینگ باید به صورت مداوم روغن کاری شوند تا اثر خود را از دست ندهند.

بلویینگ خود به دو نوع سرد و گرم تقسیم می‌شود. ضخامت و میزان چسبندگی لایه بلویینگ به سطح، از عوامل موثر بر مقدار مقاومت به خوردگی فلزات سیاه کاری شده به حساب می‌آیند.

حفاظت کاتدی و جلوگیری از خوردگی آهن

در روش حفاظت کاتدی، با اعمال مداوم بار منفی به سطح فلز مورد نظر، از انحلال یون‌های با بار مثبت و خورده شدن فلز جلوگیری می‌شود. حفاظت کاتدی یا تامین الکترون‌ها با استفاده از یک مولد جریان مستقیم انجام می‌شود. همچنین برای حفاظت کاتدی، می‌توان از یک فلز فعال‌تر به عنوان آند فداشونده استفاده گردد. در حقیقت گالوانیزه کردن یکی از روش‌های زیرمجموعه حفاظت کاتدی به شمار می‌رود.

تاثیر عوامل محیطی بر خوردگی

دما، رطوبت و اسیدیته محیط، از جمله مهم‌ترین عوامل موثر بر خوردگی محسوب می‌شوند. کنترل این موارد، به جلوگیری از زنگ زدن آهن کمک می‌کنند. در صورتی که بتوان فلزی چون فولاد که مستعد خوردگی است را از تاثیر آب و اکسیژن به عنوان خطرناک‌ترین دشمنان آن حفظ کرد، از خوردگی آن جلوگیری خواهد شد.

خرید مقاطع مقاوم به خوردگی از آیرومارت

شرکت پیشرو صنعت نفت آسیا با نام تجاری آیرومارت، در زمینه تامین انواع مقاطع فولادی و خدماتی چون جوش کاری، خمکاری ورق و میلگرد و برشکاری فعالیت دارد.

صاحبان صنایع و مصرف‌کنندگان انواع مقاطع فولادی می‌توانند با ایجاد سبد خریدی از مقاطع گوناگون، نیاز خود را، از طریق آیرومارت تامین کنند. انواع ورق گالوانیزه، تیرآهن گالوانیزه و … و همچنین مشتقات استیل استنلس چون ورق زنگ نزن را می‌توان از آیرومارت خریداری کرد.

آیرومات برای مشتریانی که نیاز به مشاوره فنی و تخصصی دارند، امکانی فراهم آورده تا از طریق شماره تلفن ۰۲۱۴۵۳۰۶ و ارتباط با کارشناسان آیرومارت، به پاسخ سوالات خود برسند.

از طرفی، قیمت مقاطع فولادی به طور مداوم و هر روزه تغییر می‌کند. بنابراین با توجه به نوسانات شدید بازار، اطلاع از قیمت‌ها اهمیت بسیاری دارد. جهت استعلام قیمت روز مقاطع فولادی چون قیمت تیرآهن، قیمت میلگرد و … می‌توانید به صفحات این مقاطع در وبسایت آیرومارت مراجعه کنید. همچنین می‌توانید صفحات مجازی این مجموعه را در اینستاگرام و تلگرام دنبال کنید.

منبع: eoncoat