راههای اصولی از بین بردن زنگ زدگی آهن کدامد؟
راههای از بین بردن اصولی زنگزدگی آهن
شما توسط ابزار و ماشینآلاتی که از فولاد ساخته شدهاند، احاطه شدهاید و بنابراین میتوان گفت حفاظت این محصولات در برابر زنگزدگی، از اهمیت بالایی برخوردار است. هنگام برخورد سطوح فلزی مانند آهن با اکسیژن و رطوبت، زنگ میتواند روی برخی از این سطوح فلزی ایجاد شود. بهتر است به محض مشاهده یک نقطه کوچک از زنگزدگی، آن را از بین ببرید، زیرا هر چقدر فلز بیشتر در معرض زنگزدگی قرار بگیرد، به خوردگی ادامه خواهد داد. برای از بین بردن زنگزدگی سطوح فلزی به ویژه آهن، نیاز به دانستن یک سری راهکارها دارد که در این مقاله، آنها را به شما معرفی میکنیم، پس تا انتهای مقاله همراه ما باشید.
زنگزدگی چیست و چگونه اتفاق میافتد؟
زنگ، نوعی خوردگی است که در هنگام واکنش آهن با اکسیژن و آب روی سطوح فلزی ایجاد میشود. واکنش شیمیایی که باعث زنگزدگی میشود، «اکسیداسیون» نام دارد. فرآیند اکسیداسیون، فلز را میخورد و زنگزدگی قابل مشاهدهای را روی سطح فلز ایجاد میکند. وقتی فلز در معرض هر نوع رطوبت حتی رطوبت هوا قرار میگیرد، اتمهای آهن موجود در فلز با مولکولهای اکسیژن موجود در هوا واکنش میدهند و اکسید آهن را تشکیل میدهند که به نام زنگ نیز شناخته میشود.
زنگزدگی میتواند روی هر فلز حاوی آهن از جمله فولاد، آهن و چدن ایجاد شود. سرعت ایجاد زنگ در سطوح فلزی به سطح رطوبت، میزان اکسیژن موجود و همچنین نوع فلز بستگی دارد. طول عمر یک فلز بدون پوشش که مستعد زنگزدگی است، به طور قابل توجهی کوتاهتر از فلزی است که با یک ترکیب گالوانیزه سرد غنی از روی ساختهشده توسط ZRC پوشش داده شده است. چنانچه زنگزدگی برطرف نشود، میتواند فلز را کاملاً به یک پودر اکسید خشک تبدیل کند.
زنگزدگی سطوح آهنی چه پیامدهایی را به دنبال دارد؟
زنگ، مشکلات متعددی را در استفاده از اقلام فلزی ایجاد میکند. بنابراین، برطرف کردن زنگزدگی برای بسیاری از محصولات فلزی بسیار مهم است. اگر از تجهیزات فلزی مستعد زنگزدگی استفاده میکنید، باید از انواع مشکلات ناشی از زنگزدگی و در نتیجه نیاز به از بین بردن آن آگاه باشید. در زیر، پیامدهایی که در اثر زنگزدگی ایجاد میشود، آورده شده است:
ضعیف شدن ساختار اقلام فلزی
بزرگترین مشکل زنگزدگی در اقلام فلزی، ضعف ساختاری آنهاست. همانطور که فلز به طور فزایندهای خورده میشود، ضعیفتر میشود. زنگزدگی در اجزای فلزی مورد نیاز برای حمایت از سازهها، بسیار خطرناک است. به عنوان مثال، رشد زنگزدگی در بدنههای خودرو، پلها و اجزای ساختمانی باید متوقف شود، در غیر این صورت ممکن است کسانی که از این موارد استفاده میکنند، به خطر بیفتند.
آسیب به قطعات مکانیکی
اگر زنگزدگی برطرف نشود، کل قطعه را در بر میگیرد. به عنوان مثال، زنگزدگی که در بدنه خودرو ایجاد شده است، به اجزای مکانیکی داخل خودرو سرایت میکند و مانع از عملکرد صحیح خودرو میشود. زنگ قبل از گسترش به قطعات مکانیکی و ایجاد مشکلاتی که ممکن است اجزای مکانیکی حیاتی مانند موتور یا گیربکس خودرو را از بین ببرد، نیاز به برطرف کردن دارد.
ایجاد ظاهری نامناسب
زنگزدگی، ظاهر اجزای فلزی را تغییر میدهد، به طوری که ظاهر براق فلز را به سطحی ناهموارتر و نامنظم تبدیل میکند. زنگ همچنین رنگ سطح اجسام فلزی را تغییر میدهد و معمولا رنگ مایل به قرمز یا نارنجی پیدا میکند. زنگزدگی قطعات فلزی، نوعی نقص زیباییشناختی است، زیرا میتواند ظاهر وسایلی مانند وسایل نقلیه، نردههای فلزی، دروازهها و نردهها را به شدت کاهش دهد. برطرف کردن زنگزدگی از روی چنین محصولات فلزی، اجازه میدهد تا به گونهای احیاشده به نظر برسند که معمولاً مقرونبهصرفهتر از جایگزینی کامل محصولات زنگزده با اقلام جدید است.
افزایش اصطکاک
زنگ میتواند به ویژه در قطعات فلزی متحرک مشکلساز باشد. فلز معمولی صاف است و با کمترین اصطکاک در برابر سایر اجزای فلزی میلغزد. از آنجایی که زنگزدگی سطحی ناهموار ایجاد میکند، میتواند حرکت اجزای فلزی در برابر یکدیگر را مختل کرده و اصطکاک ایجاد کند. این میتواند سیستمهای مکانیکی را کمتر کارآمد کند. زدودن زنگ، اصطکاک ناشی از خوردگی را از بین میبرد و حرکت آزاد و کارآمد را به سیستمهای مکانیکی باز میگرداند.
کاهش ارزش فروش مجدد خودروها
زنگزدگی میتواند ارزش فروش مجدد خودرو را به شدت کاهش دهد، زیرا هم مشکلات زیباییشناختی و هم ساختاری ایجاد میکند. بنابراین برطرف کردن زنگزدگی از روی خودروها، ارزش فروش مجدد آنها را به میزان قابل توجهی افزایش میدهد. صاحبان وسایل نقلیهای که امیدوارند وسیله نقلیه خود را بفروشند، اگر قبل از خلاص شدن از شر آن، زنگزدگی آن را برطرف کنند، ممکن است از فروش یا تجارت خودروی خود درآمد بیشتری کسب کنند.
رسانایی ضعیف فلز
از آنجایی که فلزات میتوانند به عنوان یک عایق خوب عمل کنند، آنها در طراحی بسیاری از قطعات تجهیزات برای هدایت الکتریسیته به کار میروند. اگرچه یک فلز معمولی، رسانای خوبی برای جریان الکتریسیته است، اما فلز زنگزده، الکتریسیته را به خوبی هدایت نمیکند. از بین بردن زنگزدگی، کارایی تجهیزات الکتریکی فلزی را با بازیابی توانایی فلز زنگزده برای رسانایی الکتریسیته افزایش میدهد.
جذب مغناطیسی ضعیف
در بسیاری از تجهیزات، قدرت مغناطیسی برای اجرای وظایف مکانیکی مهار میشود. بااینحال، ایجاد زنگزدگی در اجزای فلزی باعث تضعیف جاذبه مغناطیسی میشود. اگر تجهیزات مکانیکی آنقدر زنگ بزند که خاصیت مغناطیسی خود را از دست بدهد، چنانچه این خاصیت مغناطیس برای نحوه عملکرد سیستم مکانیکی مهم باشد، ممکن است تجهیزات شروع به خرابی کنند. برطرف کردن زنگزدگی، جاذبه مغناطیسی را به اجزای فلزی سیستمهای مکانیکی باز میگرداند.
روشهای زدودن زنگزدگی آهن
راههای بسیاری برای برطرف کردن زنگزدگی وجود دارد که سادهترین روشهای آن، استفاده از اسید سیتریک، جوش شیرین، سرکه و دیگر ترکیبات مشابه است. اینها اغلب برای زدودن زنگ از روی سطوح کوچک به کار میروند، در نتیجه برای موارد صنعتی، باید از روشهای دیگری استفاده کرد که عبارتاند از:
واترجت
در این روش، از فشار آب زیاد برای تمیز کردن سطوح از زنگ استفاده میشود. برای این کار، نازل فشار قوی، آب با فشار خیلی زیاد را به انرژی مکانیکی تبدیل کرده تا به راحتی اکسیدهای آهن از سطوح موردنظر جدا شوند. یکی از مواردی که باید در این روش به آن توجه داشته باشید، کنترل فشار این دستگاه است که از اهمیت بالایی برخوردار است. به این دلیل که عدم توجه به این موضوع، میتواند به سطوح آسیب جدی وارد کند. اما از مزایای مهم زودون زنگ توسط واترجت این است که این روش، آلودگی خاصی را ایجاد نمیکند. ناگفته نماند اگرچه این روشی ساده به نظر میآید، اما توصیه میکنیم که این کار حتما توسط متخصص آن انجام شود.
الکترولیز
از سادهترین روشهای برطرف کردن زنگزدگی آهن، میتوان به الکترولیز اشاره کرد که معمولا برای قطعات کوچک نیز قابل اجراست. برای استفاده از این روش، به محلول الکترولیت، آند، کاتد و یک آداپتور نیاز دارید. محلول الکترولیت میتواند محلولی از آب و جوش شیرین یا محلول نمک و آبلیمو در آب باشد. سپس باید آند و کاتد را مشخص کنید که در اینجا قطعه آهنی به عنوان کاتد و جسم موردنظر به عنوان آند است. پس از تشکیل سیستم موردنیاز، آن را به برق وصل کرده تا الکترودها بین کاتد و آند انتقال یابند. به محض آنکه اتصال برقرار شود، زنگ آهن به عنوان آند توسط محلول الکترولیت به سمت کاتد حرکت کرده و روی آن رسوبی را تشکیل میدهد. پس از اتمام فرآیند، سطح موردنظر را به خوبی شستشو دهید تا از محلول الکترولیت به خوبی پاک شود. بسته به میزان و اندازه زنگزدگی، فرآیند زنگزدایی از طریق روش الکترولیت میتواند تا چند روز نیز طول بکشد.
لیزرزنی
یکی از روشهای پیشرفته که برای از بین بردن زنگزدگی آهن به کار میرود، لیزرزنی است که به کمترین میزان مصرف انرژی نیاز دارد. این روش به این صورت کار میکند که پرتوهای پرانرژی لیزر را به سطح موردنظر تابانده تا باعث از بین بردن زنگ ایجاد شده از سطح شود. لیزرزنی را میتوان برای تمامی سطوح مانند سطوح زبر، نرم، کوچک و بزرگ به کار برد. این روش، مزایای بسیاری دارد، از جمله:
- بهینه بودن مصرف انرژی
- سرعت بالا
- استفاده نکردن از مواد شیمیایی
- عدم آسیب رساندن به سطح
لیزرزنی، قابلیت تمیزکاری سطوح دستگاههایی مانند موتورهای جت، محفظههای احتراق و دیگر دستگاههای مشابه در دمای بالا را دارد. از این روش همچنین میتوان برای تمیز کردن سطوح مسی و آلومینیمی نیز استفاده کرد.
اسیدشویی
از دیگر روشهای شستوشوی سطوح زنگزده، استفاده از روش اسیدشویی است که در این روش، مقدار مشخصی از اسید مانند اسید اگزالیک را در یک گالن آب مخلوط میکنند، سپس فلز زنگزده را در محلول به دستآمده میخوابانند. با این کار، یک واکنش شیمیایی از کمپلکس یونی بیرنگ ساخته میشود که در آب به راحتی حل میشود. اینکه چقدر باید فلز موردنظر در این محلول باقی بماند، بستگی به حجم آهن زنگزده دارد. پس از خارج کردن قطعه از محلول، باید سطح آن به خوبی شسته شود تا اثری از محلول اسید اگزالیک بر روی آن نباشد.
به منظور اطمینان از پاک شدن کامل اسید اگزالیک، میتوانید آن را به مدت چند ساعت درون محلول بیکربنات سدیم قرار دهید، بعد از چند ساعت آن را از محلول خارج کرده و به خوبی پاک کنید. اگر پاک کردن محلول اسید از روی قطعه به درستی انجام نشود، اثرات باقیمانده از اسید میتواند موجب خوردگی بیشتر قطعه شود. بنابراین باید توجه داشته باشید که سطح موردنظر را به خوبی پاک کنید تا دیگر اثری از اسید باقی نماند. یکی از مزایایی که این روش دارد، این است که حتی زنگهای قدیمی را نیز از بین میبرد.
سندبلاست
از روشهای رایج و کاربردی از بین بردن زنگزدگی آهن، سندبلاست است که از شن و ماسه با فشار هوای بالا جهت زدودن زنگ از روی سطوح موردنظر استفاده میکند. این روش همچنین برای کاربردهای دیگر همچون از بین بردن مواد زائد مانند ذرات گردوغبار و روغن و گریس قبل از رنگآمیزی سطوح نیز به کار میرود. اگرچه این روش، از روشهای قدیمی محسوب میشود اما به دلیل معایبی که دارد، این روزها کمتر مورد استفاده قرار میگیرد. یکی از معایب مهم این روش این است که امکان پارگی سطوح به دلیل اعمال شن و ماسه با فشار بالا، وجود دارد. از طرف دیگر، به دلیل استنشاق ذرات ساینده به هنگام پخش، برای سلامتی بسیار مضر است و همچنین موجب آلودگی محیط اطراف نیز میشود.
شاتپلاست
یکی دیگر از روشهایی که میتوان از آن برای زودون زنگ از روی سطوح فلزی استفاده کرد، شاتپلاست است که همانند روش سندبلاست، جزو روشهای سابپاشی محسوب میشود. آنچه که این دو روش را از هم متمایز میکند، مواد سایندهای است که مورد استفاده قرار میگیرد. در روش شاتپلاست، به جای استفاده از شن و ماسه، از ساچمههای فلزی سیلیسی برای از بین بردن زنگزدگی آهن استفاده میشود. از آنجایی که این نوع مواد ساینده قادر است تا لایههای ضخیمتری از اکسید آهن را برطرف کند، به مراتب کاربرد بیشتری در مقایسه با روش سندبلاست دارد. به طور کلی، میتوان شاتپلاست را برای قطعات کوچک و بزرگ استفاده کرد، اما به دلیل وارد کردن فشار بالا، اغلب این روش برای قطعات بزرگ به کار میرود.
چگونه از زنگزدگی در هر شرایطی جلوگیری کنیم؟
زنگزدگی میتواند به سرعت به یک مشکل بزرگ تبدیل شود و بر روی کارکرد و پایداری ماشینآلات صنعتی تاثیر گذاشته و خساراتی برای کسبوکار شما داشته باشد. دانستن چگونگی جلوگیری از زنگزدگی به طور موثر میتواند در هزینههای شما صرفهجویی کرده و از مشکلات جدی جلوگیری کند. ما در زیر، بهترین راهها را برای جلوگیری از زنگزدگی مورد بحث قرار میدهیم که عبارتاند از:
پوشش خشک
برخی از محصولات به طور خاص برای جلوگیری از زنگزدگی ساخته شدهاند. این محصولات بر اساس همان اصل روغن کار میکنند که همان ایجاد یک سد محافظتی در برابر زنگزدگی است، اما پسماندی از خود باقی نمیگذارند. برای قطعات یا اجزای فلزی که باید تمیز بمانند یا چسبندگی محکمی داشته باشند، اعمال یک پوشش خشک به منظور پیشگیری از زنگزدگی گزینه ایدهآلی است. محصولاتی که برای جلوگیری از زنگزدگی با تشکیل پوشش خشک به کار میروند را میتوان از طریق اسپری، غوطهوری یا شستشو بر روی سطح موردنظر اعمال کرد.
پس از خشک شدن، سد محافظ در جای خود قرار میگیرد. فلز حاصل پس از اعمال پوشش، ظاهر متفاوتی نخواهد داشت، بنابراین کاربردهای آن نیز یکسان باقی میماند. همچنین میتوان از پوششهای خشک در ترکیب با روشهای دیگر برای جلوگیری از زنگزدگی استفاده کرد. به عنوان مثال، ممکن است از یک پوشش خشک روی یک جسم رنگ شده یا پودری استفاده کنید تا سطح محافظت را افزایش دهید.
پوشش پودری
این نوع پوشش اغلب برای «رنگآمیزی» سریع یک شی در خط مونتاژ استفاده میشود. به این صورت که ابتدا، الکتریسیته ساکن یک ماده پودری ساخته شده از اکریلیک، پلیاستر، اپوکسی، پلیاورتان یا چیز دیگری را به یک جسم فلزی متصل میکند. سپس، پودر در یک کوره ذوب میشود و به یک لایه یکنواخت و جامد تبدیل میشود. از آنجایی که هیچ مایعی در آن وجود ندارد، پوشش پودری برای پوششها یا قطعات خاصی میتواند مورد استفاده قرار بگیرد.
پوشش پودری مانند رنگآمیزی، یک جزء فلزی را در یک لایه محافظ میپوشاند. این لایه از رسیدن رطوبت به فلز جلوگیری میکند و در نتیجه از زنگزدگی جلوگیری میکند. برای اینکه پوشش پودری به طور موثر از زنگزدگی جلوگیری کند، پوشش باید دستنخورده باشد. هر ناحیه ضعیف از لحاظ پوشش، میتواند فلز را در معرض دید قرار دهد و در نتیجه امکان زنگزدگی را افزایش میدهد.
آلیاژهای متشکل از دو یا چند فلز
در حالی که همه فلزات خورده میشوند، اما هر کدام با سرعتهای متفاوتی خورده میشوند. به همین دلیل است که آلیاژهایی که از دو یا چند فلز مختلف ساخته شدهاند، در برابر زنگزدگی مقاوم هستند. از نظر فنی، همه انواع فولاد در حال حاضر آلیاژی هستند، زیرا از آهن و کربن ساخته شدهاند. بااینحال، افزودن فلزات دیگر مانند کروم، نیکل، منگنز و غیره، انواع مختلفی از آلیاژهای فولادی را ایجاد میکند. برخی از اینها مانند فولاد ضد زنگ، برای جلوگیری از زنگزدگی کامل ساخته شدهاند.
اگرچه محصولات حاصل کاملا در برابر خوردگی مقاوم نیستند، اما بسیار کندتر زنگ میزنند. تغییر ترکیب فولاد همچنین چقرمگی، رسانایی، ظاهر و بسیاری خواص دیگر آن را تغییر میدهد. بنابراین مهم است که نحوه جلوگیری از زنگزدگی را در نظر بگیرید، اما همچنین مطمئن شوید که آلیاژ فولاد برای کاربرد موردنظرتان مناسب است. علاوهبراین، تکنیکهای جوشکاری مورد استفاده و محیط اطراف را در نظر بگیرید، زیرا همه اینها بر میزان خوردگی تأثیر میگذارند.
گالوانیزه کردن
گالوانیزه، یک پوشش محافظ از فلز روی بر روی آهن یا فولاد اعمال میکند. از آنجایی که روی، حدود ۳۰ برابر کندتر از آهن خورده میشود، گالوانیزه کردن میتواند راهی ارزان و موثر برای جلوگیری از زنگزدگی باشد. مانند همه راههای جلوگیری از زنگزدگی، گالوانیزه محدودیتهایی نیز دارد. به این دلیل که پوشش روی در برابر نیروهای محیطی سخت مانند باران اسیدی یا نمک مقاومت نمیکند. گالوانیزه کردن همچنین ظاهر بیرونی فلز را تغییر میدهد و لایه اضافی میتواند قسمتهایی از جزء یک محصول مانند رزوههای روی یک پیچ را بپوشاند.
بستهبندی VCI
این روش، یک گزینه عالی با کاربری آسان، تمیز و خشک برای جلوگیری از زنگزدگی قطعات فلزی است. بازدارندههای خوردگی بخار (VCI)، نوعی ترکیب شیمیایی هستند که برای محافظت از فلزات آهنی و غیر آهنی در برابر زنگزدگی و خوردگی استفاده میشود که به مواد بستهبندی از جمله پلیفیلمها، کاغذ، تخته نئوپان، خشککنندهها و بسیاری از اجزای دیگر تزریق میشود. هنگامی که قطعات فلزی به درستی با محصولات بستهبندی VCI ذخیره میشوند، VCI ها فعال شده و فضای بخار داخل بستهبندی را پر میکنند. یونهای VCI، یک سپر محافظ بر روی سطح فلز تشکیل میدهند که رطوبت را جابهجا میکند و زنگزدگی را از بین میبرد. بستهبندی VCI به طور ایمن، از خوردگی فلزات محافظتشده بدون نیاز به گریس، روغن، پوششهای محافظ یا سایر روشهای وقتگیر جلوگیری میکند.
زاجکاری
یکی دیگر از راهکارهایی که به جلوگیری از زنگزدگی آهن کمک میکند، زاجکاری است. روش زاجکاری فولاد در واقع لایه جدیدی را ایجاد میکند که شبیه زنگزدگی است، اما آسیب کمتری دارد. این لایه تشکیلشده، لایه مگنتیت است که اکسید آهن سیاه نیز نامیده میشود و به فلزات، ظاهری سیاه یا آبی میدهد. زاجکاری معمولاً با اعمال دماهای بالا و محلول نمک انجام میشود.
کلام پایانی
زنگزدگی آهن در صورت عدم برطرف شدن، میتواند آسیب جدی به قطعات وارد کند و حتی منجر به ایجاد اختلال در عملکرد آن میشود. از آنجایی که بیشتر وسایلی که در محیط پیرامون ما وجود دارد، از آهن و یا فولاد تشکیل شدهاند، باید راهکارهایی را جهت عایقبندی آنها در برابر خوردگی به کار ببرید. چنانچه اثری از زنگزدگی مشاهده کردید، فورا برای از بین بردن آن اقدام کنید.
