زنگ زدگی آهن و اکسیداسیون
اکسیداسیون آهن به عملیاتی گفته میشود که در آن به دلیل تعامل آهن با اکسیژن، اتمهای آهن به اتمهای اکسید تبدیل میشوند. در این فرآیند، اتمهای آهن الکترون خود را از دست میدهند و به جای آن به اتمهای اکسیژن الکترون میدهند. این فرایند باعث کاهش کیفیت آهن میشود و مانع از کارآیی آن میشود.
به همین دلیل برای جلوگیری از اکسیداسیون آهن، از روشهای حفاظتی مانند گالوانیزه کردن آهن استفاده میشود. این روند باعث افت روی کیفیت آهن و موجب کاهش مقاومت آن میشود.
همچنین خوردگی آهن نیز با تماس آهن با هوا و رطوبت در دمای معمولی رخ میدهد و باعث کاهش طول عمر و کیفیت آهن میشود.
فراینده زنگ زدگی یا اکسیداسیون
زنگ زدگی یا اکسیداسیون در واقع فرایندی است که در حضور اکسیژن، فلزات و یا ترکیبات شیمیایی دیگر با اکسیژن، تحول مییابند.
این فرایند میتواند توسط عواملی مانند رطوبت، گرما، نور، روغن، نمک، گازهای آلی و غیره، شتاب یابد و میتواند باعث تغییر ظاهری و خواص فیزیکی و شیمیایی فلز شود.
مکانیزم رخداد: اکسیداسیون ابتدا با آغاز به کار یک راکتیو آنیون بر روی سطح فلزات یا ترکیبات شیمیایی دیگر رخ میدهد. این راکتیو آنیون از ترکیب موجود در محلول یا هوا تشکیل میشود.
مواد پایه: فعالیت اکسیدانی بر فلزات وابسته به نوع فلزی است که در اولین قدم دچار اکسیداسیون میشود و همچنین نوعی از مواد پایه که با فلز وجود دارد.
گرما: فرایند اکسیداسیون با گرما بیشتر تسریع میشود. این به این معنی است که در دمای بالا، اکسیداسیون بیشتری رخ میدهد.
رطوبت: رطوبت موجود در هوا میتواند پاسخگوی تولید اکسیداسیون باشد. بر این اساس، فلزات دارای دودینگ و چسبندگی با آب و هوا ممکن است به سرعت اکسیده شوند.
نور: نور میتواند یکی از عواملی باشد که اکسیداسیون بیشتری روی سطوح اعمال میکند. عدم استفاده از لامپهای UV عضوی و سایر مواد حساس به نور میتواند مؤثر باشد.
روغن: مصرف سیمها و چراغهای کوچکی که روغن دارند، اکسیداسیون را افزایش میدهند. با کاهش هوا و ماده نفتی، این اثر کاهش مییابد.
اثر نمکها: نمکها با استحکام بیشتر اکسیداسیون را برنامه ریزی میکنند، بنابراین تخریب جدی اعمال میشود.
اثر گازهای آلی: گازهای آلی بر روی فلزات و سایر مواد ممکن است تأثیرگذار باشند. مثلا برخی مواد ممکن است باعث اکسیداسیون فلزات شوند و باعث خوردگی آنها شوند.
روشهای حفاظت آهن در برابر اکسیداسیون و خوردگی
استفاده از کاتد حفاظت برای حفاظت از آهن
در روش کاتد حفاظت، یک قطعه فلزی منفی از آهن (کاتد) با آهن جوش داده شده و به یک پایه فلزی مستقر شده است. این روش بر اساس اصل الکترولیز که به وسیله آن یک جریان الکتریکی آهن را به عنوان آند و سایر فلزات را به عنوان کاتد استفاده میشود، طراحی شده است.
الکترود کاتد پایه به تودهی فلزات برای انجام کار مورد استفاده قرار میگیرد. با استفاده از این روش، آنیونها به عنوان یک الکترود مثبت تنظیم میشوند و حفاظت در برابر اکسیداسیون و خوردگی آهن فراهم میشود.
به طور خاص، در این روش، برق به یک کاتد فلزی نسبتاً بزرگ اعمال میشود، که بر روی آن یک لایه فلزی بسیار نازک قرار دارد. این لایه فلزی به عنوان الکترود منفی شناخته میشود که به یونهای آهن که شامل الکترود منفی تبدیل میشوند افزایش کیفیت انتقال الکتریکی و حفاظت آنها در مقابل خوردگی و اکسیداسیون آهن را فراهم میکند.
از این روش، در صنایع گستردهای از جمله صنایع ساخت و ساز، صنایع خودرو، صنایع دریایی و صنایع شیمیایی برای جلوگیری از خوردگی و اکسیداسیون فلزات استفاده میشود.
نقاشی شدن آهن
نقاشی کردن آهن یکی از روشهای ساده حفاظت آهن از خوردگی و اکسیداسیون است. در این روش، سطح آهن را به وسیلهی نقاشی پوشانده تا به دلایل بیولوژیکی و شیمیایی به دوایر واکنشی برای خوردگی مقاوم شود.
این روش در ابتدا با روشهای سنتی مانند استفاده از گچ، مارمری، زغال سنگ، روغن و آلین، جوهر فسفری و… انجام میشد. این روش علاوه بر حفاظت از آهن، ظاهر زیبایی نیز در بر میگیرد. امروزه، ترکیبات مختلف شیمیایی باعث محافظت از سطح آهن میشوند. به همین دلیل، این روش باعث کاهش قابل توجهی در نیاز به نگهداری و تعمیر صورت میگیرد.
برچسب: ،
