خوردگی فلزات یک اتفاق معمول است که به وضوح با چشم دیده می شود. همانطور که می دانیم تهیه و تولید آهن آلات به سختی و با صرف هزینه‌ های بالا صورت می گیرد، و خوردگی می تواند به سادگی موجب هدر رفتن تمامی این هزینه ها شود.

در واقع خوردگی خسارات غیرقابل جبرانی به صنایع مختلف وارد می کند. به همین دلیل اطلاع از روش‌ های جلوگیری از خوردگی آهن و کنترل آن از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است.

در این مقاله قصد داریم به توضیح روش‌ های محافظت از خوردگی فلزات بپردازیم با ما همراه باشید.

خوردگی فلزات چیست

خوردگی فلزات به خراب شدن کل یا قسمتی از فلز اطلاق می ‌شود. این فرآیند توسط واکنش ‌های شیمیایی در محیط اتفاق می‌ افتد. یکی از مهم‌ ترین علل خوردگی فلزات می‌ تواند واکنش‌ های الکتروشیمیایی باشد. خوردگی در واقع زمانی ایجاد می ‌شود که همه یا قسمتی از اتم‌ های سطحی فلز اکسیده شوند.

خوردگی بر اساس نوع فلز مورد نظر و وضعیت محیط اطراف، درجات گوناگونی دارد. خوردگی فلزات تاثیرات مخربی به همراه دارد که اغلب پرهزینه است به عنوان مثال منجر به از دست رفتن ساختمان ها، پل ها، لوله‌ ها، و … می شود.

علاوه براین خوردگی تهدید جدی برای ایمنی افراد، اشیا و طبیعت به شمار می ‌رود. با این وجود با راه های جلوگیری از خوردگی فلزات می ‌توان بخش زیادی از این هزینه ها را کاهش داد.

بیشتر بدانید» تفاوت خوردگی و زنگ زدگی

انواع پوشش های محافظ خوردگی

روش‌ های محافظت از خوردگی فلزات متنوع ‌اند. تعدادی از فلزات در بعضی محیط‌ ها، نسبت به خوردگی از خود مقاومت نشان می‌ دهند. آلیاژهایی چون فولاد ضد زنگ، می ‌تواند برای جلوگیری از خوردگی فلزات مفید باشد.

همچنین تصفیه بعضی از فلزات با لیزر، برای جلوگیری از این فرآیند موثر است. علاوه براین می ‌توان از پوشش های ضد زنگ مانند پوشش زینک فلیک، گالوانیزاسیون و … استفاده کرد.

ایجاد پوشش غیرفلزی به منظور پوشاندن فلز با کمک پلاستیک، روغن، رنگ و … نیز یک روش دیگر برای حفاظت از خوردگی است.

در ادامه به معرفی برخی از کم ‌هزینه ‌ترین روش‌ های محافظت از خوردگی فلزات می‌پردازیم:

گالوانیزه کردن فلزات

گالوانیزاسیون از جمله روش‌ های جلوگیری از خوردگی فلزات است و شامل پوشاندن سطح فلزات توسط عنصر روی می باشد. در طی این روش قطعات فولادی مورد نظر را در استخری از عنصر روی فرو برده و پوشش می دهند.

گالوانیزه کردن فلزات

در این روش آهن آلات را توسط عنصر nZ آبکاری می ‌کنند. گالوانیزه کردن فلزات به روش‌ های مختلفی مانند روش فرو بردن در روی مذاب، الکترولیت و کشش گرمایشی انجام می‌ گیرد.

پوشش زینک فلیک

زینک فلیک ترکیبی از فلزات Al و Zn است که بهترین و به روزترین روش محافظت فلزات محسوب می ‌شود. این پوشش با ساختار پولکی شکل خود مقاومت فلزات را در برابر عواملی مانند خوردگی، رطوبت، زنگ زدگی و … بالا می برد. در مقاله مجزا به توضیحات کامل در خصوص این پوشش پرداخته شده است.

آبکاری

آبکاری از دیگر راه های جلوگیری از خوردگی فلزات است که به صورت الکتروشیمیایی انجام می شود. در واقع در آبکاری یون‌ های یک قطعه بر روی سطح فلز رسوب داده می‌ شود و به عنوان پوششی برای فلز به کار می رود. برای آبکاری می ‌توان از عناصری چون روی، مس، طلا و … استفاده کرد.

داکرومات (Dacromet)

داکرومات ماده ‌ای چسبان است که به منظور پوشش و محافظت سطح آهن در برابر خوردگی به کار برده می ‌شود. در داکرومات از عناصر روی و آلومینیوم استفاده می شود.

انواع بازدارنده ‌ها

بازدارنده ها موادی هستند که باعث تنظیم واکنش فلزات با محیط اطراف می ‌شوند و استفاده از آن ‌ها یکی از روش‌ های جلوگیری از خوردگی فلزات است. بازدارنده‌ های خوردگی را می ‌توان به انواع سیستم ‌ها در واحد‌های شیمیایی، نفت و گاز، تاسیسات و … افزود.

انواع مختلف بازدارنده برحسب نوع فلز مورد نظر و محیط اطراف آن وجود دارد. به عنوان مثال از نظر کیفی بازدارنده‌ ها به دو دسته تصفیه ‌کننده‌ های محیط زیست و بازدارنده‌ های حد واسط تقسیم می ‌شوند.

انواع بازدارنده ها برای جلوگیری از خوردگی فلزات

تصفیه کننده‌ های محیط زیست

با از بین بردن خورنده‌ های محیطی می‌ توان تا حد زیادی خوردگی فلزات را کاهش داد. بازدارنده‌ های تصفیه‌ کننده‌ محیط زیست با از بین بردن مواد مهاجم موجب کاهش خوردگی فلزات در محیط می‌ شوند.

در محیط‌ هایی که PH قلیایی یا خنثی دارند، واکنش کاتدی همان کاهش اکسیژن است. بنابراین در این حالت باید اکسیژن را کاهش داد تا بتوان خوردگی را به حداقل رساند.

بازدارنده‌ های حد واسط

این بازدارنده‌ ها رابط بین محیط اطراف و فلزات هستند و باعث جلوگیری از خوردگی فلزات می ‌شوند. این مواد خود به دو دسته‌ مایع و بخار تقسیم می‌شوند.

بازدارنده فاز مایع

این گونه مواد بسته به نوع واکنش به سه دسته تقسیم می ‌شوند و از انواع روش ‌های جلوگیری از خوردگی فلزات به ‌شمار می ‌روند.

بازدارنده ترکیبی

بیشتر این بازدارنده‌ ها مواد طبیعی هستند که نمی ‌توان آندی یا کاتدی بودن آن‌ ها را مشخص کرد. بنابراین به صورت ترکیبی کاربرد دارند. میزان تاثیر این مواد به جذب فلز و پوشیدگی سطح آن بستگی دارد.

بازدارنده‌ های مخلوط سه روش برای جذب فلز دارند که عبارت‌اند از: ایجاد، تغییر فیزیکی و تغییر شیمیایی. در بین بازدارنده‌ های مخلوط بهترین مورد، روش شیمیایی است. این روش سرعت کمتری نسبت به روش‌های بالا دارد و برگشت ناپذیر است. همچنین در این روش، جلوگیری از خوردگی فلزات با افزایش دما، افزایش می ‌یابد.

بازدارنده فاز گازی

این بازدارنده در بخش‌های نزدیک به جو موجب جلوگیری از خوردگی فلزات به صورت کوتاه مدت می‌ شود. تحت شرایطی این گونه مواد در فشار کم نیز، بسیار تاثیرگذار هستند.

حفاظت کاتدی

حفاظت کاتدی به‌ عنوان یکی از روش‌ های جلوگیری از خوردگی فلزات موجب کنترل و کم شدن خوردگی فلز می ‌شود. این حفاظت از طریق کاتد کردن فلز به واسطه‌ ایجاد جریان و یا وجود یک آند به عنوان عنصر فدا شونده برقرار می‌شود.

حفاظت کاتدی کاربردهای گوناگونی دارد. از موارد استفاده آن می ‌توان به مراقبت از لوله‌ ها، تاسیسات و… در سطح بیرونی و درونی اشاره کرد.

حفاظت کاتدی

حفاظت آندی

حفاظت آندی نیز یکی دیگر از روش‌ های جلوگیری از خوردگی فلزات است. این روش با ایجاد یک جریان عمل می ‌کند. حفاظت آندی در کنترل خوردگی فلزاتی که فعال هستند به کار می ‌رود. این روش بیشتر در محیط‌ های بسیار قوی کاربرد دارد.

به‌عنوان مثال جهت جلوگیری از خوردگی فولاد در برابر موادی چون اسیدها و نمک ‌های قوی از روش حفاظت آندی استفاده می ‌شود.

جمع بندی

همانطور که می دانیم فلزات در مواجهه با محیط به سرعت دچار خوردگی و زنگ زدگی می شوند. راه های زیادی برای مقابله و جلوگیری خوردگی فلزات وجود دارد که در این مقاله به توضیح انواع آن پرداخته شد.

گروهی دیگر از فلزات که با نام فلزات نجیب شناخته می ‌شوند نیز وجود دارند که معمولاً خورده نمی ‌شوند. در واقع این نوع فلزات جز فلزاتی می باشند که به‌ طور خالص هستند، دلیل اهمیت این نوع فلزات نیز همین مورد است. فلزات نجیب شامل نقره، طلا، پالادیوم و … است.

سوالات متداول

روش های محافظت از فلزات در برابر خوردگی

برای محافظت از فلزات در برابر خوردگی و زنگ زدگی راه های زیادی وجود دارد که برای نمونه می توان به پوشش زینک فلیک، گالوانیزاسیون و آبکاری اشاره کرد. توضیحات بیشتر در متن مقاله.

انواع مختلف بازدارنده ها

انواع مختلف بازدارنده برحسب نوع فلز مورد نظر و محیط اطراف آن وجود دارد. از نظر کیفی بازدارنده‌ ها به دو دسته کلی تصفیه ‌کننده‌ های محیط زیست و بازدارنده‌ های حد واسط تقسیم می ‌شوند.

نحوه عملکرد حفاظت کاتدی

حفاظت کاتدی به‌ عنوان یکی از روش‌های جلوگیری از خوردگی فلزات موجب کنترل و کم شدن خوردگی فلز می ‌شود. این حفاظت از طریق کاتد کردن فلز به واسطه‌ ایجاد جریان و یا وجود یک آند به عنوان عنصر فداشونده برقرار می‌شود.