زنگ آهن چیست وچگونه می توان از آن جلوگیری کرد؟

آیا تا به حال به این مسئله توجه کرده اید که چرا آهن همانند برخی فلزات دیگر زنگ میزند؟ برای رسیدن به پاسخ این سوال باید گفت متاسفانه آهن به دلیل آن که با اکسیژن موجود در هوا ترکیب شده، اکسید آهن قرمز رنگی را که به زنگ آهن معروف است، تولید می‌کند.
میتوان گفت زمانی آهن زنگ میزند که حجم بیشتری از فلز اصلی توسط اکسیدها گرفته می‌شود. این امر موجب شده تا یک نیرو قدرتمندی به وجود آید که میتواند با سازه های سرسختی که از جنس آهن هستند وارد رقابت شده و در نتیجه پیروز میدان شود.
زنگ زدگی یک اصطلاح متداولی است که بسیاری از افراد برای بیان خوردگی آهن و آلیاژهای مربوط به آن همانند فولاد به کار می‌برند. اما باید خاطر نشان کرد، فلزات دیگری وجود دارند که گرفتار خوردگی همانند خوردگی آهن میشوند اما به اکسیدهای حاصل از واکنش آنها زنگ زدگی گفته نمی‌شود.
در این مقاله میخواهیم شما را با پدیده زنگ زدن آهن و هم چنین راه های جلوگیری از آن آشنا کنیم. پس توصیه می‌شود تا انتهای با ما همراه باشید.

تعریف زنگ آهن به زبان ساده

در بخش مقدمه شما را تا حدودی با پدیده زنگ زدن آهن آشنا کردیم. اما اگر بخواهیم به طور جامع و کامل در مورد آن صحبت کنیم باید بگوییم:
زمانی که شما یک آهن را در معرض اکسیژن و تماس با آب قرار می‌دهید، آهن در شرایطی قرار می‌گیرد که طی واکنشی زنگ میزند. اگر آهن در محیط نمک قرار داشته باشد مانند آب دریا به دنبال واکنش الکتروشیمیایی، آهن تمایل بیشتری پیدا می‌کند تا در موقعیت خوردگی قرار گیرد و در نهایت خوردگی آهن رخ می‌دهد.

انواع زنگ آهن

شاید سوالی که ذهن بسیاری را به خود مشغول کرده این باشد که اصطلاح زنگ به تنهایی به چه معنا است؟
واژه زنگ همان ترکیباتی است که از واکنش بین آهن و اکسیژن به وجود آمده و اغلب شامل اکسیدها و هیدروکسیدها می باشد.
اگر دقت کرده باشید رنگ زنگ زدن آهن در صورتی که در مجاورت اکسیژن و رطوبت باشد، قهوه ای مایل قرمز بوده اما در محیط های فاقد اکسیژن به رنگ سبز خواهد بود.
اما اگر آهن در معرض رطوبت بسیار بالا قرار بگیرد به رنگ زرد بوده که بیشتر در بخش های پنهان تجهیزات و قطعات دیده می‌شود.
زنگ آهن سیاه زمانی اتفاق می‌افتد که آهن با رطوبت پایین و اکسیژن محدود واکنش میدهد و در نهایت به رنگ سیاه در می‌آید.

آهن در چه شرایطی کمتر زنگ میزند؟

باید گفت این واکنش در آب و هوای گرم و خشک به ندرت اتفاق می‌افتد. زیرا در این مناطق میزان بارندگی در طول سال کم بوده و درصد رطوبت در این مناطق بسیار پایین است. از این رو وسایل آهنی عمر طولانی‌تری داشته و از خوردگی در امان هستند.

برای خواندن مقالات بیشتر کلیک کنید.

روش های جلوگیری از زنگ آهن

همانطور که میدانید زنگ زدن آهن در محیط مرطوب امر طبیعی و بسیار شایع است. اما برای جلوگیری از وقوع واکنش زنگ زدن نیاز به روش های محافظتی دارد.
یکی از مهمترین مسائلی که باید به آن توجه ویژه ای داشت، جلوگیری یا کاهش سرعت زنگ زدگی آهن است. زیرا محصولات آهن و فولاد کاربرد بسیار زیادی در صنایع مختلف دارد در نتیجه برای دوام بیشتر آن ها باید با تمامی روش های جلوگیری از زنگ زدگی آشنا بود.
ما در این بخش چند روش که مانع از زنگ زدگی آهن میشود را شرح می‌دهیم:

به کارگیری آلیاژهای مقاوم

استفاده از فولاد ضد زنگ مانع از زنگ زدگی می‌شود. به این صورت که فولاد ضد زنگ از یک لایه فعال از اکسید کروم (III) تشکیل شده و هم چنین از منیزم، اکسیدهای روی، آلومینیوم، ، تیتانیوم، پلی آنیلین و سایر پلیمرهای رسانای الکتریکی به منظور جلوگیری از زنگ زدگی استفاده می‌شود. این آلیاژها سرعت زنگ زدن را نسبت به حالت طبیعی کاهش می‌دهد.

روش های جلوگیری از زنگ زدن  آهن

گالوانیزه کردن

در مورد گالوانیزه کردن باید گفت یک روکش محافظی است که بر روی آهن یا فولاد به وسیله گالوانیزه گرم و یا آبکاری میشود. برای فلز روی گالوانیزه به روش سنتی انجام میگیرد زیرا علاوه بر آن که روشی ارزان بوده، روکش آن به راحتی بر روی فولاد می‌چسبد و در شرایطی که لایه روی آسیب ببیند، محافظت کاتدی بروی فولاد اعمال میشود.
گالوانیزه معمولا در سوراخ ها و اتصالاتی که در آن شکاف وجود داشته باشد آسیب پذیر میشود و نیازمند این است که محافظت کاتدی انجام گیرد.
هم چنین برای محیط هایی همانند آب نمک، آبکاری کادمیوم توصیه میشود.

رنگ کاری و پوشش

یکی از روش هایی جلوگیری که در خودروها و کشتی ها به کار گرفته میشود،رنگ کاری و پوشش است . رنگ کاری بدین شکل است که بر روی آهن یک لایه رنگ قرار گرفته و از قرار گرفتن آهن در برابر آب و هوا جلوگیری می‌کند.
این روش بر روی ماندگاری و عمر محصولات تاثیر بسزایی داشته و علاوه بر رنگ میتوان از روغن و گریس هم استفاده کرد.

محافظت کاتدی

از روش هایی که موجب شده با تامین بار الکتریکی از واکنش الکتروشیمیایی جلوگیری کند، میتوان به محافظت کاتدی اشاره کرد.
در این روش تمامی سازه هایی که در آب ثابت بوده یا شناور هستند مانع خوردگی آنها می‌شود. در صورتی که به درستی این روش انجام گیرد فرایند خوردگی به طور کامل متوقف خواهد شد.
آند قربانی که از روی، آلومینیوم یا منیزیم تشکیل شده به آهن یا فولاد که متشکل از کاتد سلول می باشد، متصل شده و در نهایت باعث جلوگیری از زنگ زدن میشود.
هم چنین میتوان به وسیله یک دستگاه الکتریکی مخصوص به منظور القای مناسب بار الکتریکی برای حافظت کاتدی استفاده کرد.

بلوینگ

بلوینگ از جمله روش هایی است که مقاومت محدودی در برابر زنگ زدن اجسام فولادی کوچک همانند سلاح گرم دارد. هم چنین برای آن که تاثیر بیشتری داشته باشد روغن ضد آب را بر روی فولاد و آهن استفاده می ‌کنند.

بازدارنده ها

در روش بازدارنده ها میتوان از بازدارندهایی که مانع خوردگی شده مانند مهار کننده های فاز گاز یا فرار که در داخل سیستم های عایق بندی شده استفاده می‌شود. البته لازم به ذکر است در شرایطی که هوا در داخل محفظه جریان دارد روش بازدارنده تاثیری بر جلوگیری از زنگ زدن نمی‌گذارد.

کنترل رطوبت

کنترل رطوبت از جمله روش هایی است که به راحتی میتواند جلوی زنگ زدن آهن و فولاد را بگیرد . به همین منظور میتوان از بسته های ژل سیلیکا برای کنترل رطوبت در کالاهایی که با کشتی جا به جا میشود، استفاده کرد.

سخن آخر
در این مقاله سعی کردیم تا شما را با فرایند زنگ زدن آهن و روش هایی که مانع از خوردگی و زنگ زدن آهن و در نتیجه باعث دوام بیشتر تجهیزات میشود آشنا سازیم.
حال از شما میخواهیم تجربیات خود را در زمینه به کارگیری روش ها و تکنیک های جلوگیری از زنگ زدن در قسمت نظرات به اشتراک بگذارید.