Όπως αναφέρεται στο κείμενο «Διάβρωση μετάλλων”, η διάβρωση πολλών μετάλλων, όπως ο σίδηρος, προκαλεί μεγάλη οικονομική και κοινωνική ζημιά.
Το ασήμι, το αλουμίνιο και ο χαλκός δεν διαβρώνονται πολύ έντονα, γιατί όταν οξειδώνονται σχηματίζουν φυσικά ένα είδος προστατευτικής μεμβράνης που εμποδίζει το υπόλοιπο υλικό να υποφέρει διάβρωση. Στην παρακάτω εικόνα, μπορείτε να δείτε τη σύσταση της προστατευτικής μεμβράνης σε κάθε περίπτωση:
Όταν διαβρώνονται, τα μέταλλα αλουμινίου, χαλκού και ασημιού σχηματίζουν μεμβράνες που προστατεύουν το υπόλοιπο μέταλλο.
Ο σίδηρος, ωστόσο, σκουριάζει, σχηματίζοντας Fe2Ο3. 3 ώρες2O, το οποίο δεν είναι προστατευτικό φιλμ. Αντίθετα, η σκουριά στη μεταλλική επιφάνεια θα χαλαρώσει και θα εκθέσει συνεχώς το μεταλλικό σίδερο στις συνθήκες περιβάλλοντος. Με αυτόν τον τρόπο η διάβρωση συνεχίζεται μέχρι την ολική φθορά του εξαρτήματος. Έτσι, επιστήμονες, κυρίως χημικοί, έχουν αναπτύξει μεθόδους προστασίας του σιδήρου και του χάλυβα, καθώς δεν έχουν φυσική διαδικασία προστασίας.
Μερικές από αυτές τις μεθόδους παρουσιάζονται παρακάτω:
• Επένδυση: είναι δυνατόν να αποτραπεί η επαφή του σιδήρου με το οξυγόνο στον αέρα για πολλά χρόνια, εφαρμόζοντας ένα στρώμα προστατευτικής βαφής, όπως κόκκινη δαντέλα3O4) ή άλλα πιο αποτελεσματικά μελάνια με βάση το πολυμερές.
Μπορεί επίσης να επικαλυφθεί με κασσίτερο, όπως συμβαίνει με λευκοσίδηρος χρησιμοποιείται σε κονσερβοποιημένα προϊόντα. Μπορεί να καλυφθεί με ένα επιπλέον στρώμα πολυμερών στο εσωτερικό, καθώς το κιτρικό οξύ που υπάρχει στα αποθηκευμένα τρόφιμα μπορεί να αντιδράσει με τον κασσίτερο και τον σίδηρο, μολύνοντας τα τρόφιμα.
• θυσιαζόμενα μέταλλα: λέγεται και αυτή η τεχνική επιμετάλλωση προς τιμήν του επιστήμονα Luigi Galvani (1737-1798).
Μη σταματάς τώρα… Υπάρχουν και άλλα μετά τη διαφήμιση ;)
Σε αυτό, μια μεταλλική επίστρωση εφαρμόζεται σε ένα μέρος, τοποθετώντας το ως κάθοδο (αρνητικός πόλος) σε ένα κύκλωμα ηλεκτρόλυσης.
Ο σίδηρος προστατεύεται χρησιμοποιώντας ένα μέταλλο που έχει μεγαλύτερο δυναμικό οξείδωσης από το σίδηρο, όπως το μαγνήσιο και ο ψευδάργυρος. Όταν το μέταλλο που χρησιμοποιείται είναι ψευδάργυρος, ονομάζεται γαλβανίζοντας.
Το μέταλλο που χρησιμοποιείται ονομάζεται «θυσία» ακριβώς επειδή θα οξειδωθεί στη θέση του σιδήρου. Αυτό το θυσιαζόμενο μέταλλο χάνει ηλεκτρόνια στο σίδερο διατηρώντας το προστατευμένο ακόμα κι αν η επιφάνεια είναι γρατσουνισμένη και το σίδερο εκτεθεί στον αέρα.
Αυτό δεν συμβαίνει με τον κασσίτερο, ο οποίος εμποδίζει μόνο το σίδερο να έρθει σε επαφή με τον αέρα. Μόλις σπάσει αυτό το προστατευτικό στρώμα κασσίτερου, το σίδερο θα σκουριάσει γρήγορα.
Στην ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση είναι δυνατό, εκτός από προστασία, να βελτιωθεί το εξάρτημα, καθώς μοιάζει με τα πιο περιζήτητα μέταλλα όπως ο χρυσός και το ασήμι. Παραδείγματα ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης είναι η επιχρωμίωση, η επάργυρη και η επιχρύσωση.
Το θυσιαστικό μέταλλο πρέπει να αλλάζεται από καιρό σε καιρό λόγω φθοράς.
Μια παρόμοια διαδικασία είναι η σύνδεση των πλακών μαγνησίου ή ψευδαργύρου με τον σίδηρο. Αυτό γίνεται για την προστασία του κύτους των πλοίων και των πασσάλων εξέδρας άντλησης πετρελαίου.
Για να μην σκουριάσει η γάστρα του πλοίου όπως στην παραπάνω φωτογραφία, τοποθετούνται μπλοκ από μεταλλικό μαγνήσιο. Το μαγνήσιο σε επαφή με το θαλασσινό νερό υφίσταται οξείδωση και απελευθερώνει ηλεκτρόνια που προστατεύουν τον χάλυβα
• Ανοξείδωτο ατσάλι: ο χάλυβας (κράμα σιδήρου και άνθρακα) γίνεται ανοξείδωτος όταν αναμιγνύεται με άλλα μέταλλα όπως χρώμιο, νικέλιο, βανάδιο και βολφράμιο.
Της Jennifer Fogaça
Πτυχιούχος Χημείας
Σχολική ομάδα Βραζιλίας
Θα θέλατε να αναφέρετε αυτό το κείμενο σε ένα σχολικό ή ακαδημαϊκό έργο; Κοίτα:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Προστασία από τη διάβρωση του σιδήρου" Σχολή Βραζιλίας. Διαθέσιμο σε: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/protecao-contra-corrosao-ferro.htm. Πρόσβαση στις 27 Ιουλίου 2021.
