การป้องกันการกัดกร่อนของเหล็ก ป้องกันการกัดกร่อน

ตามที่ระบุในข้อความว่า “การกัดกร่อนของโลหะ” การสึกกร่อนของโลหะหลายชนิด เช่น เหล็ก ทำให้เกิดความเสียหายทางเศรษฐกิจและสังคมอย่างมาก

เงิน อะลูมิเนียม และทองแดงไม่กัดกร่อนรุนแรงนัก เพราะเมื่อออกซิไดซ์แล้ว ก่อตัวเป็นฟิล์มป้องกันตามธรรมชาติที่ป้องกันไม่ให้วัสดุที่เหลือทนทุกข์ การกัดกร่อน ในภาพด้านล่าง คุณสามารถเห็นโครงสร้างของฟิล์มกันรอยในแต่ละกรณี:

เมื่อกัดกร่อน โลหะอะลูมิเนียม ทองแดง และเงินจะก่อตัวเป็นฟิล์มที่ปกป้องโลหะที่เหลือ

เหล็กอย่างไรก็ตามเกิดสนิมขึ้น Fe₂อู๋₃. 3 ชั่วโมง₂O ซึ่งไม่ใช่ฟิล์มกันรอย ในทางตรงกันข้าม สนิมบนพื้นผิวโลหะจะคลายตัวและทำให้เหล็กโลหะสัมผัสกับสภาวะแวดล้อมอย่างต่อเนื่อง ด้วยวิธีนี้ การกัดกร่อนจะดำเนินต่อไปจนกระทั่งเกิดการเสื่อมสภาพของชิ้นส่วนทั้งหมด ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นนักเคมี ได้พัฒนาวิธีการป้องกันเหล็กและเหล็กกล้า เนื่องจากไม่มีกระบวนการปกป้องตามธรรมชาติ

วิธีการเหล่านี้บางวิธีแสดงไว้ด้านล่าง:

• การเคลือบผิว: สามารถป้องกันการสัมผัสของเหล็กกับออกซิเจนในอากาศได้นานหลายปี โดยทาชั้นสีป้องกัน เช่น ลูกไม้สีแดง₃O4) หรือหมึกโพลีเมอร์ที่มีประสิทธิภาพมากกว่าอื่น ๆ

นอกจากนี้ยังสามารถเคลือบด้วยดีบุกได้เช่นเดียวกับ เหล็กวิลาด ใช้ในสินค้ากระป๋อง สามารถหุ้มด้วยโพลีเมอร์อีกชั้นหนึ่งที่ด้านใน เนื่องจากกรดซิตริกที่มีอยู่ในอาหารที่เก็บไว้สามารถทำปฏิกิริยากับดีบุกและเหล็ก ซึ่งทำให้อาหารปนเปื้อนได้

• โลหะบูชายัญ: เทคนิคนี้เรียกอีกอย่างว่า การชุบด้วยไฟฟ้า เพื่อเป็นเกียรติแก่นักวิทยาศาสตร์ Luigi Galvani (1737-1798)

ในนั้นการเคลือบโลหะถูกนำไปใช้กับชิ้นส่วนโดยวางไว้เป็นขั้วลบ (ขั้วลบ) ในวงจรอิเล็กโทรลิซิส

เหล็กได้รับการปกป้องโดยใช้โลหะที่มีศักยภาพในการออกซิเดชันมากกว่าเหล็ก เช่น แมกนีเซียมและสังกะสี เมื่อโลหะที่ใช้เป็นสังกะสีจะเรียกว่า ชุบสังกะสี.

โลหะที่ใช้เรียกว่า "เสียสละ" อย่างแม่นยำเพราะจะถูกออกซิไดซ์แทนเหล็ก โลหะบูชายัญนี้สูญเสียอิเล็กตรอนไปยังเหล็กโดยให้การป้องกันแม้ว่าพื้นผิวจะมีรอยขีดข่วนและเหล็กจะสัมผัสกับอากาศ

นี่ไม่ใช่กรณีของดีบุก ซึ่งจะป้องกันไม่ให้เตารีดสัมผัสกับอากาศเท่านั้น เมื่อชั้นดีบุกป้องกันนี้แตก เหล็กจะเกิดสนิมอย่างรวดเร็ว

ในการชุบด้วยไฟฟ้า นอกเหนือไปจากการป้องกันแล้ว ยังสามารถปรับปรุงชิ้นส่วนได้ เนื่องจากดูคล้ายกับโลหะที่เป็นที่ปรารถนามากกว่า เช่น ทองและเงิน ตัวอย่างของการชุบด้วยไฟฟ้า ได้แก่ การชุบโครเมียม การลงเงิน และการปิดทอง

โลหะบูชายัญต้องเปลี่ยนเป็นครั้งคราวเนื่องจากการสึกหรอ

กระบวนการที่คล้ายกันคือการยึดแผ่นแมกนีเซียมหรือสังกะสีกับเหล็ก เพื่อป้องกันตัวเรือและแท่นขุดเจาะน้ำมัน

เพื่อไม่ให้ตัวเรือขึ้นสนิมเหมือนในภาพด้านบน จึงวางบล็อกแมกนีเซียมที่เป็นโลหะ แมกนีเซียมเมื่อสัมผัสกับน้ำทะเลจะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันและปล่อยอิเล็กตรอนที่ปกป้องเหล็ก

• สแตนเลส: เหล็ก (โลหะผสมของเหล็กและคาร์บอน) จะกลายเป็นสเตนเลสเมื่อผสมกับโลหะอื่นๆ เช่น โครเมียม นิกเกิล วาเนเดียม และทังสเตน

โดย เจนนิเฟอร์ โฟกาซา
จบเคมี
ทีมโรงเรียนบราซิล

แหล่งที่มา: โรงเรียนบราซิล - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/protecao-contra-corrosao-ferro.htm