از بین بردن زنگ آهن با ۷ روش کاربردی

روش های از بین بردن زنگ زدگی آهن

از بین بردن زنگ  آهن به انتخاب و اندازه قطعه و درجه زنگ زدگی آن بستگی دارد. آهن و فولاد از پرمصرف ترین فلزات ودارای انواع مختلف از جمله تیرآهن ساده در جهان هستند و به دلیل عملکرد و استحکام متفاوت مورد توجه سازندگان و صنعتگران قرار گرفته اند. اما مشکل خاص این فلز این است که اگر به درستی پوشانده نشود زنگ می زند.

این زنگ زدگی باعث می شود که یک پوشش قرمز، قهوه ای یا نارنجی روی فلز بنشیند و عملکرد آن را از بین ببرد. بنابراین حذف زنگ از ابزار و تجهیزات آهنی و فولادی بسیار مهم است و این کار بسته به نوع قطعه زنگ زده انجام می شود.  در زیر پس از بررسی علل زنگ زدگی و تاثیر آن بر ابزارهای مختلف، تعدادی روش کاربردی برای از بین بردن زنگ آهن در صنعت را معرفی می کنیم.

علت زنگ آهن چیست؟

آهن عنصری است که در جدول مندلیف با نام Fe معروف است. این عنصر به راحتی با رطوبت و اکسیژن واکنش می دهد و در نتیجه زنگ آهن یا اکسید آهن تولید می شود. زنگ زدگی آهن نوعی واکنش اکسیداسیون است زیرا یون های آهن جدا شده و به اکسیژن اضافه می شوند. البته باید توجه داشت که اکسیژن به تنهایی نمی تواند آهن را اکسید کند و رطوبت نیز لازم است. عواملی مانند رطوبت، آب نمک، دی اکسید کربن و بسیاری از مواد اسیدی می توانند آهن را خورده و منجر به تولید زنگ آهن شوند.

برای جلوگیری از این اتفاق، ابزار آهنی یا فولادی باید به خوبی توسط پوشش های مختلف فرسایش یابد. بنابراین آهن را با عناصر مختلف مخلوط می کنند و یا برای جداسازی آن از پوشش های گالوانیزه و محافظ استفاده می کنند. به عنوان مثال میلگرد های آلیاژی بر حسب نوع دارای چندین دسته مختلف می باشند مانند میلگرد متالیک ck45، میلگرد vcn، میلگرد mo40 ..

معایب زنگ زدن اهن برای ابزار و ماشین ‌آلات

زنگ آهن به دو نوع زنگ مخرب و زنگ پایدار تقسیم می شود. نوع پایدار آن در واقع نوعی زنگ زدگی است که لایه ای روی فلز ایجاد می کند و از خوردگی قسمت های زیرین آن جلوگیری می کند. اما نوع مخرب آن باید به سرعت دفع شود زیرا باعث خرابی، خوردگی و شکستگی دستگاه فلزی می شود که در ادامه روش هایی برای از بین بردن زنگ آهن بیان می کنیم.

در طی واکنش های شیمیایی که منجر به زنگ زدگی آهن می شود، ترکیب شیمیایی آهن نیز تغییر می کند و سطح فلز را خورده می کند. اگر زنگ به موقع از سطح فلز پاک نشود، به تدریج به لایه های زیرین نفوذ کرده و خورده می شود. این فرسودگی باعث خرابی ابزارهای مختلف و آسیب شدید به تعویض آنها می شود.

این امر به ویژه در مورد ماشین آلات صنعتی که بسیار گران هستند و جایگزینی آنها دشوار است صادق است. نمونه ای از ابزار آهنی چرخ دنده است که در صورت زنگ زدگی باعث توقف حرکت آنها و از بین رفتن کل دستگاه می شود. لازم به ذکر است که سایر فلزات مانند آهن نیز زنگ می ‌زنند، اما فرآیند زنگ ‌زدگی در آنها متفاوت است و همچنین نام زنگ آهن به آن اطلاق نمی‌ شود.

راه های ازبین بردن زنگ آهن

برای از بین بردن زنگ آهن از چندین روش کاربردی و عملی استفاده می شود. برای زدودن زنگ آهن از ابزارهای صنعتی، سنگین و پیچیده از روش هایی مانند سند بلاست، شات بلاست، واتر جت، لیزر، الکترولیز و مانند آن استفاده می شود. البته روش های دیگری مانند اسید شویی یا استفاده از مواد شوینده مختلف نه تنها در صنعت بلکه برای زدودن زنگ آهن در منزل نیز کاربرد دارد. در زیر به توضیح هر یک از آنها می پردازیم.

سندبلاست اهن

این روش یکی از روش های زیر پاششی است که برای تمیز کردن سطوح از زنگ زدگی و کثیفی استفاده می شود. ساب ‌پاشی نوعی فرآیند تمیز کردن سطوح است که با ساینده های طبیعی فشار هوای بالا انجام می شود. سند بلاست، شن ‌زنی یا شن پاشی، به فرایند پرتاب شن و ماسه از طریق فشار زیاد هوا به سطح مورد نظر است. هوای فشرده در این فرآیند منبع نیرو است و مواد ساینده یعنی همان ماسه پرفشار را روی سطح زنگ زده پرتاب می کند.

این روش سنتی که از دیرباز مورد استفاده قرار گرفته است، نه تنها برای تمیز کردن سطوح زنگ زده، بلکه برای تمیز کردن سطوح از گرد و غبار، روغن و چربی نیز استفاده می شود. از این روش تمیز کردن برای آماده سازی سطوح برای رنگ آمیزی نیز استفاده می شود.سندبلاست رایج ترین روش برای از بین بردن زنگ آهن از سطوح مختلف با استفاده از مواد طبیعی مانند سیلیس و اکسید های فلزی در اندازه های مختلف است.

در این روش شتاب هوا و مواد ساینده نیز بسته به ضخامت لایه کنترل می شود. سندبلاست یک روش بدون مواد شیمیایی است که امکان دسترسی به مناطق دورتر را در حین تمیز کردن فراهم می کند. لازم به ذکر است که این روش بیش از صد سال است که موثرترین روش برای تمیز کردن سطوح بوده است. البته روش سند بلاست معایبی نیز دارد که از جمله آنها می توان به امکان پارگی سطح در حین کار اشاره کرد. استنشاق ذرات ساینده پراکنده در فضا در حین کار نیز برای سلامتی مضر است. از این روش برای همه سطوح به خصوص سطوح صاف استفاده نکنید.

روش شات بلاست

شات بلاست یکی دیگر از روش های سند بلاست است که عملکردی مشابه سند بلاست دارد اما از نظر مواد ساینده متفاوت است. در این روش که برای از بین بردن زنگ آهن استفاده می شود، به جای ماسه سیلیس از ساچمه های فلزی استفاده می شود. شات بلاست نسبت به سند بلاست تهاجمی تر است و کاربردهای وسیع تری دارد زیرا با لایه های زنگ زده ضخیم تر و همچنین سطوح وسیع بهترین عملکرد را دارد. شات بلاست نه تنها می توانند زنگ زدگی را از بین ببرند، بلکه می توانند سختی را بهبود بخشند، سطوح را تقویت کنند و سطوح صاف تری ایجاد کنند. لازم به ذکر است که شات بلاست برای قطعات کوچک استفاده نمی شود زیرا فشار زیاد این روش باعث تغییر شکل قطعه می شود.

زنگ زدایی با واترجت

باور اینکه آب می تواند زنگ زدگی را نیز از بین ببرد، سخت است! روش واترجت فشار قوی برای تمیز کردن سطوح زنگ زده استفاده می شود. واترجت از یک نازل فشار بالا تشکیل شده است که انرژی تحت فشار را به انرژی جنبشی و مکانیکی تبدیل می کند و لایه زنگ را از فلز آهنی حذف می کند. از دیگر اجزای واترجت می توان به پمپ فشار قوی، شلنگ فشار قوی، گان اسپری آب فشار قوی، فیلتر و بوستر پمپ اشاره کرد.

روش کار با واترجت به این صورت است که ابتدا با بوستر پمپ فشار آب را تا سه برابر افزایش دهید. همین آب پس از عبور از فیلترها و رسیدن به نازل تا ۲۵۰۰ برابر افزایش یافته و آماده تخلیه می شود. مزیت این روش نسبت به سایر روش ها عدم ایجاد آلودگی است. لازم به ذکر است که برای عملکرد صحیح واترجت باید فشار و دبی را کنترل کرد و افزایش سرعت هر دو باعث کاهش کارایی آن می شود.

از بین بردن زنگ آهن با لیزر

لیزر یکی از جدیدترین و مدرن ترین روش ها برای از بین بردن زنگ آهن از سطوح آهنی می باشد. این روش می تواند طیف وسیعی از سطوح زنگ زده را با حداقل مصرف انرژی تمیز کند. روش لیزری همچنین می تواند ابزارهایی را که در دماهای بالا کار می کنند مانند موتور های جت، محفظه های احتراق و غیره تمیز کند. تمیز کردن لیزر با اعمال پرتو های پرانرژی به ناحیه زنگ زدگی، از بین بردن سایش و پارگی ناشی از زنگ زدگی عمل می کند. این روش به دلیل کارایی، غیر شیمیایی و سریع و همچنین کاربرد وسیع آن از محبوبیت خاصی برخوردار است.

از لیزر می توان برای تمیز کردن تمامی سطوح حتی سطوح صاف و قطعات کوچک استفاده کرد. همچنین لیزر به قطعه آسیبی نمی رساند و بسته به میزان کار می توان اندازه و سرعت آن را کنترل کرد. روش لیزر نه تنها برای زدودن زنگ آهن، بلکه برای تمیز کردن سطوح آلومینیوم، مس، برنج، فولاد نیمه سخت، آلومینیوم آنودایز شده، پلاستیک ضخیم و فولادهای آلیاژی استفاده می شود.

اسید شویی زنگ آهن

اسید شویی نیز یکی از محبوب ترین راه ها برای از بین بردن زنگ آهن است. اسید برای شستن زنگار از آهن و تمیز کردن سطوح آهنی استفاده می شود. یکی از اسیدهای مورد استفاده در روش اسید شویی، اسید اگزالیک اسید است که برای هر گالن آب به ۱ تا ۳ قاشق غذاخوری نیاز دارد. عملکرد اسید اگزالیک به این صورت است که وقتی یک فلز زنگ زده در آن قرار می گیرد، با زنگ آهن وارد واکنش شیمیایی می شود و در نتیجه یک ترکیب یونی بی رنگ و محلول در آب تشکیل می شود.

در واقع، اسید اگزالیک تمام زنگ ‌های آهن را به محلول ‌های یونی تبدیل می‌ کند و سپس به راحتی می‌ توان آن‌ ها را با آب شسته و تمیز کرد. مدت غوطه ور شدن قطعات آهن در اسید اگزالیک از چند ساعت تا چند روز متغیر است و به میزان خوردگی و اندازه قطعه بستگی دارد. پس از رفع کامل زنگ، قطعات آهنی باید با آب کاملا شسته شوند. بهتر است اسید را برای چند ساعت در محلول بی کربنات سدیم غوطه ور کنید تا مطمئن شوید که اسید به طور کامل از سطح قطعه پاک شده، زیرا اگر اسید روی سطح آهن تمیز باقی بماند باعث خوردگی و فرسایش می شود. یکی از مزایای اسید شویی این است که زنگ ‌زدگی های قدیمی را از بین می برد. اما عیب آن مصرف بی رویه آب و در نهایت تولید پسماند های اسیدی است که می تواند به محیط زیست آسیب برساند.

از بین بردن زنگ آهن با الکترولیز

به نظر می رسد این روش روشی ساده باشد که می توان از آن حتی در خانه برای تمیز کردن زنگ آهن استفاده کرد. الکترولیز به محلول الکترولیت، آند، کاتد و ترانسفورماتور نیاز دارد. برای تهیه محلول الکترولیت، ۲ فنجان آب را در یک کاسه با ۲ قاشق چایخوری جوش شیرین مخلوط کنید. در صورت در دسترس نبودن جوش شیرین، می توان از نمک و آبلیمو نیز استفاده کرد. در مرحله بعد یک آهن کاتدی و یک آچار فرانسوی باید به عنوان الکترود مثبت در نظر گرفته شود.

سپس الکترودها به کاتد و آند متصل شده و انرژی می گیرند. پس از مدتی یون های آند یا زنگ آهن توسط الکترولیت مایع به سمت کاتد حرکت کرده و به صورت لایه ای روی سطح کاتد رسوب می کنند. فرآیند الکترولیز ممکن است چندین روز طول بکشد تا نتیجه خوبی حاصل شود. البته این به اندازه و میزان زنگ زدگی نیز بستگی دارد. پس از اینکه زنگ آهن به طور کامل از روی آچار پاک شد، آن را به طور کامل با آب شستشو می دهند تا آثار محلول الکترولیت از سطح آن پاک شود.

روش های دیگر

علاوه بر روش های رایجی که در این نوشتار ارائه شد، روش های دیگری نیز وجود دارند که به از بین بردن زنگ آهن کمک می کنند. یکی از این روش ها استفاده از محلول های آماده شستشوی زنگار آهن می باشد. البته استفاده از این محلول ها برای مقیاس ‌های بزرگ و صنعتی چندان به صرفه نیست و بیشتر برای پروژه های کوچک و خانگی استفاده می شود.

راه دیگر استفاده از شعله است. در این روش با استفاده از شعله و دمای بالا سعی در حل و پاکسازی لایه های زنگ می شود. این کار را باید بسیار با احتیاط انجام داد زیرا اگر حرارت زیاد به سطح تمیز برسد و در آن نفوذ کند به آن آسیب می رساند. استفاده از اسیدهای مختلف مانند اسید فسفریک، اسید سیتریک، اسید سولفوریک و … نیز از روش های متداول زدودن زنگ زدگی آهن هستند که با توجه به شرایط و مقیاس پروژه مورد استفاده قرار می گیرند.

راه های جلوگیری از زنگ زدگی آهن

به طور خلاصه، بهترین راه برای جلوگیری از زنگ زدن آهن، جلوگیری از نفوذ رطوبت به فلز یا استفاده از موادی است که دیرتر خورده می شوند. در اینجا بهترین راه ها برای جلوگیری از زنگ زدن آهن آورده شده است. نحوه زنگ زدگی را با استفاده از هر استراتژی یا با جزئیات بیشتر توضیح خواهیم داد.

۱٫ استفاده از آلیاژها : یکی از رایج ترین راه های جلوگیری از زنگ زدگی آهن، استفاده از فولاد ضد زنگ است. فولاد ضد زنگ برای همه فعالیت ها مناسب نیست، اما برای بسیاری از فرآیندهای تولید بسیار مفید و مقرون به صرفه خواهد بود. افزودن فلزاتی مانند کروم، نیکل، منگنز و مواد دیگر انواع مختلفی از آلیاژهای ضد زنگ را ایجاد می کند. اگرچه این آلیاژ مطمئناً در برابر خوردگی مقاوم نیست، اما زمان خوردگی را کاهش می دهد.

۲٫ روغن کاری فلز: یک پوشش روغنی است که به جلوگیری یا کند کردن زنگ زدگی کمک می کند زیرا از رسیدن رطوبت به آهن در فلز جلوگیری می کند. با این حال، سطوح روغنی می تواند برای برخی از ابزارها یا ماشین ها مشکل ساز باشد و باعث نگرانی های زیست محیطی و بهداشتی شود. بنابراین، استفاده از روغن، گرفتن یک جسم را دشوار می کند و می تواند باعث لغزش یا نامتعادل شدن قطعات شود.

۳٫ رنگ کاری آهن آلات : رنگ با کیفیت خوب از رسیدن رطوبت به آهن جلوگیری می کند و روند زنگ زدگی را کند می کند. در واقع، رنگ آمیزی می تواند یک راه ساده و آسان برای کاهش زنگ زدگی و از بین بردن زنگ آهن باشد.

۴٫ نگهداری مناسب از فلزات : قطعات یا محصولات فلزی باید در محلی با رطوبت کم یا در محیطی تحت کنترل دما و رطوبت نگهداری شوند تا زنگ زدگی تا حد زیادی کاهش یابد. اصولاً آب با آهن واکنش نشان می دهد و باعث زنگ زدگی می شود.

۵٫ پوشش گالوانیزه : یکی از راه های جلوگیری از زنگ زدگی آهن یا فولاد استفاده از روکش روی است. زیرا ۳۰ برابر بیشتر از آهن و فولاد خورده می شود. بنابراین در کاهش زنگ زدگی بسیار موثر است. گالوانیزه کردن آهن یک راه ارزان برای جلوگیری از زنگ زدگی است.

۶٫ استفاده از بلو (فولاد) : در واقع بلو یک فرآیند غیرفعال است که در آن فولاد با لایه ای از اکسید سیاه پوشیده شده و تا حدی آهن را از زنگ زدگی محافظت می کند. این رنگ باید مرتب روغن کاری شود و به دلیل فعالیت زیاد آهن آبی یا سیاه می شود.

۷٫ نوعی پوشش پودری : لایه هایی از اکریلیک، وینیل، اپوکسی یا مواد دیگر که از ورود رطوبت به فلز جلوگیری می کند و در نتیجه از زنگ زدن آهن جلوگیری می کند.

۸٫ بازدارنده خوردگی فاز فرار یا بخار (VCI/VPI) : گروهی از ترکیبات شیمیایی که بازدارنده های زنگ زدگی را در هوای محصور آزاد می کنند تا از خوردگی سطح فلز جلوگیری کنند.

زنگ آهن نتیجه واکنش های شیمیایی آهن با اکسیژن و رطوبت است که بر عملکرد قطعه آهن تاثیر منفی می گذارد و آن را از بین می برد. از آنجایی که اکثر ابزارهای اطراف ما از آهن و فولاد ساخته شده اند، باید اقدامات لازم برای جداسازی آنها از خوردگی انجام شود. در صورت بروز هرگونه زنگ زدگی باید آن را به عنوان یک علامت هشدار تلقی و بلافاصله تمیز کرد. اگر از بین بردن زنگ آهن به موقع انجام شود، نه تنها عمر قطعه مورد نیاز را افزایش می دهد، بلکه باعث بهبود عملکرد آن می شود.

اینستاگرام آهنات را دنبال کنید.