آهن عنصری است که با نام Fe در جدول مندلیف شناخته می شود. این عنصر با رطوبت و اکسیژن به راحتی واکنش داده که منجر به تولید زنگ آهن یا اکسید آهن می گردد. زنگ زدگی آهن نوعی واکنش اکسایش است زیرا یون های آهن جدا و به اکسیژن اضافه می شوند. البته لازم به ذکر است که اکسیژن به تنهایی نمی تواند باعث اکسید شدن آهن شود و در کنار آن رطوبت نیز لازم است. عواملی همچون رطوبت، آب شور، دی اکسید کربن و بسیاری از مواد اسیدی می توانند باعث زنگ زدگی آهن شده و به تولید زنگ آهن منجر شوند.
برای جلوگیری از این اتفاق، می بایست ابزاری آهنی یا فولادی به خوبی توسط پوشش های مختلف به زنگ زدگی مقاوم شوند. از همین رو آهن را با عناصر مختلف آلیاژی می کنند و یا از پوشش های گالوانیزه و حفاظتی برای عایق کردن آن بهره می گیرند.
معایب زنگ زدن اهن برای ابزار و ماشین آلات
زنگ آهن به دو نوع زنگ زدگی مخرب و زنگ زدگی پایدار تقسیم می شود. نوع پایدار آن در واقع نوعی زنگ زدگی است که باعث ایجاد یک لایه روی فلز شده و از خورده شدن قسمت های زیرین آن جلوگیری می کند. ولی نوع مخرب آن باید به سرعت برطرف شود زیرا باعث از کار افتادن وسیله آهنی و خوردگی و شکستگی آن می شود.
در طی واکنش های شیمیایی که منجر به زنگ آهن می شوند، ترکیب شیمیایی آهن نیز تغییر می کند و این امر باعث خورد شدن سطح فلز خواهد شد. در صورتی که زنگ زدگی به موقع از روی سطح فلز تمیز نشود به مرور به لایه‌های زیرین نفوذ کرده و آنها را فرسوده می کند. این فرسودگی باعث از کار افتادگی ابزارآلات مختلف شده و خسارات سنگینی برای جایگزین کردن آنها به دنبال می آورد.
این امر بیشتر در مورد ماشین آلات صنعتی به چشم می خورد که از نظر قیمت بسیار گران هستند و جایگزین کردن آنها نیز دشوار است. یک مثال برای ابزارآلات آهنی، چرخ دنده ها هستند که اگر زنگ زدگی در آنها نفوذ کند باعث توقف حرکت آنها شده و کل ماشین ممکن است از همین طریق کاربری خود را از دست بدهد. لازم به ذکر است که فلزات دیگر مثل آهن نیز زنگ میزنند اما فرایند زنگ زدگی در آنها متفاوت بوده و همچنین نام زنگ آهن به آن اطلاق نمی شود.
راههای از بین بردن زنگ آهن
برای زدودن زنگ آهن روش های عملی و کاربردی زیادی مورد استفاده قرار می گیرد. روش هایی همچون سندبلاست، شات بلاست، واتر جت، لیزر، الکترولیز و امثال آنها برای زدودن زنگ آهن از ابزارآلات صنعتی، سنگین و پیچیده استفاده می شوند. البته روش های دیگری مثل اسیدشویی یا استفاده از شوینده های مختلف نه تنها در صنعت بلکه برای زدودن زنگ آهن در خانه نیز مورد استفاده قرار می گیرند. در ادامه مفصلا راجع به هر کدام توضیح می دهیم.
- سندبلاست اهن
این روش یکی از روش های ساب پاشی است که برای تمیز کردن سطوح از زنگ زدگی و کثیفی استفاده می شود. ساب پاشی نوعی عملیات پاکسازی سطحی است که به واسطه ساینده های طبیعی با فشار بالای هوا اجرا می شود. سندبلاست ، شن زنی یا شن پاشی، به فرایند پرتاب شن و ماسه از طریق فشار بالای هوا به سمت سطح مورد نظر است. هوای فشرده در این فرایند به عنوان منبع نیرو در نظر گرفته می شود و مواد ساینده یعنی همان شن و ماسه را با فشار بسیار زیاد به سمت سطح زنگ زده پرتاب می کند. از این روش سنتی که از قدیم مورد استفاده میگرفت نه تنها برای تمیز کردن سطح زنگ زده بلکه برای تمیزکاری سطوح از گرد و غبار، روغن و گریس استفاده می شود. همچنین از این روش تمیزکاری برای آماده کردن سطوح جهت رنگ آمیزی استفاده می کنند.
سندبلاست رایج ترین روش زدودن زنگ آهن از سطوح مختلف است که از مواد طبیعی مثل سیلیس و اکسید فلزات در اندازه های متفاوت بهره می گیرد. در این روش همچنین شتاب هوا و مواد ساینده بسته به ضخامت لایه کنترل می شوند. سندبلاست روشی است که از مواد شیمیایی عاری است و امکان دسترسی به مناطق دورتر به هنگام تمیزکاری را ایجاد می کند. لازم به ذکر است که این روش بیش از صد سال است که موثرترین روش برای تمیز کردن سطوح به شما می رود. البته روش سندبلاست معایبی هم دارد که از میان آنها میتوان به امکان پاره شدن سطح به هنگام انجام عملیات اشاره کرد. همچنین استنشاق ذرات ساینده که به هنگام کار در فضا پراکنده می شوند نیز برای سلامتی مضر است. این روش برای همه سطوح به خصوص سطوح نرم مورد استفاده قرار نمی گیرد.
- روش شات بلاست
شات بلاست یکی دیگر از روش های ساب پاشی است که عملکردی شبیه به سندبلاست دارد ولی از نظر مواد ساینده متفاوت است. در این روش که برای زدودن زنگ آهن مورد استفاده قرار می گیرد از ساچمه های فلزی به جای شن و ماسه سیلیسی بهره می گیرند. شات بلاست نسبت به سندبلاست تهاجمی تر و گستره کاربری آن نیز بیشتر است چرا که برای لایه های ضخیم تر زنگ زدگی و همچنین سطوح وسیع تر عملکرد بهتری نشان می دهد. شات بلاست نه تنها می تواند به زدودن زنگ زدگی کمک کند بلکه باعث بهبود سختی، تقویت سطوح و ایجاد سطوح هموار و صاف شود. لازم به ذکر است که شات بلاست برای قطعات کوچک کاربرد ندارد زیرا فشار بالای این روش باعث تغییر شکل قطعه می شود.
- زنگ زدایی با واترجت
شاید باورش سخت باشد که آب هم بتواند باعث زدودن زنگ زدگی شود! روش واترجت فشار قوی برای تمیز کردن سطوح زنگ زده مورد استفاده قرار می گیرد. واترجت از یک نازل فشار قوی تشکیل شده که انرژی فشاری را به انرژی جنبشی و مکانیکی تبدیل می کند و باعث زدوده شدن لایه زنگ زده از روی فلز آهن می گردد. بقیه اجزای تشکیل دهنده واترجت شامل پمپ فشار قوی، شیلنگ فشار قوی، گان اسپری آب فشار قوی، فیلتر، پمپ بوستر است.
روش کار با واترجت به این صورت است که ابتدا میزان فشار آب تا سه برابر توسط پمپ بوستر افزایش پیدا می کند. همین آب بعد از عبور از فیلترها و رسیدن به نازل تا ۲۵۰۰ بار بیشتر شده و آماده پرتاب می شود. مزیت این روش نسبت به روش های دیگر این است که آلودگی ایجاد نمی کند. شایان ذکر است که میزان فشار و دبی برای عملکرد صحیح واترجت باید به درستی کنترل شود و بالا بردن میزان هر دو باهم اثربخشی آن را کاهش می دهد.
