فلز آهن با استحکام بالا و ویژگی‌های خاص خود، نقش کلیدی در صنایع و زندگی روزمره ایفا می‌کند. بااین‌حال، زنگ‌زدگی آهن یکی از چالش‌های اصلی آن به شمار می‌رود که در شرایط مرطوب به‌سرعت رخ داده و باعث کاهش دوام و کارایی آنها می‌شود. این فرایند با تشکیل لایه‌ای قهوه‌ای یا نارنجی رنگ، ظاهر و عملکرد قطعه را تحت تأثیر قرار می‌دهد. در این مقاله، پس از بررسی علل زنگ‌زدگی و تأثیرات آن، به معرفی چند راهکار مؤثر برای از بین بردن این مشکل در صنعت خواهیم پرداخت.

زنگ زدگی آهن چیست؟

زنگ زدگی آهن یکی از رایج‌ترین مشکلات فلز آهن است که به دلیل واکنش شیمیایی آن با اکسیژن و رطوبت در محیط به وجود می‌آید. این واکنش که به اکسیداسیون معروف است، ابتدا هیدروکسید آهن (Fe(OH)₃) و سپس اکسید آهن هیدراته (Fe₂O₃·nH₂O) را تولید می‌کند. نتیجه این فرایند، تشکیل لایه‌ای قهوه‌ای مایل به قرمز یا نارنجی روی سطح آهن است که نه‌تنها ظاهر آن را خراب می‌کند، بلکه موجب کاهش دوام و کارایی قطعه نیز می‌شود.

چگونه زنگ زدگی آهن را از بین ببریم؟

آهن در محیط‌های مرطوب به‌سرعت دچار واکنش اکسیداسیون شده و زنگ می‌زند. این فرایند زمانی رخ می‌دهد که اکسیژن موجود در هوا با رطوبت ترکیب شود و اکسید آهن یا همان زنگ آهن روی سطح فلز تشکیل شود. عوامل دیگری مانند آب شور، مواد اسیدی، و دی‌اکسید کربن نیز سرعت زنگ زدگی را افزایش می‌دهند. برای جلوگیری از این مشکل، با روش‌هایی مانند گالوانیزه کردن، آلیاژسازی، و استفاده از پوشش‌های محافظتی در برابر خوردگی مقاوم می‌شوند.

هر دسته از محصولات فولادی روشهای خاصی برای از بین بردن زنگ زدگی دارند که باید بر اساس ماهیت و کیفتشان آنها را زنگ زدایی کرد. میلگرد یکی از محصولات پرکاربرد در ساخت ساز است که اکثر سازندگان با مشکلات زنگ زدگی میلگرد مواجه می شوند. همچنین زنگ زدگی میلگرد در بتن یکی از موارد چالشی در ساختمان سازی محسوب می شود که طبق راهکارهای اصولی می توان آن را برطرف نمود.

روش‌های از بین بردن زنگ زدگی آهن

برای رفع زنگ آهن، روش‌های صنعتی و خانگی متعددی وجود دارد که انتخاب آن‌ها به نوع قطعه و میزان زنگ‌زدگی بستگی دارد که در ادامه چند مورد از مهم‌ترین آنها لیست شده‌اند.

1. سندبلاست: پرتاب ذرات ساینده برای حذف زنگ از سطح فلز.
2. شات بلاست: استفاده از ساچمه‌های فولادی برای پاک کردن زنگ‌زدگی.
3. واترجت: استفاده از فشار بالای آب برای زدودن لایه زنگ‌زده.
4. لیزر زنگ آهن: تکنیکی مدرن برای پاک کردن زنگ با دقت بالا.
5. اسیدشویی: استفاده از محلول‌های اسیدی برای حذف زنگ از سطوح فلزی.
6. الکترولیز: حذف زنگ از طریق فرایندهای الکتروشیمیایی.

در ادامه به بررسی دقیق‌تر هر کدام از موارد فوق می‌پردازیم:

سندبلاست آهن

این روش که زیرمجموعه‌ای از ساب‌پاشی محسوب می‌شود، با استفاده از فشار بالای هوا و مواد ساینده‌ای همچون شن و ماسه، سطوح زنگ‌زده را پاکسازی می‌کند. در این فرایند، هوا به‌عنوان منبع نیرو عمل کرده و ذرات ساینده را با سرعت بالا به سطح آهن پرتاب می‌کند تا زنگ‌آهن و سایر آلودگی‌ها مانند گردوغبار، روغن و گریس از بین بروند. از این روش می‌توانید برای از بین بردن زنگ زدگی میلگرد نیز استفاده کنید. البته اگر از میلگردهای با کیفیتی استفاده کنید درصد چنین رخدادهایی کم می شود. میلگرد سلفچگان یکی از مقاطع فولادی مورد استفاده در ساختمان سازی است که احتمال بوجود آمدن این مشکل را به کمترین حالت می­رساند. قیمت میگرد سلفچگان نیز بصورت کاملا منصفانه و رقابتی در سایت آسن قرار داده شده است.

روش شات بلاست

شات بلاست یکی از روش‌های معروف برای از بین بردن زنگ آهن است که مشابه روش سندبلاست بوده و در دسته روش‌های ساب پاشی قرار می‌گیرد. تفاوت اصلی این دو روش در نوع مواد ساینده است که استفاده می‌شود.

در روش شات بلاست، به جای استفاده از شن و ماسه، از ساچمه‌های فلزی سیلیسی برای زدودن زنگ آهن استفاده می‌شود. این تغییر در مواد ساینده باعث شده که شات بلاست توانایی حذف لایه‌های ضخیم‌تری از اکسید آهن را داشته باشد. بنابراین، این روش نسبت به سندبلاست کاربرد وسیع‌تری دارد.

زنگ زدایی آهن با واترجت

در روش واترجت همانطور که از نامش پیداست، برای از بین بردن زنگ آهن از آب تحت فشار زیاد استفاده می‌شود. دستگاه واترجت دارای نازلی با فشار قوی است که آب را به انرژی مکانیکی تبدیل کرده و این امکان را فراهم می‌آورد تا اکسید آهن به راحتی از روی فلز برداشته شود.

علاوه بر نازل فشار قوی، اجزای دیگر دستگاه شامل پمپ فشار قوی، شیلنگ و گان اسپری آب فشار قوی، فیلتر و پمپ بوستر هستند. در این روش، ابتدا فشار آب به میزان زیادی افزایش یافته و سپس از فیلترها عبور کرده و با فشار بالا به سطح مورد نظر پرتاب می‌شود.

لیزر آهن زنگ زده

استفاده از لیزر برای زدودن زنگ آهن از روی سطوح، به یکی از روش‌های پیشرفته و به روز تبدیل شده است. این روش با مصرف کم انرژی قادر به انجام عملیات زنگ زدایی است. روش‌های قبلی معمولا برای سطوحی با دمای پایین و معمولی کاربرد دارند، ولی در روش لیزر، حتی ابزاری که در دماهای بالا کار می‌کنند، مثل موتورهای جت، نیز می‌توانند از زنگ زدایی بهره‌مند شوند.

در این روش، پرتوهای لیزر با توان بالا به سطح فلز تابیده شده و زنگ آهن به طور کامل حذف می‌شود. از مزایای لیزر می‌توان به عدم نیاز به مواد شیمیایی، سرعت بالا، مصرف بهینه انرژی و کاربرد وسیع آن اشاره کرد. این روش برای تمامی سطوح، از جمله سطوح نرم و زبر، کوچک و بزرگ قابل استفاده است و آسیبی به سطح فلز نمی‌زند. همچنین، استفاده از لیزر محدود به آهن نبوده و می‌توان از آن برای تمیز کردن فلزات دیگری مثل مس و آلومینیوم نیز استفاده کرد.

اسید شویی زنگ آهن

اسیدشویی یکی از روش‌های معمول برای از بین بردن زنگ آهن است که در آن از اسیدهای خاص برای شستشو استفاده می‌شود. به عنوان مثال، اسید اگزالیک می‌تواند زنگ آهن را به راحتی از سطوح فلزی حذف کند. برای استفاده از این روش، اسید اگزالیک به میزان دو تا سه قاشق در یک گالن آب حل شده و سطح فلز زنگ زده در معرض آن قرار می‌گیرد. اسید اگزالیک وارد واکنش شیمیایی با زنگ آهن شده و محلولی بی رنگ ایجاد می‌کند که زنگ را حل می‌کند. دقت کنید اگر میلگردهای شما دچار زنگ زدگی شده است، از اسیدهای قوی برای از بین بردن زنگ آنها استفاده نکنید، زیرا باعث از بین بردن ساختار میلگرد می‌شود. همچنین در صورتی که می‌خواهید برای پروژه‌های خود از میلگرد استفاد کنید، آنها را از مراکز معتبر و به قیمت درب کارخانه تهیه کنید. قیمت میلگرد درب کارخانه بسیار به صرفه‌تر از قیمت میلگردهایی است که توسط دلالان عرضه می‌شوند.

از بین بردن زنگ آهن با الکترولیز

روش الکترولیز یکی از ساده‌ترین روش‌ها برای زدودن زنگ آهن است که حتی می‌توان آن را در خانه اجرا کرد. برای مثال، اگر لازم باشد زنگ آهن از روی یک آچار فرانسه برداشته شود، می‌توان از این روش استفاده کرد. در این روش، به یک محلول الکترولیت (آب و جوش شیرین یا نمک و آبلیمو) نیاز داریم.

در قدم بعدی، یک قطعه آهنی به عنوان کاتد و آچار فرانسه به عنوان آند انتخاب می‌شود. سپس، الکترودها به کاتد و آند متصل شده و به برق وصل می‌شوند. در این فرآیند، زنگ زدگی‌های آهن به عنوان آند از طریق محلول الکترولیت به کاتد منتقل شده و بر روی آن رسوب می‌کنند.

ممکن است این عملیات چند روز طول بکشد تا نتیجه مطلوب حاصل شود. پس از اتمام عملیات، باید قطعه را با آب شستشو داد تا آثار محلول الکترولیت از سطح آن پاک شود.

خلاصه روش‌های از بین بردن زنگ زدگی آهن

سخن پایانی

زنگ آهن یا زنگار آهن نتیجه واکنش‌های شیمیایی میان عنصر آهن و اکسیژن همراه با رطوبت است که تأثیرات منفی زیادی بر عملکرد قطعه آهنی دارد و ممکن است باعث خرابی و آسیب به آن شود. از آنجا که بسیاری از وسایل و تجهیزات اطراف ما از جنس آهن و فولاد هستند، لازم است اقدامات مناسب برای از بین بردن زنگ زدگی آهن و محافظت از آنها در برابر خوردگی انجام شود. اگر آثار زنگ‌زدگی بر سطح فلز مشاهده شود، باید آن را به‌عنوان هشدار جدی در نظر گرفته و فورا برای پاکسازی آن اقدام کرد. انجام به‌موقع عملیات زدودن زنگ آهن نه‌تنها به افزایش عمر مفید قطعه کمک می‌کند بلکه عملکرد آن را نیز بهبود می‌بخشد.