فلز آهن به دلیل خواص ویژه و استحکام بالایی که دارد در اکثر صنایع مورد توجه بوده و کاربرد آن را در زندگی روزانه نیز می‌توان مشاهده کرد. با این حال مشکل زنگ زدگی این فلز کار با آن را کمی پیچیده نموده است و در صورت نداشتن پوشش به راحتی در محیط مرطوب، دچار خوردگی میشود. با زنگ زدن این فلز، لایه‌ای به رنگ قهوهای یا نارنجی بر روی آن تشکیل شده که سبب از بین رفتن کارایی آن می‌گردد.
از این جهت بسیار مهم است که ابزار و وسایل آهنی و فولادی از زنگ زدگی زدوده شوند و این کار بسته به نوع قطعه زنگ زده، متفاوت انجام میشود. روشهای متعدد صنعتی و خانگی برای از بین بردن زنگ زدگی زیاد آهن وجود دارد که انتخاب هرکدام به اندازه قطعه و میزان زنگ زدگی آن بستگی دارد. در مقاله قبل در خصوص روش جلوگیری از زنگ زدن میلگرد بحث کردیم. در ادامه بعد از بحث درباره دلایل زنگ زدگی و تاثیر آن بر ابزار مختلف به معرفی تعدادی از روشهای کاربردی برای زدودن زنگ آهن در صنعت می‌‌پردازیم.
همانطور که در مقدمه ذکر کردیم فلز آهن هنگام قرارگیری در محیط مرطوب به راحتی با اکسیژن هوا واکنش داده و بر روی سطح خود اکسید آهن یا در اصطلاح رایج زنگ آهن تشکیل می‌دهد. اکسیژن هوا به تنهایی نمی‌تواند سبب زنگ زدگی آهن شود و به رطوبت نیز نیاز دارد به همین دلیل امکان اکسید شدن آهن در محیط‌های مرطوب بیشتر است.
از دیگر عوامل موثر بر زنگ زدگی آهن که سرعت انجام واکنش اکسیداسیون را افزایش می‌دهد، می‌توان به آب شور، مواد اسیدی و دی‌اکسید کربن اشاره کرد. برای جلوگیری از این اتفاق، باید ابزاری آهنی یا فولادی به خوبی توسط پوششهای مختلف به زنگ زدگی مقاوم شوند. از همین رو آهن را با عناصر مختلف آلیاژی کرده و یا از پوششهای گالوانیزه و حفاظتی برای عایق کردن آن استفاده می‌کنند.
برای مثال میلگردهای آلیاژی که مقاومت بالاتری نسبت به زنگ زدگی دارند با توجه به نوع چند دسته مختلف مثل میلگرد آلیاژی ck45، میلگرد vcn، میلگرد mo40 و ... را شامل میشود. میلگرد ck45 در صنایع، کاربرد بسیاری دارند. برای مشاهده قیمت میلگرد ck45 به لینک فوق مراجعه نمایید.
آهن به دو صورت مخرب و پایدار زنگ می‌زند. در نوع اول هنگام زنگ زدگی یک لایه اکسید بر روی فلز ایجاد شده و به لایه‌های زیرین اجازه خورده شدن نمی‌دهد. در نوع دوم خوردگی به لایه‌های زیرین منتقل شده و سبب شکستگی قطعه می‌گردد و در اسرع وقت نیاز به رسیدگی دارد. در اثر انجام واکنش‌های شیمیایی بر روی سطح آهن در محیط خورنده، ترکیب شیمیایی این فلز تغییر کرده و سطح آن اکسید می‌گردد.
چنانچه اکسیدآهن از روی آن پاک نشود به لایه‌های زیرین نفوذ نموده و موجب شکستگی کامل قطعه می‌گردد. برای مثال در ماشین آلات صنعتی که قیمت بالایی دارند، چنانچه ابزارآلات آنها دچار زنگ زدگی شود و این زنگ به لایه‌های زیرین قطعه نفوذ نماید، سبب ایجاد مشکل در کاربری کل سیستم می‌گردد.
با زنگ زدن چرخ دنده‌ها کارکرد ماشین متوقف شده و دیگر نمی‌توان از آن استفاده نمود. پدیده زنگ زدگی در سایر فلزات به غیر از آهن نیز رخ داده ولی فرآیند آن متفاوت بوده و نام دیگری خواهد داشت. برای پاک کردن زنگ زدگی آهن روشهای عملی و کاربردی زیادی مورد استفاده قرار میگیرد. که از جمله آنها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
البته روشهای دیگری مثل اسیدشویی یا استفاده از شوینده‌‌های مختلف نه تنها در صنعت بلکه برای زدودن زنگ آهن در خانه نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند. در ادامه مفصل راجع به روش از بین بردن زنگ زدگی استیل و آهن صحبت خواهیم کرد.
سندبلاست یکی از روشهای مطرح و کاربردی برای رفع زنگ زدگی آهن است که زیر مجموعه روش ساب پاشی است. در روش ساب پاشی، پاکسازی سطحی، توسط ساینده‌های طبیعی و با استفاده از فشار بالای هوا انجام میشود. در روش سندبلاست که در واقع نوعی ساب پاشی است، شن و ماسه با فشار بالای هوا به سطح مقطع موردنظر پرتاب می‌گردند.
در واقع هوا به عنوان منبع نیرو عمل کرده و ذرات ساینده که شن و ماسه هستند را به سطح آهن زنگ زده پرتاب می‌نماید تا از این طریق اکسیدهای آهن بر روی سطح آن زدوده شوند. روش سندبلاست یک روش قدیمی برای از بین بردن مواد زائد مانند گرد و غبار، روغن و گریس از روی سطوح بوده که امروزه برای از بین بردن زنگ زدگی آهن نیز استفاده می‌گردد.
همچنین از این روش تمیزکاری برای آماده کردن سطوح جهت رنگ آمیزی استفاده می‌کنند. سندبلاست یکی از محبوب‌ترین روشهای زدودن زنگ آهن از سطوح مختلف بوده که در این راستا از مواد طبیعی مانند سیلیس و اکسید فلزات در اندازه‌‌های متفاوت بهره میگیرد.
با کنترل میزان شتاب جریان هوا و مواد ساینده می‌توان ضخامت‌های مختلفی از زنگ آهن را از روی سطوح پاک نمود. در این روش از مواد شیمیایی استفاده نمی‌شود و با استفاده از آن می‌توان طیف وسیعی از مواد زائد را از میان برد. با وجود مزایای بی‌شمار روش سندبلاست در زدودن زنگ آهن در این روش ممکن است سطح، هنگام انجام عملیات پاره شود.
همچنین تنفس ذرات ساینده موجود در فضا نیز در هنگام کار برای سلامتی فرد ضرر دارد؛ از این رو روش سندبلاست نیز دارای معایبی بوده که باید هنگام انتخاب به آن دقت نمود. این روش برای همه سطوح به خصوص سطوح نرم مورد استفاده قرار نمی‌گیرد.
شات بلاست یکی‌دیگر از روشهای محبوب برای زدودن زنگ آهن بوده که ماهیتی شبیه به سندبلاست داشته و در دسته روشهای ساب پاشی قرار میگیرد. در واقع تنها تفاوت این روش و سندبلاست در مواد ساینده مورداستفاده است.
در این روش به جای استفاده از شن و ماسه، از ساچمه‌های فلزی سیلیسی برای از بین بردن زنگ آهن استفاده می‌گردد. استفاده از ساچمه‌های فلزی در این روش باعث شده که لایه‌های ضخیم‌تری از اکسیدآهن برطرف گردد.در نتیجه نسبت به روش سندبلاست طیف کاربرد بیشتری را به خود اختصاص می‌دهد.
علاوه بر اینکه با این روش می‌توان اکسیدهای آهن بر روی قطعات را از بین برد برای بهبود سختی و ایجاد سطوح هموار نیز می توان از آن استفاده کرد. سندبلاست را می‌توان برای قطعات کوچک استفاده کرد ولی این روش به دلیل فشار بالایی که به قطعه وارد میکند، تنها برای قطعات بزرگ قابل استفاده است.
در روش واترجت همانطور که از نامش پیداست، برای از بین بردن زنگ آهن از آب با فشار زیاد استفاده میشود. دستگاه واترجت دارای یک نازل فشار قوی بوده که فشار آب را به انرژی مکانیکی تبدیل کرده و از این رو می‌تواند به راحتی اکسید آهن را از روی فلز بزداید.
بقیه اجزای تشکیل دهنده واترجت شامل پمپ فشار قوی، شیلنگ فشار قوی، گان اسپری آب فشار قوی، فیلتر، پمپ بوستر است. در این روش ابتدا میزان فشار آب با نسبت بسیار زیادی افزایش یافته و پس از عبور از فیلترها با فشار بسیار زیادی پرتاب می‌گردد.
این فشار زیاد آب توانایی زدودن زنگ آهن را به راحتی خواهد داشت. یکی از مزایای روش واترجت نسبت به روشهای قبلی عدم وجود آلودگی است. کنترل فشار در این روش از اهمیت بالایی برخوردار بوده و نیاز به نیروی متخصص خواهد داشت.
استفاده از لیزر برای پاک کردن زنگ آهن از روی سطوح، امروزه به یکی از بروزترین روش ها تبدیل گشته است که با مصرف میزان کمی انرژی قادر به انجام این کار است. روشهای ذکر شده در بالا روش‌هایی ساده بوده که برای سطوحی در دماهای پایین و معمولی مورداستفاده قرار می‌گیرند ولی در روش لیزر می‌توان ابزاری که در دماهای بالا کار می‌کنند مانند موتورهای جت را نیز زنگ زدایی نمود.
شیوه کار در این روش به این صورت است که پرتوهایی با توان بالا به سطح موردنظر تابیده شده و در نتیجه این امر سطح فلز از هرگونه زنگ زدگی عاری می‌گردد. از جمله مزایای لیزر زنگ آهن می‌توان به استفاده نکردن از مواد شیمیایی، سرعت بالا، بهینه بودن در مصرف انرژی و کاربرد وسیع آن اشاره نمود.
برخلاف روش شات بلاست این روش برای تمامی سطوح، اعم از سطوح نرم و زبر، کوچک و بزرگ مورد استفاده بوده و به سطح آن آسیبی نمی‌رساند. استفاده از لیزر تنها برای زدودن زنگ از آهن آلات محدود نشده و از این وسیله می‌توان برای تمیز نمودن سطح سایر فلزات اعم از مس و آلومینیوم نیز استفاده کرد. در ادامه ویدئو زدودن زنگ آهن با لیزر برای شما آورده شده است.
اسیدشویی نیز یکی از روشهای محبوب برای از بین بردن زنگ آهن بوده که در آن از اسید برای شست و شو استفاده میشود. استفاده از اسیدهایی مانند اسید اگزالیک می‌تواند به راحتی سبب زدودن زنگ آهن از سطوح گردد. در این روش دو تا سه قاشق از این اسید در یک گالن آب مخلوط شده و در معرض فلز زنگ زده قرار میگیرد. اسید اگزالیک موجود در آب با زنگ آهن وارد واکنش شیمیایی شده و محلولی بی رنگ را به وجود می‌آورد.
این اسید به راحتی زنگ آهن را در خود حل نموده و پس از آن با شستن سطح فلز دیگر هیچ اثری از زنگ بر روی آن مشاهده نمی‌شود. به این محلول، محلول از بین بردن زنگ زدگی آهن نیز گفته میشود. براساس میزان زنگ زدگی قطعه و یا سایز آن، مدت زمان غوطه‌وری در اسید متفاوت بوده و ممکن است به چند روز نیز برسد. پس از خارج نمودن قطعه از اسید، لازم است سطح آن به خوبی با آب شسته شود.
پس از شستن سطح قطعه، میتوانید برای اطمینان از پاک شدن کامل اسید اگزالیک از سطح، آن را در محلول بی کربنات سدیم قرار دهید. پس از چندین ساعت قرارگیری در محلول بی کربنات سدیم، میتوانید از پاک شدن قطعه اطمینان یافته و آن را خارج نمایید.
ماندن اسید بر روی قطعه آهنی سبب خوردگی مجدد آن خواهد شد و به همین دلیل لازم است از تمیز شدن کامل سطح مطمئن شوید. یکی از مزایای اسیدشویی این است که حتی زنگ زدگی‌های قدیمی را نیز پاک میکند. ولی عیب آن در مصرف بیش از حد آب و تولید پسماندهای اسیدی در پایان کار است که می‌تواند به محیط زیست آسیب برساند.
روش الکترولیز زنگ آهن را می‌توان ساده‌ترین روش زدودن زنگ آهن به شمار آورد که حتی در خانه نیز قابل اجرا است. برای مثال فرض کنید لازم است که زنگ آهن را از روی یک آچار فرانسه بزدایید. در این روش لازم است یک محلول الکترولیت، یک آند، کاتد و یک آداپتور داشته باشید.
برای محلول الکترولیت می‌توان از آب و محلول جوش شیرین استفاده نمود و یا اینکه از نمک و آبلیمو در آب استفاده کرد. در قدم بعدی یک قطعه آهنی باید به عنوان کاتد و آچار فرانسه به عنوان آند در نظر گرفته شود. پس از آن الکترودها به کاتد و آند متصل شده و به برق وصل می‌گردد. پس از اتصال، زنگ زدگی‌های آهن به عنوان آند به وسیله الکترولیت به سمت کاتد رفته و بر روی آن رسوب میکند.
ممکن است عملیات الکترولیز چند روز به طول انجامد تا نتیجه خوبی حاصل شود. البته این امر به اندازه و میزان زنگ زدگی نیز بستگی دارد. بعد از اینکه زنگ آهن به طور کامل از آچار فرانسه پاک شد آن را به خوبی با آب شستشو داده تا آثار محلول الکترولیت از سطح آن پاک شود.
در کنار روشهای معروفی که در این مقاله معرفی شدند، روشهای دیگری نیز وجود دارند که به زدودن زنگ آهن کمک می‌کنند. یکی از این روش‌ها استفاده از محلول‌های آماده شستشوی زنگار آهن است. البته استفاده از این محلول‌ها برای مقیاس‌های بزرگ و صنعتی خیلی به صرفه نیست و بیشتر برای پروژه‌‌های کوچک و خانگی کاربرد دارند. همچنین با استفاده از شعله نیز می‌توان به زدودن زنگ آهن کمک کرد.
در این روش با استفاده از دمای بالا به این کار خواهیم پرداخت. با این حال روش استفاده از شعله، ریسک بالایی داشته چراکه حرارت می‌تواند به قطعه آسیب بزند. استفاده از اسیدهای مختلف همچون اسید فسفریک، سیتریک اسید، اسید سولفوریک و غیره، همچنین استفاده از اسپری از بین بردن زنگ زدگی نیز روشهای رایج زدودن زنگ آهن هستند که بنا به شرایط و اندازه پروژه مورد استفاده قرار می‌گیرند.
جمع بندی
زنگ آهن یا همان زنگار آهن، نتیجه واکنش‌های شیمیایی عنصر آهن با اکسیژن و رطوبت است که تاثیری منفی بر عملکرد قطعه آهنی گذاشته و آن را نابود میکند. از آنجایی که تعداد زیادی از وسایل اطراف ما آهنی و فولادی هستند باید اقدامات لازم جهت عایق‌بندی آنها به خوردگی انجام گردد. در صورت ایجاد هرگونه آثار زنگار باید آن را به عنوان علامت هشدار تلقی کرده و سریعا به پاکسازی آن اقدام کرد. اگر عملیات زدودن زنگ آهن به موقع انجام شود نه تنها باعث طول عمر قطعه مورد نظر میشود بلکه منجر به بهبود عملکرد آن نیز می‌گردد.