17 راه‌ اصولی از بین بردن زنگ زدگی آهن لوله و ورق

زنگ آهن یکی از مشکلات شایعی است که بسیاری از ما در مواجهه با وسایل فلزی (آهنی) تجربه می‌کنیم. زنگ آهن نه تنها ظاهر فلز را خراب می‌کند، بلکه به مرور زمان باعث کاهش استحکام بدنه فلزی و خرابی کامل آن می‌شود. همچنین موجب خوردگی آن و از بین رفتن آن خواهد شد. بنابراین، برای حفظ اجسام آهنی میبایست راه حلی برای پیشگیری از زنگ زدن آهن و از بین بردن زنگ آهن پیدا کرد. نمونه‌هایی از آن را روی بدنه لوله‌های آهنی دیده‌ایم. بهترین ایده برای مقابله با زنگ آهن استفاده از لوله گالوانیزه یا پروفیل گالوانیزه است.

فرآیند تشکیل زنگ آهن

روند زنگ زدن آهن به طور خلاصه به این صورت است:

• اکسیداسیون آهن:

4Fe+3O2+6H2O→4Fe(OH)34Fe + 3O_2 + 6H_2O → 4Fe(OH)_34Fe+3O2+6H2O→4Fe(OH)3

• تشکیل اکسید آهن هیدراته:

4Fe(OH)3→2Fe2O3⋅3H2O4Fe(OH)_3 → 2Fe_2O_3·3H_2O4Fe(OH)3→2Fe2O3⋅3H2O

علت ایجاد زنگ زدگی در سطوح مختلف چیست ؟

علت‌های مختلفی برای زنگ زدگی در سطوح مختلف آهنی وجود دارد:

• رطوبت، اصلی‌ترین دلیل برای ایجاد واکنش بین اکسیژن با آهن و ایجاد اکسیداسیون است.
• گالوانیزه پایین یا لایه پوشش ضعیف بر روی آهن
• ایجاد خراش بر روی سطح اجسام آهنی
• قرار گرفتن فلز در معرض آب شور
• واکنش اسیدیته
• نشت روغن یا بنزین

علائم زنگ‌زدگی شامل چه مواردی است؟

• پوسیدگی، سست شدن فلز، شکنندگی و از بین رفتن رنگ فلزی
• پوشش با رنگ قهوه‌ای مایل به قرمز، نارنجی یا زرد روی بدنه فلز
• ضعیف شدن بافت فلز
• ریختن بافت پوسیده آهن (زنگ‌زدگی عمیق) و سوراخ شدن فلز

روش‌های مقابله با زنگ آهن

روش‌های مختلفی برای مقابله با زنگ آهن معرفی شده است. این راه‌کارها از سازه‌های فلزی و لوله‌ای شما محافظت می‌کند. به عنوان مثال چنانچه لوله یا پروفیل گلخانه زنگ بزند، به مرور باعث سست شدن مقاومت اسکلت گلخانه و از بین رفتن سازه گلخانه‌ ای خواهد شد. از این رو برای محافظت از لوله گلخانه یا هر نوع آهن‌آلاتی در برابر زنگ آهن از روش‌های زیر استفاده کنید.

• استفاده از روش‌های مکانیکی

یکی از رایج‌ترین و موثرترین روش‌ها برای از بین بردن زنگ آهن، استفاده از ابزارهای مکانیکی است. این روش‌ها شامل موارد زیر می‌شوند:

• سمباده‌زنی

استفاده از کاغذ سمباده یا سمباده برقی می‌تواند زنگ آهن را به طور موثری از سطح فلز جدا کند. این روش به خصوص برای سطوح صاف و بزرگ مناسب است. سنباده یا سمباده ورقه‌ای از جنس کاغذ یا پارچه و یا فیلم است که دانه‌های سخت ساینده بر روی آن می‌چسبد. با کشیدن آن بر روی سطح آهن زنگ زده، دانه‌های سخت، زنگ آهن را از روی بدنه لوله می‌تراشند و سطح فلز صاف و براق شود. سمباده برقی نیز دستگاهی است که سطح آن ذرات و دانه‌های سخت دارد. با روشن کردن دستگاه، سختی سطح دستگاه اثرات زنگ آهن را از سطح آهن می‌تراشند.

• برس سیمی

استفاده از برس سیمی، چه به صورت دستی و چه به صورت برقی، می‌تواند راهی سریع و موثر برای از بین بردن زنگ آهن باشد. برس سیمی عملکردی شبیه به سمباده دارد اما برای سطوح ناهموار و یا دارای شکل‌های پیچیده مناسب‌تر است.

• دستگاه سندبلاست

سندبلاست یکی از روش‌های صنعتی برای از بین بردن زنگ آهن است. در این روش، با استفاده از جریان فشار قوی هوا و ذرات ساینده از جنس سیلیس، زنگ آهن به طور کامل از سطح فلز جدا می‌شود. این روش برای سطوح بزرگ و صنعتی مناسب است.

• زنگ زدایی با شات بلاست

شات بلاست، یکی دیگر از روش‌‌های مکانیکی است که عملکردی شبیه به سندبلاست دارد؛ اما از نظر مواد سایند، با سندبلاست متفاوت است. در این روش‌، ساچمه فلزی جایگزین ذرات سیلیس شده است و برای برطرف کردن اکسیدهای سطحی آهن مورد استفاده قرار می‌گیرد. ظرافت و میزان تمیزکاری این روش نسبت به سند بلاست بیشتر است و اغلب برای تمیزکاری لایه‌های اکسیدی ضخیم‌تر استفاده می‌گردد.

• استفاده از مواد شیمیایی

بهره‌گیری از مواد شیمیایی نیز برای از بین بردن زنگ آهن بسیار موثر هستند. برخی از این مواد شامل موارد زیر می‌شوند:

• سرکه

سرکه یک مایع اسیدی است که حتی می‌تواند زنگ آهن را در خود حل کند. برای استفاده از سرکه، قطعه فلزی زنگ زده را در ظرفی از سرکه قرار دهید و بگذارید چند ساعت بماند. سپس با یک برس یا پارچه زنگ را از سطح فلز پاک کنید. برای پاک کردن زنگ آهن از سطح اجسام با ابعاد کوچک‌تر یا ظریف‌تر استفاده می‌شود.

• اسید فسفریک

اسید فسفریک یکی از مواد شیمیایی موثر برای از بین بردن زنگ آهن است. این اسید با زنگ آهن واکنش داده و آن را به یک لایه محافظتی فسفات آهن تبدیل می‌کند که مانع از زنگ زدن مجدد فلز می‌شود. محصولات حاوی اسید فسفریک به صورت تجاری در دسترس هستند.

• لیمو و نمک

ترکیب آب لیمو (طبیعی) و نمک نیز می‌تواند برای از بین بردن زنگ آهن مفید باشد. اسید سیتریک موجود در لیمو، زنگ آهن را حل کرده و نمک به عنوان یک ماده ساینده به پاک کردن زنگ کمک می‌کند. این ترکیب را بر روی سطح زنگ زده بمالید و پس از چند ساعت با یک برس یا پارچه پاک کنید.

• جوش شیرین

جوش شیرین یک ماده پاک‌کننده قوی است که مصرف بسیار زیادی نیز در موارد مشابه دارد. جوش شیرین به عنوان یک ماده شیمیایی برای از بین بردن زنگ آهن استفاده می‌شود. یک خمیر از جوش شیرین و آب تهیه کنید و آن را بر روی سطح زنگ زده بمالید. پس از چند ساعت، سطح را با برس یا پارچه تمیز کنید.

• روش‌های الکتروشیمیایی

استفاده از روش‌های الکتروشیمیایی یکی دیگر از راه‌های موثر برای از بین بردن زنگ آهن است. یکی از این روش‌ها، استفاده از الکترولیز است:

• الکترولیز

در این روش، قطعه فلزی زنگ‌زده به عنوان کاتد (قطب منفی) در یک محلول الکترولیت (معمولا محلول آب و جوش شیرین یا سرکه) قرار می‌گیرد. یک قطعه فلزی دیگر به عنوان آند (قطب مثبت) در محلول قرار می‌گیرد. با عبور جریان برق از محلول، زنگ آهن از سطح کاتد جدا شده و به سمت آند حرکت می‌کند. این روش به ویژه برای قطعات کوچک و حساس مناسب است.

• استفاده از پوشش‌ها و محافظت‌های سطحی

بهترین ایده برای محافظت از اجسام آهنی، پیشگیری از زنگ زدگی آن است. همچنین پس از رفع زنگ‌زدگی، جلوگیری از زنگ زدن مجدد فلز ضروری است. استفاده از پوشش‌های محافظتی می‌تواند به حفظ فلز کمک کند. برخی از این پوشش‌ها شامل موارد زیر می‌شوند:

• جلوگیری از زنگ زدگی با خشک نگه داشتن فلزات

بهتر است از خیس شدن آهن آلات جلوگیری کنید و یا در صورت خیس شدن سریعا آن را خشک کنید. با این کار تا حد امکان، جلوگیری از زنگ زدگی امکان‌پذیر است. هر چند تمیز نگه داشتن فلزات جز نکات ضروری محسوب می‌شود، اما این موضوع همیشه و برای تمام فلزات امکان‌پذیر نیست. به عنوان مثال لوله‌های گلخانه یا لوله‌های استخر را نمی‌توان به صورت مداوم خشک نگه داشت.

• رنگ‌های ضد زنگ

استفاده از رنگ‌های ضد زنگ می‌تواند یک لایه محافظتی بر روی سطح فلز ایجاد کند که مانع از تماس فلز با هوا و رطوبت می‌شود. این رنگ‌ها حاوی مواد شیمیایی هستند که از زنگ زدن فلز جلوگیری می‌کنند.

• روغن‌ها و گریس‌ها

استفاده از روغن‌ها و گریس‌ها نیز می‌تواند یک لایه محافظتی بر روی سطح فلز ایجاد کند. این مواد مانع از تماس مستقیم هوا و رطوبت با فلز می‌شوند و به این ترتیب از زنگ زدن آن جلوگیری می‌کنند.

• پوشش‌های گالوانیزه

گالوانیزاسیون یکی از روش‌های موثر برای جلوگیری از زنگ زدگی فلزات است. گالوانیزه کردن، یک فرایند پوششی است که در این روش، سطح فولاد یا آهن را با یک لایه نازک از فلز روی می‌پوشانند. فلز روی، به کندی با سایر مواد مجاور خود وارد واکنش می‌شود. از این رو مانع خوبی برای محافظت از آهن و فولاد در برابر ترکیب شدن با اکسیژن است. بنابراین به عنوان یک محافظ در برابر زنگ زدگی عمل می‌کند. گالوانیزه کردن معمولا برای قطعات بزرگ و صنعتی استفاده می‌شود.

پوشش گالوانیزه مانند یک سد محافظ عمل می‌کند و مانع تماس اکسیژن و رطوبت با فولاد می‌شود. حتی در صورت آسیب‌دیدگی یا ایجاد خراش، فلز روی با ایجاد حفاظت کاتدی از نواحی مجاور فولاد محافظت می‌نماید. از پوشش گالوانیزه برای لوله‌های انتقال خطوط آب و سیالات، لوله برق گالوانیزه و لوله گلخانه استفاده می‌شود.

از بین بردن زنگ آهن و جلوگیری از زنگ زدن مجدد آن نیازمند استفاده از روش‌های موثر و اصولی است. انتخاب روش مناسب بستگی به نوع و میزان زنگ‌زدگی، نوع فلز و شرایط محیطی دارد. استفاده از روش‌های مکانیکی، شیمیایی، الکتروشیمیایی و پوشش‌های محافظتی می‌تواند به حفظ و افزایش عمر مفید وسایل فلزی کمک کند. با توجه به شرایط و نیازهای خود، می‌توانید یکی یا ترکیبی از این روش‌ها را برای از بین بردن زنگ آهن و حفظ فلزات خود انتخاب کنید.

3 روش مهم برای از بین بردن زنگ زدگی داخل لوله:

زنگ‌زدگی داخل لوله یکی از مشکلات رایج در صنایع مختلف و حتی تاسیسات ساختمانی است. این پدیده علاوه بر کاهش عمر مفید لوله و آغاز خوردگی از داخل لوله، می‌تواند باعث افت فشار، آلودگی آب و کاهش راندمان سیستم شود. برای رفع این مشکل، روش‌های مختلفی را به کار می‌گیرند:

1. روش‌های شیمیایی
   استفاده از محلول‌های شیمیایی یکی از رایج‌ترین راهکارها برای حذف زنگ‌زدگی است. اسیدهای ضعیف مانند اسید سیتریک یا سرکه صنعتی برای زنگ‌زدگی‌های سطحی کاربرد دارند. در موارد شدیدتر، محلول‌های رقیق جوهر نمک (HCl) به کار می‌رود. پس از تماس محلول با سطح داخلی لوله، لایه‌های اکسید آهن حل می‌شود و با شست‌وشوی پرفشار از سطح زدوده می‌گردند. در پایان، لوله باید کاملا خشک شود تا از ایجاد زنگ‌زدگی مجدد جلوگیری گردد.
2. روش‌های مکانیکی
   در لوله‌های با قطر کم، می‌توان از فرچه‌های سیمی بلند یا ابزارهای لوله‌تراش داخلی استفاده کرد. برای برخی از لوله‌های صنعتی و قطور، روش‌های پیشرفته‌تری همچون سندبلاست داخلی به کار می‌روند. سندبلاست‌ها سطح را کاملا پاک‌سازی و برای اعمال پوشش جدید آماده می‌کنند.
3. اعمال پوشش محافظ
   پس از پاک‌سازی، مهم‌ترین مرحله جلوگیری از زنگ‌زدگی مجدد است. این کار با خشک‌سازی کامل لوله و استفاده از پوشش‌های محافظ مانند اپوکسی یا گالوانیزه سرد انجام می‌شود. در شبکه‌های آب شرب، پوشش اپوکسی گزینه‌ای استاندارد و بهداشتی به شمار می‌رود.

نکته: در مواردی که خوردگی بیش از حد باشد و ضخامت لوله کاهش یابد، بهتر است لوله را تعویض نمایید. پاک‌سازی نمی‌تواند استحکام اولیه را بازگرداند.

3 روش از بین بردن زنگ زدگی ورق گالوانیزه:

ورق‌های گالوانیزه به‌دلیل پوشش روی (Zn) در برابر زنگ‌زدگی و خوردگی مقاوم هستند، اما در شرایطی که این پوشش آسیب ببیند یا محیط بسیار خورنده باشد، نقاطی از سطح دچار زنگ‌زدگی خواهد شد. حذف زنگ‌زدگی و بازگرداندن مقاومت ورق، نیازمند استفاده از روش‌های اصولی و استاندارد است.

1. روش‌های شیمیایی
   برای زنگ‌زدگی‌های سطحی، محلول‌های ملایمی مانند اسید سیتریک یا سرکه صنعتی می‌توانند موثر باشند. این مواد با حل کردن لایه‌های اکسید آهن، سطح را پاک‌سازی می‌کنند. در موارد شدیدتر، استفاده از زنگ‌برهای صنعتی یا محلول‌های فسفاته توصیه می‌شود. پس از عملیات شیمیایی، سطح فلز را باید به‌طور کامل با آب بشویید و خشک کنید تا از فعال ماندن مواد خورنده جلوگیری نمایید.
2. روش‌های مکانیکی
   در مواردی که زنگ‌زدگی به صورت لکه‌ای یا نقطه‌ای باشد، استفاده از سمباده نرم یا برس سیمی ریز کافی است. برای پروژه‌های صنعتی، از سندبلاست کنترل‌شده بهره می‌گیرند تا سطح زنگ‌زده پاک‌سازی و آماده‌ی پوشش‌دهی مجدد شود. دقت در انتخاب فشار و نوع ساینده ضروری است تا پوشش روی کاملا از بین نرود.
3. بازسازی و حفاظت مجدد
   پس از تمیزکاری، ضروری است سطح ورق مجددا محافظت شود. متداول‌ترین روش، استفاده از رنگ‌های غنی از روی (Zinc-rich paint) یا گالوانیزه سرد است. البته استفاده از رنگ‌های تینری نیز در برخی مواقع پیشنهاد می‌شود. این پوشش‌ها با ایجاد یک لایه محافظ، مانع تماس مستقیم فلز پایه با رطوبت و اکسیژن می‌شود و طول عمر ورق را افزایش می‌دهند. در صنایع حساس، پوشش‌های اپوکسی نیز برای افزایش دوام به کار می‌روند.

5 روش قطعی برای از بین بردن زنگ زدگی لوله های صنعتی:

لوله‌های گالوانیزه‌ای که در صنایع مختلف، مثل پتروشیمی‌ها، کارخانجات و …. استفاده می‌شوند، بیشتر در معرض خطر آسیب‌پذیری و خوردگی قرار می‌گیرند. چون مواد و فاضلاب صنعتی، قدرت اسیدی بالایی دارند. از این رو بررسی و تعمیر و نگهداری آنها، بسیار مهم است. عدم توجه به این نکته، موجب از بین رفتن زودهنگام لوله، موجب افت راندمان و اختلال در روند پیشبرد اهداف صنعتی و پروژه خواهد شد. انتخاب روش مناسب برای حذف زنگ‌زدگی به قطر لوله، شدت خوردگی و شرایط بهره‌برداری بستگی دارد.

1. شست‌وشوی شیمیایی (Chemical Cleaning)
   در خطوطی که امکان توقف و شست‌وشو وجود دارد، از محلول‌های اسیدی یا قلیایی کنترل‌شده برای حل کردن رسوبات و زنگ استفاده می‌شود. به‌ عنوان مثال:
   • اسید فسفریک یا سیتریک: مناسب برای رسوبات سبک و زنگ سطحی.
   • اسیدکلریدریک رقیق (HCl) : برای خوردگی‌های سنگین‌تر، همراه با بازدارنده خوردگی.
2. پیگینگ (Pigging)
   در خطوط انتقال نفت، گاز و آب، از ابزارهای پیگ (Pig) استفاده می‌شود که با فشار سیال درون لوله حرکت کرده و زنگ‌زدگی، رسوبات و حتی موم نفتی را از سطح داخلی جدا می‌کند. این روش بدون نیاز به توقف کامل خط، کارایی بالایی دارد.
3. سندبلاست و شات‌بلاست داخلی
   برای لوله‌های قطور یا تجهیزاتی مثل بویلرها و مبدل‌های حرارتی، از سندبلاست (Sandblast) یا شات‌بلاست (Shot blast) داخلی استفاده می‌شود. این روش لایه‌های ضخیم اکسید و رسوب را پاک می‌کند و سطح را برای پوشش‌دهی مجدد آماده می‌نماید.
4. استفاده از پوشش‌های بازدارنده خوردگی
   پس از پاک‌سازی، برای جلوگیری از زنگ‌زدگی مجدد، سطح داخلی لوله‌ها با پوشش‌های اپوکسی، پلی‌یورتان یا زینک‌ریچ می‌پوشانند. در صنایع آب شرب، اپوکسی غذایی بهترین انتخاب است؛ در حالی که در صنایع نفت و گاز، پوشش‌های چندلایه مقاوم به مواد شیمیایی رایج‌تر هستند.
5. جایگزینی لوله
   وقتی خوردگی به حدی باشد که ضخامت لوله کاهش یابد و استحکام سازه‌ای از بین برود، دیگر روش‌های ترمیم کافی نیستند و تعویض لوله تنها راه ایمن و اقتصادی خواهد بود.

سوالات متداول