تصور عموم افراد از زنگ، پوسته ای قهوه ای-نارنجی رنگ است که بر سطح فولاد به واسطه ی تماس ملکول های آهن موجود در آن با اکسیژن موجود در آب و ترکیب و واکنششان با هم ایجاد شده است. فلزات نه فقط با آب که با انواع اسیدها و ترکیبات شیمیایی دیگر هم می توانند به راحتی واکنش بدهند. اگر عامل بازدارنده ای وجود نداشته باشند این روند تا از بین رفتن کامل قطعه می تواند ادامه پیدا کند. تمامی فلزات و آلیاژها حاوی عنصر آهن نیستند اما امکان دارد در واکنش با مواد اکسید کننده، اکسید شده و سطح آن ها کدر بشود. برای مهار این مشکل یک راهکار ساده وجود دارد که آن استفاده کردن از عناصر و آلیاژ های ضدزنگ است. از چهار نوع فلز پایه و اصلی بهره مند از خاصیت ضدزنگی می توان برای تولید مقطع در صنعت استفاده کرد که یکی از مهم ترین آن ها پروفیل و لوله سبک گالوانیزه است. در ادامه به بررسی این چهار فلز و آلیاژ می پردازیم.
پروفیل و لوله سبک گالوانیزه
لوله و پروفیل سبک گالوانیزه مقاومت قابل قبولی در برابر زنگ زدگی دارند که کاملا وابسته به نوع گالوانیزاسیون آن ها است اما در واقع نهایتا این مقطع هم دچار زنگ زدگی می شود. این مقاطع در واقع نوعی لوله و پروفیل فولادی تولید شده از ورق روغنی هستند که با لایه ی نازکی از فلز روی، گالوانیزه یا به عبارتی آبکاری می شوند. فلز روی مانند سدی مانع از عبور اکسیژن و آهن و برخورد با لایه ی فولادی که حاوی آهن است می شود و محافظتی قوی و مقاوم ایجاد می کند. این لایه ی آبکاری حتی اگر بر اثر خراش از بین هم برود حفاظت کاتدی از مناطق حاشیه ای آن با تشکیل لایه ای از اکسید روی محافظت میکند. روی در معرض رطوبت به سرعت با اکسیژن واکنش می دهد و لایه ای از روی اکسید ایجاد می کند که مانع از نفوذ اکسیژن به لایه های پایین تر و زنگ زدگی آن می شود. روی فلزی ارزان قیمت و گالوانیزاسیون فرآیندی کم هزینه است به همین خاطر نهایتا قیمت لوله گالوانیزه اختلاف زیادی با پروفیل سبک که یکی از ارزان ترین انواع آلیاژ های فولادی است ندارد اما در مقابل بهره مند از خواصی کاملا کاربردی و ایده آل است.
پروفیل و لوله استیل دکوراتیو
انواع رده های استیل اعم از لوله و پروفیل استیل 201 و 301 ترکیبی از انواع عناصر آلیاژی هستند که بیشترین درصد موجود در ترکیبات آن ها مربوط به فلز آهن است که در معرض رطوبت و اکسیژن به سرعت دچار زنگ زدگی می شود. اما در ترکیبات این آلیاژ درصد قابل توجهی (بیش از 18% ) کروم وجود دارد که در واکنش با اکسیژن حتی از آهن هم فعال تر است. کروم روی سطح به سرعت با اکسیژن ترکیب شده و تولید روی اکسید می کند. این لایه اکسید ایجاد شده هم واکنش و هم نفوذناپذیر است و به این شکل مانع از ترکیب آهن موجود در لایه های زیرین با اکسیژن و تولید زنگ آهن می شود. علاوه بر کروم عناصری چون نیکل و مولیبدن هم برای ایجاد مقاومت بیشتر به آلیاژ افزوده می شود. هر سه عناصری گران قیمت هستند که افزودن آن ها به آلیاژ ترکیبی گران قیمت ایجاد می کند که به طبع قیمت لوله استیل هم به واسطه ی آن ها بالا میرود.
لوله و پروفیل آلومینیومی
از آنجایی که مقاطع آلومینیومی هم وزن کمی دارند و هم ضدزنگ هستند برای ساخت و تولید قطعات هواپیما، خودرو و دوچرخه به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند. آلیاژ آلومینیوم فاقد آهن است. بدون آهن ترکیب در واکنش با اکسیژن، اکسید می شود اما زنگ نمی زند. در مجاورت آب و رطوبت آلیاژ به سرعت بر روی سطح تولید آلومینیوم اکسید می کند. لایه ی اکسید شده بسیار سخت و مقاوم است و مانع از زنگ زدگی لایه های زیرین می شود و به عبارتی از آن ها در برابر واکنش بیشتر محافظت می کند. مانند لوله و پروفیل سبک، مقاطع آلومینیومی بسیار ظریف و سبک وزن هستند اما برتری آن ها نسبت به مقاطع سبک مقاومت دائمیشان در برابر خوردگی است.
لوله و پروفیل مسی، برنزی و برنجی
در ترکیب لوله و پروفیل ساخته شده از این فلزات یا به طور کلی آهن وجود ندارد یا حاوی مقدار بسیار کمی آهن هستند در نتیجه دچار زنگ زدگی نمی شوند اما در واکنش با اکسیژن لایه ی اکسیدی ایجاد می کنند. مس به مرور زمان لایه ای سبز رنگ برای محافظت از زنگ زدگی بیشتر ایجاد می کند. برنز ترکیبی از مس، قلع و درصد کمی عناصر آلیاژی دیگر است که ذاتا مقاومت بیشتری به نسبت مس در برابر زنگ و خوردگی دارد. و اما نهایتا برنج که آلیاژی از مس، روی و عناصر دیگر است و مقاومت قابل قبولی در برابر خوردگی دارد.
سخن پایانی
تمامی این فلزات و هر چهار گروه از مقاومت بالایی در برابر زنگ و خوردگی برخوردار هستند اما لوله و پروفیل استیل دکوراتیو بی شک ایمن ترین و بهترین گزینه است که البته به واسطه ی این برتری و مواد اولیه ی گران قیمت ارزش مادی بیشتری به نسبت سایر آلیاژ ها و گروه ها دارد. خواص مناسب و کاربردی این آلیاژ باعث شده کاربرد بسیار متنوع و گسترده ای هم داشته باشند. از تولید جواهر آلات و لوازم تزئینی تا انواع تجهیزات بیمارستانی و رستورانی. همچنین از مقاطع استیل برای ساخت محصولات مصرفی و هم برای ساخت خطوط انتقال در کارخانه ها و مجموعه های بزرگ استفاده می شود. گزینه ی ارزان قیمت و مشابه به مقاطع استیل، پروفیل و لوله سبک گالوانیزه است که هم فرآیندپذیر است و هم مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی دارد. تنها نکته ای که در مورد فرآیندهای تخصصی پروفیل و لوله سبک گالوانیزه باید در نظر داشته باشیم گاز های سمی است که حین جوشکاری این مقاطع و با تبخیر لایه ی روی آزاد می شود.
مقالات در گروه صبا | نویسنده : سروناز خسروی راد | بروزرسانی : 3 تیر 1402
