มาทำความรู้จัก"สนิม"กันก่อน ว่าเกิดมาจากอะไร?

เรามาทำความรู้จักกันก่อนว่า "สนิม" เกิดขึ้นมาได้อย่างไร?

ปฏิกิริยาการเกิดสนิมในเหล็ก

คุณรู้หรือไม่ว่า... "เหล็ก" เป็นโลหะที่มนุษย์นำมาใช้ประโยชน์มากที่สุด? เพราะ"เหล็ก" มีความแข็งแกร่งและมีราคาถูก อย่างไรก็ตาม เหล็กก็ยังมีข้อบกพร่องที่สำคัญที่สุด คือเหล็กเกิดสนิม(rusting)ง่ายนั่นเอง จากสถิติประมาณการว่าปีหนึ่งๆนั้น จะเกิดการสูญเสียเนื้อเหล็ก ในรูปของสนิมเหล็ก มากถึงเกือบ 1ใน 7 ของปริมาณเหล็กที่สามารถผลิตได้ นอกจากจะสร้างความสูญเสียในเชิงเศรษฐกิจอย่างมหาศาลแล้ว สนิมยังก่อให้เกิดอันตรายต่อชีวิตและทรัพย์สินอย่างประมาณค่ามิได้เช่นกัน ดังนั้น เราควรป้องกันการเกิดสนิมของเหล็กเอาไว้ล่วงหน้าซึ่งเป็นสิ่งจำเป็น อย่างยิ่งเพื่อลดปัญหาที่จะเกิดขึ้นตามมา

ปัญหาเรื่องสนิมที่กัดกินเหล็ก ถือได้ว่าเป็นอมตะในทุกยุกทุกสมัยเลยก็ว่าได้ค่ะ แม้ว่าเราจะป้องกันโดยการทาสีที่มีสารป้องกันสนิมไว้แล้วก็ตาม เมื่อเวลาผ่านไป สีที่ทาไว้เกิดการลอก หลุดร่อน ทำให้ความชื้นเข้าไปสัมผัสกับผิวเหล็กจึงเกิดสนิมขึ้นได้ เมื่อใดก็ตามที่เราสังเกตุเห็นสนิมให้รีบกำจัดออกเสีย ก่อนที่สนิมจะลุกลามกัดกินเข้าถึงเนื้อเหล็กจนผุกร่อนหมดสภาพในที่สุด

ก่อนอื่นเรามาทำความรู้จักกับ " สนิม " กันก่อน

สนิม(rust)คือโลหะส่วนที่มีการเปลี่ยนเเปลงสภาพไปจากเดิม เนื่องจากการได้รับปฏิกิริยาเคมีที่มีอากาศ น้ำ หรือความร้อน ความชื้นเป็นตัวการสำคัญที่ทำให้โลหะมีคุณสมบัติเเตกต่างไปจากเดิม เช่น สีที่เปลี่ยนไป มีความเเข็งแรงลดลง และทำให้เกิดการผุกร่อน ตัวอย่างที่ทำให้เราพบเห็นกันอยู่บ่อยๆได้แก่ เหล็ก

สนิมเหล็ก มีลักษณะสีแดงไม่สามารถเกาะอยู่บนผิวของเหล็กได้อย่างเหนียวแน่นสามารถหลุดออกไปได้ง่าย ทำให้เนื้อเหล็กที่อยู่ชั้นใน สามารถเกิดสนิมต่อไปจนกระทั่งหมดทั้งชิ้น

กระบวนการเกิดสนิมเหล็กค่อนข้างซับซ้อน โดยมีปัจจัยหลักที่สำคัญก็คือ น้ำและออกซิเจนซึ่งมีอยู่ทั่วไปในบรรยากาศของโลก เหล็กจะเกิดสนิมได้เร็วขึ้นในบางสภาวะ เช่น สภาพที่เป็นกรด ตามชายทะเลที่มีไอเกลือเข้มข้น เป็นต้น

สนิมเหล็ก มีลักษณะสีเเดง

เนื่องจากเหล็กเป็นที่วัสดุนำไฟฟ้าอยู่แล้ว และยังมีอีกสามปัจจัยที่เหลือคือ

• ขั้วบวก (+)
• ขั้วลบ (-)
• สารอิเลคโทรไลท์ ซึ่งสื่อนำประจุไฟฟ้าเช่น ออกซิเจนและความชื้น

พูดง่ายๆ "สนิม" ก็คือ ผลลัพธ์ของกระบวนการทางเคมีและไฟฟ้า ระหว่างเหล็ก และสิ่งแวดล้อม เมื่อผิวเหล็ก ความชื้น และอ๊อกซิเจนมาบรรจบกัน

สนิม แบ่งออกเป็น 4 ประเภท คือ

1.สนิมทั่วไป    
- Flash rust หมายถึง สนิมที่เกิดบนผิวเหล็กเปลือย  
- Brush rust หมายถึง สนิมที่เกิดบนผิวเหล็กที่มีการทาสีแล้ว

Flash rust สนิมที่เกิดบนผิวเหล็กเปลือย

Brush rust สนิมที่เกิดบนผิวเหล็กที่มีการทาสีแล้ว

2.สนิม Galvanic    
เมื่อโลหะ 2 ชนิดสัมผัสกัน โลหะที่ไวต่อการเกิดสนิมมากกว่า ซึ่งมีประจุเป็นลบ(-)    (anode) จะขึ้นสนิมก่อนโลหะที่มีประจุเป็นบวก(+)(cathode)เสมอ

3.สนิมหลุม คือ    
เมื่อเกิดสนิมปริมาณมากรวมอยู่ในพื้นที่แคบ

4.สนิมตามรอยแยก คือ    
การเกิดสนิมในช่องเเคบระหว่าง ชิ้นส่วนเล็กๆ เช่น เกลียวกับหัวหมุด

วิธีการป้องกันเหล็กไม่ให้เกิดสนิมมีอยู่หลายวิธี เช่น

การเคลือบผิวเหล็ก เพื่อป้องกันไม่ให้เนื้อเหล็กสัมผัสกับน้ำและอากาศโดยตรง อาจทำได้หลายวิธี เช่น การทาสี การชุบด้วยโลหะ อาทิ ดีบุก สังกะสี วิธีนี้มักจะใช้กับชิ้นงานที่มีขนาดเล็ก หรือกลาง อย่างไรก็ตาม

ข้อเสียของวิธีนี้คือ การเคลือบผิวชนิดนี้ สามารถหลุดออกได้ง่าย ทั้งทางกายภาพ และ เคมี ซึ่งจะทำให้เนื้อเหล็กมีโอกาสสัมผัสกับบรรยากาศและเกิดสนิมขึ้น ยิ่งกว่านั้นผิวเคลือบบางชนิด เช่น ดีบุก ยังสามารถเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาการเกิดสนิมให้เร็วขึ้นอีกด้วย

วิธีต่อมา คือการทำเหล็กกล้าไร้สนิม (stainless steel)

โดยการเติมธาตุอื่นๆที่สามารถทำให้เกิดชั้นฟิล์มบางๆ ขึ้นบนผิวเหล็ก เช่น โครเมี่ยม นิกเกิล ธาตุเหล่านี้จะสร้างฟิล์มบางๆที่ติดเเน่นบนผิวเหล็ก ช่วยป้องกันไม่ให้เนื้อเหล็กสัมผัสกับบรรยากาศโดยตรง ผิวเคลือบชนิดนี้มีความคงทนทั้งทางกายภาพและเคมี เหล็กกล้าไร้สนิมหลายเกรด แต่ละเกรดจะมีส่วนผสมที่ต่างกันออกไป ขึ้นอยู่กับความต้องการในการใช้งานแต่ละประเภท

ส่วนวิธีสุดท้าย คือ

การใช้กระเเสไฟฟ้าเพื่อให้เหล็กมีศักย์ไฟฟ้าสูงกว่าบริเวณใกล้เคียง ซึ่งจะทำให้เหล็กไม่เกิดการสูญเสียอิเล็กตรอนและกลายเป็นสนิม วิธีนี้ สามารถป้องกันการเกิดสนิมได้ทุกสภาพแวดล้อม แต่มีค่าใช้จ่ายสูง และต้องอาศัยเเหล่งกำเนิดกระเเสไฟฟ้าซึ่งไม่สะดวกกับการโยกย้ายไปมา จึงเหมาะสำหรับโครงสร้างใหญ่ๆที่ต้องใช้งานในสภาพแวดล้อมที่เสี่ยงต่อการเกิดสนิมอย่างรุนเเรง เช่น ท่อที่ฝังอยู่ใต้ดิน ท่อส่งน้ำมันใต้ทะเล เป็นต้น..

แต่ปัจจุบันเรามีนวัตกรรมในการป้องกันสนิมด้วยประจุไฟฟ้าภายใต้ชั้นสี ยี่ห้อ I-Guard

I-Guard ถูกพัฒนาต่อยอดขึ้นมาโดยใช้กำลังไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ 12 v. 

ความเป็นจริงระบบป้องกันสนิมด้วยประจุไฟฟ้าภายใต้ชั้นสี มีใช้กันมามากกว่า 40 ปี เริ่มต้นใช้กับเรื่อเดินทะเล แท่นขุดเจาะน้ำมัน ท่อน้ำมันที่ฝังอยู่ใต้พื้นดิน ปัจจุบัน บริษัท นวัชกฤษฎิ์ จำกัดได้มีการพัฒนาต่อยอดนำมาติดตั้งในรถยนต์ โครงสร้างที่เป็นเหล็ก และมีความคงทนในการใช้งานมากกว่า 10 ปี ผลการทดสอบมีประสิทธิภาพมาก โดยมีการติดตั้งในรถยนต์ทดลองใช้มากว่า 20 ปีได้ผลดีมาก สามารถป้องกันสนิมได้ตั้งแต่หลังคารถยนต์ลงมาถึงใต้ท้องรถยนต์ รวมถึงแชสซีของรถยนต์ 

จึงกล่าวได้ว่า I-Guard เป็นเครื่องป้องกันสนิมภายใต้ชั้นสี ที่มีการเหนี่ยวนำประจุลบให้เรียงตัวอยู่บนชั้นสี เมื่อมีประจุลบในอากาศหรือสิ่งเเวดล้อมมากระทำจะถูกผลักออก ซึ่งวิธีนี้สามารถป้องกันการกัดกร่อนได้ทุกสภาพแวดล้อม และราคาก็ไม่สูง ในการติดตั้งครั้งเดียวอยู่ได้นานกว่า 10 ปี

การป้องกันสนิมด้วยประจุไฟฟ้าจะได้ผลเต็มประสิทธิภาพ

ต้องได้รับการติดตั้งอุปกรณ์อย่างถูกวิธี ควรติดตั้งระบบป้องกันสนิมด้วยประจุไฟฟ้าภายใต้ชั้นสี กับช่างที่ได้รับการอบรมวิธีติดตั้งจาก I-Guard เท่านั้น!!!

ขอขอบคุณแหล่งข้อมูลอ้างอิงจาก...
http://www.integ.co.th/K%20detail/corrosion.htm
http://www.material.chula.ac.th/RADIO45/October/radio10-4.htm