บทความที่ 3

เหล็กเป็นสนิมได้อย่างไร

กลับมาพบกันอีกครั้งนะครับสำหรับเกร็ดความรู้จาก TMP หลังจากครั้งที่แล้วทางเราได้เล่าถึงองค์ประกอบของการเกิดสนิมว่าประกอบด้วย anode, cathode, electrolyte และ electrical connection และได้ติดเรื่องโครงสร้างเหล็กที่เป็นสนิมไว้ ทั้งที่ดูแล้วองค์ประกอบน่าจะไม่ครบ 4 อย่างเพราะใช้เหล็กเป็นวัสดุเพียงชนิดเดียว จากรูปแผ่นเหล็กเจาะรูที่ผมนำมายกตัวอย่างให้ดู ถ้ามองด้วยตาเปล่าของเราก็จะไม่พบเห็นสิ่งใดนะครับ แต่ถ้าเรานำแผ่นเหล็กไปขัดด้วยกระดาษทรายขัดเหล็กจนมันวาว แล้วนำไปกัดด้วยกรด เสร็จแล้วนำแผ่นเหล็กไปส่องดูด้วยกลัองจุลทรรศน์เราจะมองเห็นสิ่งที่แตกต่างออกไปครับ ในรูปที่ 2 เราจะเห็นว่าในเนื้อเหล็กจะประกอบด้วยลักษณะโครงสร้างที่แตกต่างกัน 2 ลักษณะคือ โครงสร้างพื้นสีขาวและโครงสร้างพื้นสีดำ และถ้าทุกท่านสังเกตุดีๆ แล้ว ก็จะเห็นว่าในโครงสร้างพื้นสีดำก็ยังประกอบไปด้วยโครงสร้างพื้นสีดำสลับกับสีขาว และเมื่อดูจากขนาดของสเกลในรูปที่มีขนาดเพียงแค่ 20 ไมครอน หรือเท่ากับ 0.02 มิลลิเมตร แสดงให้เห็นว่าเรามีโครงสร้างที่แตกต่างกันกระจายอยู่ทั่วแผ่นเหล็กเต็มไปหมด นั่นก็ดือเรามี anode และ cathode ที่พร้อมจะเกิดสนิมได้อยู่ตลอดเวลากระจายอยู่ทั่วแผ่นเหล็กนั่นเอง เมื่อแผ่นเหล็กมี anode และ cathode พร้อมแล้ว และโครงสร้างที่แตกต่างกันยังอยู่ในแผ่นเหล็กเดียวกันอีกจึงกล่าวได้ว่ามี electrical connection พร้อมในตัว ดังนั้นองค์ประกอบสุดท้ายที่เราต้องการคือ electrolyte จากบทความที่แล้ว ผมได้เคยกล่าวไว้ว่า electrolyte สามารถเป็นได้ทั้ง น้ำทะเล น้ำในแม่น้ำ น้ำประปา ดิน คอนกรีต "แต่เราจะไม่นับอากาศเป็น electrolyte เพราะมีความต้านทานสูงมากเกินไป" ดังนั้นเราจึงจะพบเห็นเป็นประจำว่าเหล็กที่แช่น้ำหรือฝังดินจะเป็นสนิมได้ง่ายมาก แต่ในกรณีที่เราวางเหล็กไว้ภายในอาคารโดยไม่ได้แช่น้ำหรือฝังดินล่ะทำไมเหล็กถึงยังเป็นสนิม เรื่องนี้สามารถอธิบายได้จากความชื้นในอากาศครับ เมื่อ anode และ cathode มีขนาดเล็กมากและอยู่ชิดกันขนาดนั้น ขอเพียงมีความชื้นเพียงเล็กน้อยก็จะทำให้เกิดการครบวงจรทางไฟฟ้าทันที หรือลองคิดดูนะครับว่าทำไมในฤดูฝนแผ่นเหล็กจึงเป็นสนิมง่ายกว่าในฤดูร้อน ก็เพราะในฤดูฝนมีความชื้นในอากาศมากกว่าฤดูร้อนครับ เป็นยังไงบ้างครับเพื่อนๆ เหล็กที่เราใช้งานอยู่เป็นสนิมได้ง่ายมากเลยใช่ไหมครับ ถ้าเราทิ้งแผ่นเหล็กไว้โดยไม่ทำการป้องกันอะไร สนิมจะค่อยๆ กินเหล็กไปเรื่อยๆ จนเป็นสนิมหมดแผ่นเหมือนในรูปที่ 3 ที่ผมนำมาให้ทุกท่านดู สนิมจะไม่เป็นปัญหาอะไรมากนัก ถ้าโลหะหรือเหล็กที่เรานำมาใช้งานไม่ได้เกี่ยวข้องกับความแข็งแรงของเครื่องมือหรือสิ่งปลูกสร้าง การทำงานของอุปกรณ์ หรือความปลอดภัยในชีวิตหรือทรัพย์สินของเรา ดังนั้นหากการนำโลหะมาใช้งานของเราเป็นกรณีหลัง เราก็ควรจะต้องรู้วิธีการป้องกันสนิมที่ถูกต้อง เจอกันคราวหน้าทาง TMP จะเริ่มนำเกร็ดความรู้เกี่ยวกับการป้องกันสนิมมาฝากครับ


     แผ่นเหล็กเมื่อมองจากภายนอกจะไม่พบอะไร


โครงสร้างทางจุลภาคของแผ่นเหล็ก ซึ่งแสดงให้เห็นถึงส่วนประกอบภายในที่แตกต่างกัน


การเป็นสนิมของเหล็ก