การป้องกันสนิม
สวัสดีครับเพื่อนๆ ทุกท่าน หลังจากหายหน้าไปหลายวัน ครั้งที่แล้วผมได้อธิบายให้ทุกท่านทราบไปแล้วว่าเหล็กเป็นสนิมได้อย่างไร (รูปที่ 1 จากหนังสือ Principles of Corrosion Engineering and Corrosion Control) วันนี้ผมจะกลับมาต่อเรื่องการป้องกันสนิมครับ การป้องกันสนิมสามารถทำได้หลายวิธีด้วยกัน เช่น
1. การเลือกใช้โลหะให้เหมาะสมกับสภาพแวดล้อม
2. การปรับเปลี่ยนสภาพแวดล้อมที่ใช้งาน
3. การออกแบบ
4. การเคลือบผิว (Coating)
5. การป้องกันแบบแคโทดิก (Cathodic Protection)
6. การป้องกันแบบแอโนดิก (Anodic Protection)
การพิจารณาเลือกวิธีการป้องกันสนิมของโลหะมักจะเริ่มจากวิธีที่สามารถทำได้ง่าย ราคาไม่แพงเป็นอันดับต้นๆ แต่หากมีคุณสมบัติด้านอื่นๆ ที่ต้องพิจารณาร่วมกับการป้องกันสนิมด้วย เช่น ความแข็งแรง การนำความร้อน คุณสมบัติทางแม่เหล็ก เป็นต้น ก็อาจจะมีผลทำให้การป้องกันสนิมมีความซับซ้อนและยุ่งยากมากขึ้นหากถามผมว่าวิธีการป้องกันสนิมวิธีไหนดีที่สุด ผมคงตอบได้โดยทันทีไม่มีลังเลว่า “ไม่มีครับ” เพราะการป้องกันสนิมแต่ละวิธีมีข้อดีและข้อด้อยแตกต่างกันไป การเลือกวิธีป้องกันสนิมจึงต้องพิจารณาจากปัจจัยแวดล้อมและเลือกวิธีที่เหมาะสมที่สุดต่อไปผมจะขอพูดถึง “การเลือกใช้โลหะให้เหมาะสมกับสภาพแวดล้อม” ซักเล็กน้อย โดยในที่นี้ผมขอสมมุติว่าโลหะที่เราเลือกมาขั้นต้นตอบสนองต่อการใช้งานด้านอื่นเป็นที่เรียบร้อยแล้ว เช่น มีคุณสมบัติทางกลเหมาะสม มีการนำความร้อนที่ดี และนำไฟฟ้า ดังนั้นขั้นต่อไปที่เราจะพิจารณาคือเรื่องความสามารถในการต้านทานการเกิดสนิมในสภาพแวดล้อมที่ใช้งาน และ “ราคา”โดยปกติแล้วโลหะที่มีคุณสมบัติผ่านเกณฑ์การใช้งานมักจะมีหลายชนิดด้วยกัน และบางชนิดจะสามารถใช้งานในสารกัดกร่อนหรือสภาวะแวดล้อมที่ทำให้โลหะชนิดอื่นเป็นสนิมได้ แต่ตัวมันเองจะไม่มีสนิมเกิดขึ้น การจับคู่กันระหว่างโลหะและสารกัดกร่อนที่เข้าคู่กันได้ดีนี้เรียกว่า “Natural Combination of Environment and Metal” ซึ่งผมจะยกตัวอย่างให้ทุกท่านทราบซักเล็กน้อย
1. บรรยากาศทั่วไป: Stainless Steel, Aluminium
2. กรดซัลฟุริกเจือจาง: Lead
3. กรดซัลฟุริกเข้มข้น: Steel
4. สารละลายด่าง: Nickel และ Nickel Alloys
การใช้งานโลหะในสารกัดกร่อนที่เข้ากันได้ดีจะตัดปัญหากวนใจเรื่องสนิมได้อย่างเด็ดขาด แต่ปัญหาที่พบบ่อยก็คือโลหะที่ใช้มักมีราคาแพง ซึ่งถ้าหากราคาไม่ใช่ประเด็นสำคัญแล้ว การเลือกใช้โลหะที่เหมาะสมนับเป็นวิธีที่ดีที่สุด แต่ในความเป็นจริงราคามักจะสำคัญเสมอ ดังนั้นปัญหาเรื่องสนิมจึงมักไม่จบที่การเลือกโลหะแต่ต้องใช้วิธีป้องกันสนิมแบบอื่นร่วมด้วยคุณสมบัติของโลหะที่เกี่ยวข้องกับการเกิดสนิมและป้องกันสนิมที่ต้องกล่าวถึงในที่นี้อย่างขาดไม่ได้คือ ความสัมพันธ์ระหว่างศักย์ไฟฟ้าของโลหะและค่า pH ของสารกัดกร่อน (Pourbaix Diagram) จากรูปที่ 2 เป็น Pourbaix Diagram อย่างง่ายระหว่างเหล็กกับน้ำที่อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส (จากหนังสือ Principles of Corrosion Engineering and Corrosion Control) ซึ่งในรูปที่ 2 จะประกอบด้วย 3 ส่วนสำคัญคือ
1. Corrosion คือส่วนที่เหล็กเป็นสนิม
2. Passivation คือส่วนของการเกิดออกไซด์ฟิล์ม ซึ่งหากฟิล์มที่เกิดขึ้นมีการยึดเกาะที่ดีและอากาศหรือความชื้นไม่สามารถแทรกผ่านได้ ฟิล์มดังกล่าวจะช่วยทำให้เหล็กไม่เกิดสนิมต่อไป
3. Immunity คือส่วนที่เหล็กจะไม่เป็นสนิม
Poubaix Diagram จะมีส่วนสำคัญเป็นอย่างมากในการทำความเข้าใจกับการป้องกันสนิมวิธีต่างๆ ที่จะได้กล่าวถึงในภายหลังต่อไปสำหรับเกร็ดความรู้จาก TMP ในวันนี้คงต้องพอเพียงเท่านี้ก่อนนะครับ และทาง TMP จะกลับมานำเสนอวิธีการป้องกันสนิมรูปแบบอื่นๆ ให้ทราบในวันหลังต่อไป หากท่านใดมีคำถามหรือข้อสงสัยเกี่ยวกับการป้องกันสนิมที่ทาง TMP สามารถช่วยได้ ทางเราก็ยินดีที่จะตอบคำถามหรือให้คำปรึกษาครับ
