สนิม

คราบสนิม

สนิม เกิดจากการทำปฏิกิริยากันระหว่าง ออกซิเจนและธาตุเหล็ก เกิดเป็นรอยของการเกิดการผุกร่อน เป็น Corrosion ประเภทหนึ่งซึ่งมักเกิดกับโลหะจำพวกเหล็ก

ปฏิกิริยาการเกิดสนิมเหล็ก

เป็นปฏิกิริยาที่พบเห็นได้ง่าย กับสิ่งก่อสร้างต่าง ๆ ที่มีเหล็กเป็นองค์ประกอบ แต่เป็นปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นอย่างช้าๆ อาจจะกินเวลายาวนาน เกิดขึ้นเมื่อมีเหล็กสัมผัสกับน้ำและความชื้น โดยจะค่อย ๆ สึกกร่อน กลายเป็นเหล็กออกไซด์ มีชื่อทางเคมีว่า ไฮเดรตเฟอริกออกไซด์ หรือที่เรารู้จักกันว่า สนิมเหล็ก (Fe2O3.XH2O3) มีลักษณะเป็นคราบสีแดง ซึ่งไม่สามารถเกาะอยู่บนผิวของเหล็กได้อย่างเหนียวแน่น สามารถหลุดออกออกไปได้ง่าย ทำให้เนื้อเหล็กที่อยู่ชั้นในสามารถเกิดสนิมต่อจนกระทั่งหมดทั้งชิ้น กระบวนการเกิดสนิมค่อนข้างซับซ้อน โดยมีปัจจัยคือ น้ำและออกซิเจน ซึ่งมีอยู่ทั่วไปในบรรยากาศโลก เหล็กจะเกิดสนิมเร็วขึ้นในบางสภาวะ เช่น สภาวะที่เป็นกรด ตามชายทะเลที่ไอเกลือเข้มข้น เป็นต้น

การป้องกันเหล็กไม่ให้เกิดสนิม

1) ใช้วิธีการการเคลือบผิวเหล็ก เพื่อป้องกันไม่ให้เนื้อเหล็กสัมผัสกับน้ำและอากาศโดยตรง เช่น การทาสี การชุบโลหะ อาทิ ดีบุก สังกะสี วิธีนี้มักใช้งานขนาดเล็กหรือกลาง ข้อเสียของวิธีนี้คือ ผิวเคลือบชนิดนี้ สามารถหลุดออกได้ง่าย ทั้งกายภาพและเคมี และผิวเคลือบบางชนิดยังเร่งให้เกิดสนิมเร็วขึ้น เช่น ดีบุก เป็นต้น

2) ใช้วิธีทำให้เป็นเหล็กกล้าไร้สนิม (Stainless steel) โดยการเติมธาตุอื่นๆที่สามารถทำให้เกิดชั้นฟิล์มบางๆขึ้นที่ผิวเหล็ก เช่น โครเมียม นิกเกิล ธาตุเหล่านี้จะสามารถสามารถสร้างฟิล์มบางๆที่ติดแน่นบนผิวเหล็ก ช่วยป้องกันไม่ให้เนื้อเหล็กสัมผัสกับบรรยากาศโดยตรง ผิวเคลือบชนิดนี้นี้มีความคงทนทั้งทางกายภาพและเคมี เหล็กกล้าไร้สนิมมีหลายเกรด แต่ละเกรดก็จะมีส่วนผสมที่ต่างกันออกไป ขึ้นอยู่กับความต้องการในการใช้งานแต่ละประเภท

3) วิธีการป้องกันแบบแคโทดิก โดยใช้โลหะกันกร่อน ผูกติดกับชิ้นงานที่ต้องการไม่ให้เกิดสนิม โลหะที่นิยมใช้เป็นโลหะกันกร่อน เช่น แมกนีเซียม สังกะสี อะลูมีเนียมที่ทำการขัดผิวออกแล้ว

4) ใช้วิธีการใช้กระแสไฟฟ้าเพื่อให้เหล็กมีศักย์ไฟฟ้าสูงกว่าบริเวณใกล้เคียง (อังกฤษ: Impressed Current) ซึ่งจะทำให้เหล็กไม่เกิดการสูญเสียอิเล็กตรอนและกลายเป็นสนิม วิธีนี้สามารถป้องกันการเกิดสนิมได้ทุกสภาพแวดล้อม แตมีค่าใช้จ่ายที่สูง และต้องอาศัยแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้าซึ่งไม่สะดวกกบการโยกย้ายไปมา จึงเหมาะสมกับโครงสร้างใหญ่ๆ ที่ต้องใช้งานในสภาพแวดล้อมที่เสี่ยงต่อการเกิดสนิมอย่างรุนแรง เช่น ท่อที่ฝังอยู่ใต้ดิน ท่อส่งน้ำมันใต้ทะเล เป็นต้น

แหล่งข้อมูลอื่น

• การป้องกันการเกิดสนิมเหล็ก เก็บถาวร 2008-03-27 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน ข้อมูลจากวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย