คุณปกป้องพื้นผิวโลหะได้อย่างไร?

โลหะพื้นผิวแพร่หลายในการผลิตอุตสาหกรรมวิศวกรรมการก่อสร้างและชีวิตประจำวัน แต่พวกเขามีความอ่อนไหวต่อการกัดกร่อนการสึกหรอและการพังทลายของสิ่งแวดล้อม เพื่อยืดอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์โลหะและรักษาประสิทธิภาพการป้องกันพื้นผิวโลหะที่มีประสิทธิภาพเป็นสิ่งสำคัญ ในบรรดาวิธีการป้องกันที่หลากหลายตัวแทนบำบัดเคมีมีบทบาทที่ไม่สามารถถูกแทนที่ได้เนื่องจากประสิทธิภาพเศรษฐกิจและความสะดวกในการดำเนินงาน บทความนี้จะมุ่งเน้นไปที่สารเคมีบำบัดสำรวจวิธีการปกป้องพื้นผิวโลหะทางวิทยาศาสตร์และมีประสิทธิภาพ

สารฟอสเฟตเป็นหนึ่งในสารเคมีบำบัดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการป้องกันพื้นผิวโลหะ หน้าที่หลักของพวกเขาคือการสร้างฟิล์มฟอสเฟตหนาแน่นบนพื้นผิวโลหะผ่านปฏิกิริยาทางเคมี ฟิล์มนี้มักจะมีไมโครมิเตอร์หลายตัวถึงความหนาหลายสิบไมโครเมตรและมีการยึดเกาะที่ยอดเยี่ยมและความต้านทานการกัดกร่อน หลักการทำงานของสารฟอสเฟตคือการทำปฏิกิริยากับไอออนของโลหะ (เช่นไอออนเหล็ก) บนพื้นผิวโลหะในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดเพื่อสร้างฟอสเฟตที่ไม่ละลายน้ำซึ่งจะค่อยๆสะสมเป็นฟิล์ม ตัวแทนฟอสเฟตทั่วไป ได้แก่ ฟอสเฟตที่ใช้สังกะสีตัวแทนตัวแทนฟอสเฟตที่ใช้แมงกานีสและสารฟอสเฟตที่ใช้เหล็ก จากสังกะสี

สารฟอสเฟตเหมาะสำหรับพื้นผิวเหล็กส่วนใหญ่และสามารถสร้างฟิล์มฟอสเฟตสีเทา-ขาวที่มีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีทำให้พวกเขาใช้กันอย่างแพร่หลายในยานยนต์การผลิตเครื่องจักรและอุตสาหกรรมอื่น ๆ สารฟอสเฟตที่ใช้แมงกานีสสร้างฟิล์มฟอสเฟตสีดำที่มีความแข็งและความต้านทานการสึกหรอสูงขึ้นซึ่งมักใช้สำหรับการรักษาพื้นผิวของชิ้นส่วนเชิงกลที่ต้องใช้แรงเสียดทานบ่อยเช่นเกียร์และแบริ่ง สารฟอสเฟตที่ใช้เหล็กนั้นค่อนข้างต้นทุนต่ำและเหมาะสำหรับการป้องกันพื้นผิวโลหะที่มีความต้องการต่ำเช่นการรักษาพื้นผิวของตัวยึดธรรมดา

ตัวแทน Passivation เป็นอีกประเภทหนึ่งของสารเคมีบำบัดส่วนใหญ่ที่ใช้สำหรับการป้องกันพื้นผิวของสแตนเลส, อลูมิเนียมและโลหะผสมของพวกเขา กระบวนการ passivation สามารถสร้างฟิล์มออกไซด์หนาแน่นบนพื้นผิวโลหะซึ่งแยกโลหะออกจากสภาพแวดล้อมภายนอกและป้องกันการกัดกร่อน สำหรับสแตนเลสสาร passivation มักจะเป็นสารละลายที่ใช้กรดไนตริกหรือกรดซิตริก การผ่านกรดไนตริกสามารถสร้างฟิล์มออกไซด์ที่อุดมไปด้วยโครเมียมบนพื้นผิวของสแตนเลสได้อย่างรวดเร็วซึ่งเป็นการปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนอย่างมีนัยสำคัญ อย่างไรก็ตามเนื่องจากลักษณะออกซิไดซ์ที่แข็งแกร่งและการกัดกร่อนของกรดไนตริกการป้องกันสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัยในการดำเนินงานจำเป็นต้องได้รับความสนใจในระหว่างการใช้งาน Citric Acid Passivation เป็นทางเลือกที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น นอกจากนี้ยังสามารถสร้างฟิล์ม passivation ที่มีเสถียรภาพบนพื้นผิวของสแตนเลสและมีข้อดีของความเป็นพิษต่ำและการรักษาของเหลวของเสียที่ง่ายดังนั้นจึงเป็นที่ชื่นชอบมากขึ้นโดยองค์กร สำหรับอลูมิเนียมและโลหะผสมของมันตัวแทนโครเมต passivation เคยใช้กันอย่างแพร่หลาย แต่เนื่องจากความเป็นพิษสูงของโครเมียมเฮกซาวาเลนท์พวกเขาจะค่อยๆถูกแทนที่ด้วยตัวแทนการพาสเซชันที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ตัวแทนของโครเมียม trivalent สามารถสร้างฟิล์ม passivation ที่ไม่มีสีหรือสีเหลืองอ่อนบนพื้นผิวของโลหะผสมอลูมิเนียมที่มีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีและการยึดเกาะและตอบสนองความต้องการการป้องกันสิ่งแวดล้อม ตัวแทน Silane Passivation สร้างพันธะทางเคมีกับพื้นผิวโลหะผ่านการไฮโดรไลซิสและปฏิกิริยาการควบแน่นทำให้เกิดฟิล์มไซเลนหนาแน่นซึ่งมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมและยังสามารถปรับปรุงการยึดเกาะของการเคลือบที่ตามมา

สารยับยั้งการกัดกร่อนเป็นสารเคมีที่สามารถยับยั้งการกัดกร่อนของโลหะเมื่อเพิ่มเข้าไปในตัวกลางในปริมาณเล็กน้อย พวกเขาใช้กันอย่างแพร่หลายในการป้องกันพื้นผิวโลหะในระบบน้ำหล่อเย็นท่อส่งน้ำมันและของเหลวแปรรูปโลหะ ตามกลไกของการกระทำสารยับยั้งการกัดกร่อนสามารถแบ่งออกเป็นสารยับยั้งการกัดกร่อนของขั้วบวก, สารยับยั้งการกัดกร่อนของแคโทดและสารยับยั้งการกัดกร่อนแบบผสม สารยับยั้งการกัดกร่อนของขั้วบวกสามารถสร้างฟิล์มป้องกันบนขั้วบวกของโลหะบล็อกปฏิกิริยาขั้วบวกและยับยั้งการกัดกร่อน ตัวอย่างเช่นโครเมตและไนไตรต์เป็นสารยับยั้งการกัดกร่อนแบบอโนดิคทั่วไป แต่เนื่องจากความเป็นพิษของพวกเขาการประยุกต์ใช้ของพวกเขาจึงถูก จำกัด สารยับยั้งการกัดกร่อนของแคโทดสามารถชะลอปฏิกิริยาของ cathodic โดยการลดความเข้มข้นของสารออกซิแดนท์ในสื่อหรือก่อตัวขึ้นบนพื้นผิว cathodic ตัวอย่างเช่นเกลือสังกะสีสามารถก่อตัวเป็นไฮดรอกไซด์สังกะสีบนพื้นผิวแคโทดของเหล็กยับยั้งปฏิกิริยาของแคโทด สารยับยั้งการกัดกร่อนแบบผสมมีทั้งผลการยับยั้งขั้วบวกและ cathodic และประสิทธิภาพการยับยั้งของพวกเขาสูงขึ้น ตัวอย่างเช่นเอมีนอินทรีย์และอนุพันธ์ของพวกเขาเป็นสารยับยั้งการกัดกร่อนแบบผสมกันซึ่งสามารถดูดซับบนพื้นผิวโลหะเพื่อสร้างฟิล์มป้องกันซึ่งจะยับยั้งการกัดกร่อน

นอกเหนือจากสารเคมีบำบัดทั่วไปข้างต้นแล้วยังมีสารเคมีบำบัดพิเศษสำหรับวัสดุโลหะหรือสภาพแวดล้อมการใช้งานเฉพาะ ตัวอย่างเช่นสำหรับโลหะผสมทองแดงและทองแดง benzotriazole (BTA) และอนุพันธ์ของมันคือสารยับยั้งการกัดกร่อนที่มีประสิทธิภาพซึ่งสามารถสร้างฟิล์มที่ซับซ้อนที่มีเสถียรภาพบนพื้นผิวของทองแดงป้องกันไม่ให้ทองแดงถูกสึกกร่อนด้วยอากาศน้ำและสื่ออื่น ๆ สำหรับแมกนีเซียมและแมกนีเซียมอัลลอยด์ซึ่งมีการใช้งานสูงและมีแนวโน้มที่จะกัดกร่อนการเคลือบสารเคมีเช่นการเคลือบฟอสเฟตและการเคลือบโครเมตจะใช้เพื่อการป้องกัน อย่างไรก็ตามคล้ายกับโลหะผสมอลูมิเนียมแมกนีเซียมอัลลอยด์ก็ค่อยๆนำสารบำบัดที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมาใช้เพื่อแทนที่การเคลือบโครเมตที่เป็นพิษ

เมื่อใช้สารเคมีบำบัดเพื่อป้องกันพื้นผิวโลหะจำเป็นต้องเลือกสารบำบัดที่เหมาะสมตามประเภทของโลหะสภาพแวดล้อมการใช้งานและการป้องกันความต้องการและทำตามขั้นตอนการดำเนินงานอย่างเคร่งครัด ก่อนการรักษาพื้นผิวโลหะจะต้องทำความสะอาดอย่างละเอียดเพื่อกำจัดน้ำมันสนิมและสิ่งสกปรกอื่น ๆ เพื่อให้แน่ใจว่าคุณภาพของฟิล์มบำบัดสารเคมี ในเวลาเดียวกันควรให้ความสนใจกับการควบคุมพารามิเตอร์การรักษาเช่นอุณหภูมิเวลาและความเข้มข้นของตัวแทนการรักษาเนื่องจากพารามิเตอร์เหล่านี้ส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพของฟิล์มการรักษา หลังการรักษาพื้นผิวโลหะควรถูกล้างอย่างถูกต้องและทำให้แห้งเพื่อหลีกเลี่ยงสารบำบัดที่เหลือทำให้เกิดการกัดกร่อนทุติยภูมิ

โดยสรุปสารเคมีบำบัดมีบทบาทสำคัญในการป้องกันพื้นผิวโลหะ สารฟอสเฟต, สาร passivation, สารยับยั้งการกัดกร่อนและสารเคมีอื่น ๆ สามารถสร้างฟิล์มป้องกันบนพื้นผิวโลหะผ่านปฏิกิริยาทางเคมีที่แตกต่างกันหรือยับยั้งการกัดกร่อนของโลหะโดยการเปลี่ยนสภาพแวดล้อมขนาดกลางจึงช่วยปกป้องพื้นผิวโลหะได้อย่างมีประสิทธิภาพ ด้วยการปรับปรุงข้อกำหนดการป้องกันสิ่งแวดล้อมอย่างต่อเนื่องและการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีจะได้รับการพัฒนาและนำไปใช้สารเคมีที่มีประสิทธิภาพและมีประสิทธิภาพมากขึ้น