زنگزدگی فلز علاوه بر خرابی ظاهر آن، به ساختار سطح آسیب میرساند و هزینه تعمیر یا تعویض را افزایش میدهد. در تجربه بررسی فرآیندهای زنگزدایی، یکی از نکات مهم این است که نمیتوان روشی ثابت را برای تمام قطعات فلزی مناسب دانست. نوع فلز، ضخامت و میزان زنگزدگی، شرایط محیط و مرحلهای که قطعه بعد از زنگزدایی طی خواهد کرد؛ باید در انتخاب روش بررسی شوند. در میان روشهای صنعتی، استفاده از مواد شیمیایی به ویژه اسید فسفریک جایگاه ویژهای دارد. این ماده با ترکیبات موجود در لایه زنگ واکنش نشان میدهد و سطح فلز را برای مراحل بعدی آماده میکند. کیفیت اسید فسفریک نیز به خوراک مورد استفاده در تولید آن ارتباط دارد و تامین خاک فسفات از سوریه از نکات حائز اهمیت در روند تولید این محصول است. در ادامه، روشهای صنعتی زنگزدایی و نقش اسید فسفریک را در این فرآیند بررسی میکنیم.
انواع روشهای صنعتی زنگزدایی فلزات
انتخاب روش مناسب برای زنگزدایی صنعتی به جنس فلز، شدت خوردگی، ابعاد قطعه و استانداردهای مورد نیاز بستگی دارد. در صنایع خودروسازی، تولید قطعات فلزی، تجهیزات کارخانهای و سازههای فولادی، روشهای مختلفی برای پاکسازی سطوح زنگزده به کار میروند. بهطورکلی، روشهای صنعتی زنگزدایی را در چند گروه اصلی میتوان بررسی کرد:
- زنگزدایی مکانیکی
در روش مکانیکی، لایههای زنگ و آلودگیهای سطحی با استفاده از ابزارهای فیزیکی از روی فلز جدا میشوند. برس سیمی، دستگاه سنگزنی، سنباده صنعتی و تجهیزات پاشش ساینده مانند سندبلاست، از ابزارهای رایج در این روش هستند. زنگزدایی مکانیکی برای قطعات بزرگ، سازههای فولادی و سطوحی که به پاکسازی سریع نیاز دارند، کاربردی هستند.
با این حال، میزان فشار و نوع ساینده باید متناسب با جنس و ضخامت قطعه انتخاب شود. استفاده نادرست از ابزارهای مکانیکی، باعث ایجاد خراش، تغییر زبری سطح یا کاهش ضخامت بخشهای حساس گردد. به علاوه، دسترسی به نقاط داخلی و پیچیده قطعات همیشه آسان نیست.
- زنگ زدایی شیمیایی
یکی دیگر از روشهای صنعتی زنگزدایی برای حذف یا تبدیل ترکیبات زنگ از سطح فلز، زنگزدایی شیمیایی است. در این روش، مواد شیمیایی مشخصی با اکسیدهای آهن واکنش نشان میدهند و به پاکسازی سطح کمک میکنند. اسیدهای معدنی مانند اسید کلریدریک و اسید سولفوریک در برخی فرآیندهای اسیدشویی صنعتی استفاده میشوند. اسید فسفریک نیز به دلیل واکنش با ترکیبات زنگ و قابلیت ایجاد لایههای فسفاتی در شرایط مناسب، در برخی کاربردهای زنگزدایی و امادهسازی سطوح فلزی مورد توجه قرار دارد.
در انتخاب ماده شیمیایی، قدرت واکنس، جنس فلز، غلظت محلول، دما، مدت تماس و شیوه آبکشی باید مورد بررسی قرار بگیرند. تماس طولانی یا غلظت نامناسب اسید به خوردگی فلز منجر میشود.
- زنگزدایی الکتروشیمیایی
در روش الکتروشیمیایی، با استفاده از جریان الکتریکی و یک الکترولیت مناسب، واکنشهایی ایجاد میشود که به حذف محصولات خوردگی از سطح فلز کمک میکند. این روش در برخی کاربردهای تخصصی و برای قطعاتی که به کنترل دقیق فرآیند نیاز دارند، استفاده میشود.
انتخاب الکترولیت، تنظیم جریان و ولتاژ و کنترل زمان عملیات، از عوامل مهم در این روش هستند. زنگزدایی الکتروشیمیایی برای همه قطعات و آلیاژها مناسب نیست و پیش از اجرای صنعتی باید سازگاری آن با جنس قطعه و شرایط کاری بررسی شود.
نقش اسید فسفریک در زنگزدایی صنعتی
اسید فسفریک یکی از مواد شیمیایی مورد استفاده در برخی فرآیندهای زنگزدایی و آمادهسازی سطوح فلزی است. این ماده در اثر واکنش با اکسیدهای آهن موجود در زنگ، به تبدیل بخشی از محصولات خوردگی به ترکیبات فسفاتی کمک میکند. این واکنش در شرایط کنترلشده، به پاکسازی سطح و آمادهسازی آن برای پوششدهی یا رنگآمیزی کمک میکند.
یکی از ویژگیهای مهم اسید فسفریک، امکان استفاده از آن در فرآیندهایی بوده که هدفشان علاوه بر حذف رنگ، بهبود شرایط سطح برای مراحل بعدی است. در کاربرد صنعتی، خلوص و کیفیت اسید فسفریک حائز اهمیت است؛ زیرا ناخالصیهای موجود در ماده اولیه یا محصول نهایی بر عملکرد فرآیند اثر میگذارد.
مقایسه روشهای صنعتی زنگزدایی
انتخاب روش مناسب به شدت زنگزدگی، جنس قطعه، دقت مورد نیاز و شرایط ادامه فرآیند بستگی دارد. در جدول زیر، تفاوت روشهای رایج را از نظر نحوه اجرا، کاربرد و محدودیت نشان میدهد:
| روش زنگ زدایی | نحوه عملکرد | کاربردهای رایج | مزیت اصلی | محدودیت |
| مکانیکی | حذف فیزیکی زنگ با ابزار و مواد ساینده | سازه های فلزی، قطعات بزرگ، سطوح گسترده | سرعت مناسب و اجرای مستقیم | احتمال ایجاد خراش یا تغییر زبری سطح |
| شیمیایی | واکنش ماده شیمیایی با ترکیبات زنگ | قطعات صنعتی و آماده سازی سطح | دسترسی بهتر به نقاط پیچیده | نیاز به کنترل غلظت، دما و زمان تماس |
| اسیدشویی | حل یا تبدیل لایه های اکسیدی با محلول اسیدی | قطعات فولادی و فرآیندهای آماده سازی | پاکسازی موثر لایه های اکسیدی | نیازمند تجهیزات و الزامات ایمنی |
| الکتروشیمیایی | ایجاد واکنش کنترل شده با جریان الکتریکی | قطعات و کاربردهای تخصصی | قابلیت کنترل فرآیند | مناسب نبودن برای همه فلزات و شرایط |
| فسفاته کاری | تشکیل لایه فسفاتی روی سطح فلز | آماده سازی پیش از رنگ و پوشش | بهبود شرایط سطح برای پوشش دهی | نیاز به کنترل دقیق محلول و فرآیند |
جمع بندی
روشهای صنعتی زنگزدایی با توجه به جنس فلز، شدت خوردگی و شرایط فرآیند انتخاب میشوند. شیمی کانه ایرانیان به عنوان تنها تولیدکننده اسید فسفریک شفاف در ایران، در زمینه تولید و کنترل کیفیت اسید فسفریک از خاک فسفات سوریه فعالیت میکند. این شرکت دانش بنیان با تمرکز بر کنترل فرآیند و کیفیت محصول، اسید فسفریک شفاف با خلوص بالا را برای کاربردهای صنعتی تولید میکند. چنین محصولی در فرآیندهایی که کیفیت و مشخصات شیمیایی ماده مورد استفاده اهمیت دارد، مورد توجه قرار میگیرد.
