การกัดกร่อนในเหล็กหรือ “สนิม” มีสาเหตุมาจากเหล็กเอชบีมไม่ได้เป็นวัสดุที่เสถียรในเชิงเคมีและจะพยายามกลับตัวไปสู่สถานะ ภาพเดิมคือ เหล็กออกไซด์ (Iron Oxide) และแร่เหล็ก (Iron Ore) โดยการขึ้นสนิมเป็นผลลัพธ์ของกระบวนการทางเคมีและไฟฟ้าระหว่างเหล็กและสิ่งแวดล้อม เมื่อผิวเหล็ก ความชื้น และออกซิเจน มาทำปฏิกิริยากัน เนื่องจากสนิมทำให้ความแข็งแรงของเหล็กลดลง ดังนั้นจึงต้องมีกระบวนการป้องกันรักษาผิวเหล็กเอชบีม ซึ่งทั่วไปนิยมใช้วิธีป้องกันการเกิดสนิมอยู่ 2 วิธี คือ การเคลือบผิวด้วยสี และการชุบเคลือบผิวด้วยสังกะสีแบบจุ่มร้อน
ที่มาภาพ : https://www.hippopx.com/th/rusty-texture-metal-textured-metal-surfaces-iron-sheet-162788
1. การเคลือบผิวด้วยสี เป็นการทาสีเคลือบผิวเหล็กเอชบีมเป็นลักษณะของชั้นฟิล์ม โดยสีจะทำหน้าที่ปกป้องผิวของเหล็กเอชบีมไม่ให้สัมผัสกับความชื้นและเคมีโดยตรง การเคลือบกันสนิม มีขั้นตอนการดำเนินงาน ดังนี้
1.1 การทำความสะอาดพื้นผิวเหล็กเอชบีม คือ การทำความสะอาดคราบน้ำมัน สารเคมี หรือสารปนเปื้อนต่าง ๆ ที่ติดอยู่บนผิวเหล็ก รวมถึงการกำจัดรอยต่าง ๆ และข้อบกพร่องบนพื้นผิว อาทิเช่น รอยเชื่อมที่ไม่เรียบ สแลก (Slag) ที่เหลือจากกระบวนการเชื่อมประกอบ เป็นต้น
1.2 การเตรียมผิวเหล็กเอชบีมให้เป็นไปตามมาตรฐาน The Society for Protective Coatings (SSPC) ที่กำหนดตามความจำเป็นของงาน ได้แก่ การใช้สารละลาย (Solvent Cleaning) การใช้เครื่องมืออุปกรณ์ที่ใช้แรงคน (Hand tool cleaning) การใช้เครื่องมืออุปกรณ์ไฟฟ้า (Power Tool Cleaning) การพ่นทราย (Blast Cleaning) เป็นต้น
1.3 การเคลือบสีรองพื้น เพื่อป้องกันผิวของเหล็กเอชบีมไม่ให้สัมผัสกับอากาศหรือความชื้นโดยตรง ทำให้อายุการใช้งานของโครงสร้างเหล็กยาวนาน
1.4 การเคลือบสีกันไฟ เนื่องจากพระราชบัญญัติควบคุมอาคาร พ.ศ. 2522 และกฏกระทรวงซึ่งออกตามความในพระราชบัญญัติดังกล่าวได้กำหนดให้ใช้วัสดุกันไฟ กับโครงสร้างหลักของอาคารเพื่อชะลอการยุบตัวหรือพังทลายของอาคาร อันอาจก่อให้เกิดความเสียหายต่อชีวิตและทรัพย์สิน
1.5 การเคลือบสีทับหน้าเหล็กเอชบีม เพื่อป้องกันความชื้นที่เป็นสาเหตุการเกิดสนิม และเพื่อให้ได้สีตรงตามความต้องการของลูกค้า นอกจากนี้ สีทับหน้าบางชนิดยังสามารถป้องกันรังสี UV ซึ่งทำให้สีกันไฟและสีรองพื้นเกิดการเสื่อมสภาพ
2. การชุบเคลือบสังกะสีแบบจุ่มร้อน (Hot-Dipped Galvanized) เป็นการเคลือบผิวเหล็กเอชบีมด้วยสังกะสี โดยการจุ่มเหล็กลงในอ่างสังกะสีเหลวแล้วยกขึ้น ทำให้ออกซิเจน ความชื้น และโดยเฉพาะอย่างยิ่งคลอไรด์ (Chloride) ซึ่งมีฤทธิ์กัดกร่อนเหล็กได้ดี ไม่สามารถสัมผัสและทำปฏิกิริยากับเหล็กได้ นอกจากนี้ยังเป็นการป้องกันแบบแคโทดิก (Cathodic Protection) กล่าวคือ สังกะสีเป็นโลหะที่มีค่าศักย์ไฟฟ้าต่ำกว่าเหล็กจึงเกิดปฏิกิริยาเคมีกัดกร่อนก่อนเหล็กเป็นโลหะที่ มีค่าศักย์ไฟฟ้าสูงกว่า ขั้นตอนวิธีการชุบเคลือบสังกะสีแบบจุ่มร้อนมีดังนี้
2.1 การกำจัดสิ่งสกปรก (Soil and Grease Removal – Caustic Cleaning) โดยใช้สารละลายด่างล้างสิ่งสกปรก คราบไขมันต่าง ๆ ตลอดจนถึงเศษดินออกให้สะอาด
2.2 การล้างด้วยน้ำ (Rinsing) ใช้น้ำสะอาดล้างชิ้นงานที่ผ่านการแช่สารละลายด่าง และสารละลายกรดเพื่อกำจัดสภาพด่างและกรดออกจากผิวชิ้นงาน
2.3 การกัดด้วยกรด (Pickling) ใช้สารละลายกรด เช่น กรดซัลฟิวริก กรดไฮโดรคลอริก ทำความสะอาดผิวโลหะ เพื่อกำจัดฟิล์มออกไซด์และสิ่งปนเปื้อนผิวโลหะออกไป
2.4 การแช่น้ำยาประสาน (Fluxing) โดยนำชิ้นงานเหล็กเอชบีมมาแช่ในน้ำยาประสาน (สารละลายซิงค์แอมโมเนียมคลอไรด์ – Zinc Ammonium Chloride Solution) เพื่อปรับความตึงผิวของเหล็ก ให้มีความเหมาะสมกับการเคลือบด้วยสังกะสีหลอม เหลว
2.5 การชุบเคลือบสังกะสี (Galvanizing) นำชิ้นงานเหล็กเอชบีมที่จะชุบเคลือบไปแช่ในอ่างสังกะสีหลอมเหลว (อุณหภูมิประมาณ 435 – 455 °C) สังกะสีจะเคลือบติดกับเนื้อเหล็กหนาขึ้นตามเวลาที่ทำการแช่
การป้องกันสนิมของเหล็กเอชบีมทั้ง 2 วิธี มีข้อดีและข้อเสียแตกต่างกันไป ขึ้นกับสภาพแวดล้อมทางภูมิศาสตร์ และการใช้งานเหล็กเอชบีม ปัจจุบัน SYS ได้พัฒนาสินค้าเหล็ก SYS พร้อมระบบป้องกันสนิม เพื่อความสะดวกสบายของผู้ที่จะใช้งานเหล็ก โดยจะมาให้รายละเอียดในบทความตอนต่อไปครับ
ขอบคุณข้อมูลจากhttps://www.syssteel.com