پیگمنت های ضد خوردگی

نگهداری، تعمیر و تعویض قطعات و سازه‌های فلزی که دچار خوردگی می‌شوند، هزینه‌های بالایی را طلب می‌کند. خسارت‌های مستقیم و غیرمستقیم ناشی از خوردگی در کشورهای صنعتی افزون‌بر ۴ درصد تولید ناخالص ملی آنها است؛

این در حالی است که بیش از ۴۰ درصد از خوردگی فلزات به دلیل انتخاب نامناسب مواد، طراحی غیراصولی و استفاده نکردن از پوشش‌های کارآمد و بادوام رخ می‌دهد که البته تمام این موارد قابل برطرف کردن بوده و خوردگی ناشی از آن قابل پیشگیری است. خوردگی یکی از پرهزینه‌ترین مسائل و مشکلات برای صنعت است که سبب اتلاف هزینه‌های بسیار زیاد و صرف وقت و کار نیروی انسانی در این زمینه می‌شود. این هزینه‌ها می‌تواند به طور مستقیم در استفاده از رنگ‌ها و مواد بازدارنده در فرآیند خوردگی، تعمیر قطعات فلزی یا استفاده از فولاد صرف شود و به طور غیرمستقیم در هزینه‌های ناشی از خرابی، خطرات زیست‌محیطی، تعطیلی و ازکارافتادگی یک کارخانه تاثیرگذار باشد. امروزه هزینه سالانه خوردگی به اضافه هزینه حفاظت، از ۲۰۰ دلار تا ۳ هزار دلار سرانه در کشورهای پیشرفته صنعتی می‌رسد که حدود ۳/۵ تا ۵ درصد درآمد ناخالص ملی آن کشورهاست. خوردگی مربوط به فرآیندهای عملیاتی شامل انتقال اسیدهای آلی و ذرات سولفور به ویژه در دماهای بالا و همچنین مربوط به قسمت‌های انتقال آب مربوط به خوردگی در اثر واکنش رطوبت و اکسیژن با فلز است. مقدار مبالغ مصرف شده در کنترل خوردگی، تحت تاثیر شرایط اقتصادی در آن صنعت است. به عنوان نمونه، سیستم تولیدی یک پالایشگاه، نیروی حیاتی آن است. آسیب‌دیدگی در هر مخزن تولیدی، به ویژه در خطوط مخازن اصلی هزینه گزافی را به پالایشگاه تحمیل می‌کند که این هزینه‌ها بسیار بالاتر از هزینه نگهداری و حفاظت آنها است. از نظر اقتصادی پالایشگاه‌ها وابسته به قیمت بازار جهانی هستند. (از سال ۱۹۸۱م تعداد پالایشگاه‌ها در امریکا از ۳۲۴ به ۱۳۶ افت کرده است) در سال ۲۰۰۱م هزینه خوردگی گزارش‌شده در امریکا ۲۷۶ بیلیون دلار در سال تخمین زده شده‌است. از این رو باید از این خسارت‌ها و هزینه‌های احتمالی جلوگیری کرد. یکی از متداول‌ترین روش‌های محافظت در برابر خوردگی اعمال پوشش آلی است. ۸۵ تا ۹۰ درصد تمام سطوح فلزی در جهان با پوشش‌های آلی پوشیده شده‌اند. استفاده از رنگدانه‌های ضد خوردگی در پوشش آلی، مقاومت آن را در برابر خوردگی به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهد. رنگدانه‌های سدکننده، دسته‌ای از رنگدانه‌های ضد خوردگی هستند که به‌صورت فیزیکی به اثر ممانعتی فیلم رنگ می‌افزایند. بدین معنی که میزان نفوذپذیری فیلم رنگ در برابر عوامل خورنده را کم می‌کنند. این رنگدانه‌ها از نظر شیمیایی خنثی بوده و غیرفعال به شمار می‌روند ( به غیر از رنگدانه آلومینیوم ورقه‌ای که به لحاظ شیمیایی فعال است). رنگدانه‌های سدکننده به‌طور معمول به اشکال ورقه‌ای، صفحه‌ای و لایه‌ای هستند. این اشکال خاص رنگدانه، دیواره‌ای در مقابل نفوذ عوامل خورنده تشکیل داده و به افزایش طول موثر مسیر عوامل خورنده مانند آب و اکسیژن به سطح فلز منجر می‌شوند. رنگدانه‌هایی نظیر میکا، اکسید آهن میکائی، پرک آلومینیوم و برنز، زینک فسفات و در نهایت پرک شیشه که به پیگمنت‌های سدکننده معروف است که موجب بلوکه شدن عوامل خورنده شده و مسیر عبور این عوامل را تا رسیدن به فلز طولانی می‌کنند. پوشش ضد خوردگی برپایه رزین اپوکسی و پیگمنت پرک شیشه با توجه به‌ویژهیات کاربردی و خواص خوردگی، مکانیکی، سایشی و… مورد بررسی قرار گرفته است.

به ۷ دلیل عمده، محافظت از فلزات در برابر خوردگی مورد نیاز است:

۱ـ حفظ ظاهر سطوح به منظور کاربری نهایی

۲ـ نگهداری شکل و اندازه ابعاد سطح مورد نظر

۳ـ جلوگیری از اتلاف منابع اولیه و مواد خام

۴ـ حفظ و افزایش ارزش افزوده و جلوگیری از تغییرات نامطلوب در خواص فیزیکی آن

۵ـ تضمین عملیات نهایی روی ورق‌های خام

۶ـ کاهش هزینه‌های نگهداری

۷ـ اطمینان از کارکرد و کارآیی دستگاه‌ها و تجهیزات فلزی

 همچنین برحسب نوع فرآیند، روش‌های محافظت به ۲دسته دائمی و موقت تقسیم می‌شوند. در روش‌های دائمی، سطح مورد نظر به وسیله پوشش‌های آلی نظیر رزین‌های سنتزی یا پوشش‌دهی به روش رسوب الکتریکی مانند پوشش‌های روی به مدت بسیار طولانی در مقابل پدیده خوردگی مقاومت می‌کنند. در روش‌های محافظت موقت، از یک سیال مانند گریس‌ها، روغن‌ها، واکس‌ها و اسپری‌ها برای جلوگیری از خوردگی استفاده می‌شود.