כל מה שרציתם לדעת על קורוזיה, חלודה והמניעה שלהן

מאת: אורי ברקן

מקור המילה "קורוזיה" הוא במילה הלטינית “corrodere”, שהפירוש שלה– לאכול. אמנם, בדרך כלל הקורוזיה מזוהה עם מתכות, אבל גם אבנים, עץ וחומרים פלסטיים אחרים חשופים לתהליך זה. לדוגמה, מבנים מאבן גיר או משיש סובלים מקורוזיה כתוצאה מגשם חומצי. כלומר, הקורוזיה היא תהליך של הרס חומרים כתוצאה מהשפעה כימית סביבתית.

יש חומרים שונים שנועדו להגן על פלסטיק, עץ, אבן ובטון. Owatrol Rustol Deco, למשל, הוא צבע מבריק, פריימר וגמר שמתקשר טוב מאוד גם לתשתיות חלקות ומתאים לשימוש פנימי וחיצוני. ניתן להשתמש בו ישירות על חלודה והוא כבר יעצור אותה.

ובאשר לחלודה, מילה זו מתייחסת רק לקורוזיה של הברזל ולסגסוגות שלו. למרות שרוב המתכות נתונות לתהליך של קורוזיה, בדרך כלל בחיי היומיום אנשים נתקלים יותר בקורוזיה של הברזל. כלומר, כשאומרים "חלודה" מתכוונים בדרך כלל לתחמוצת הברזל.

מהות תהליך הקורוזיה: תהליך הקורוזיה של מתכות כרוך בחמצון המתכת ובהפיכתה לתחמוצת. לא מעט מתכות מתכסות בתהליך הקורוזיה בקרום תחמוצת שמתחבר ומתהדק היטב אל המתכת עצמה ומונע את חדירת החמצן לשכבות העמוקות יותר של המתכת. באופן זה שומר קרום זה על המתכת מפני המשך תהליך ההתחמצנות. למשל, באלומיניום מתכסים פני השטח בקרום סמיך של תחמוצת Al₂O₃, שמגן על האלומיניום מפני חמצן ומים. וכך קורה שהמים שמורתחים בקומקום מאלומיניום לא משפיעים על הקומקום עצמו.

שיטות הציפוי השונות:

ציפוי חשמלי

ציפוי בעזרת זרם חשמלי –electrocoating הוא תהליך שנעשה במיכל גדול מלא בחומר הציפוי. במיכל מותקנות בקרת טמפרטורה ומערכת סינון וסירקולציה. מערכות אלה ידועות כאנודי או קתודי, תלוי אם החלק בתהליך האלקטרוכימי הוא אנודי או קתודי. מערכת קתודית שכיחה יותר כי היא דורשת פחות הכנה של השטח ומספקת עמידות טובה יותר בפני קורוזיה. תהליך הציפוי החשמלי דורש שמחבר הציפוי, הפיגמנט והתוספים יקבלו הטענה חשמלית. חומרים טעונים אלה, תחת השפעת שדה חשמלי, נודדים דרך המים אל פני השטח.

ברגע שיש מגע בין המתכת לציפוי, החומרים הטעונים מוותרים על הטעינה שלהם. זאת, בשל נטרול על ידי יונים OH- שנוצרו בתהליך אלקטרוכימי (תהליך קתודי). עם הפסקת הטעינה, חומרי הציפוי נפלטים מהמים ומתגבשים כציפוי על פני המשטחים החלקים. עובי הציפוי נע בדרך כלל בין 10 ל-30 מיקרומטר.

ציפוי מטלי

ניתן ליישם סוגים שונים של ציפויי מתכת (על מצע ברזלי ולא ברזלי) כדי לעכב קורוזיה ו/או לספק גימור דקורטיבי. הבחירה של חומר ציפוי מסוים תלויה בחומרת הקורוזיה, ובמידה שבה החלק המטופל נראה לעין. יש ארבע שיטות נפוצות ליישום ציפויים מתכתיים: גלוון, ציפוי מכני, ציפוי לא חשמלי וטבילה חמה.

ציפוי אורגני

היישום של ציפוי אורגני, כגון צבע, הוא שיטה אפקטיבית להגנה בפני קורוזיה. ציפוי אורגני פועל כמחסום בפני הקורוזיה. ציפוי זה מונע או מעכב את המעבר של טעינה אלקטרוכימית מהתמיסה הקורוזית אל המתכת שמתחת לציפוי האורגני.

תוכלו להשתמש, לדוגמה,בצבע אלומיניום RA 85 של חברת Owatrol, שמתאים גם לציפוי מתכות אחרות. ציפוי זה מונע חלודה ומגן מפניה. זהו חומר עמיד לכימיקלים, בעל עמידות גבוהה לתנאי מזג האוויר ולהשפעתם.

ציפוי אבקתי

בתהליך הציפוי האבקתי מחילים אבקה יבשה על משטח נקי. לאחר היישום, האובייקט המצופה מחומם, והאבקה מותכת למשטח רציף וחלק. אבקות זמינות במגוון רחב של סוגים כימיים, תכונות ציפוי וצבעים. הסוגים הנפוצים ביותר כוללים אקריליק, ויניל, אפוקסי, ניילון ופוליאסטרואורתן.

לעצור את תהליך הקורוזיה בפלדה

יש שלוש שיטות שונות שבהן ניתן להשתמש כדי להגן על פלדה מפני קורוזיה:

1.  יצירת מחסום פסיבי

הגנה מפני קורוזיה באמצעות יצירת מחסום פסיבי מתאפשרת על ידי ציפוי הפלדה במגן שיוצר מחסום מהודק היטב, שמונע חשיפה של המתכת לחמצן, למים ולמלח (יונים). ככל שמערכת הציפוי חדירה פחות למים, כך ההגנה שהיא תספק תהיה טובה יותר. ציפוי אפוקסי ו-chlorinated rubbers שמיושמים במידה מספקת על גבי הפלדה, מציעים את ההגנה המוצלחת ביותר מפני קורוזיה באמצעות מחסום פיזי.

2.  הגנה פעילה

הגנה פעילה מפני קורוזיה מתרחשת כאשר פריימר שמכיל תרכובת כימית ריאקטיבית מיושם ישירות על הפלדה. בדרך כלשהי, משבש המרכיב הריאקטיבי את ההיווצרות הנורמלית של אנודות על פני שטח הפלדה. לדוגמה, אבץ פוספט מציע הגנה פעילה נגד קורוזיה לפני השטח של הפלדה. הוא יוצר הידרוליזה במים כדי לייצר יוני אבץ (Zn2⁺) ויוני פוספט (-PO43-). יוני פוספט פועלים כמעכבי אנודות. יוני אבץ פועלים כמעכבי קתודות.

לדוגמה, פריימר נוגד חלודה C.I.P של חברת Owatrol, מתאים ליישום על מתכות לפני כל חומר גמר, מצבעים דקורטיביים ועד לצבעי אפוקסי, צבעי מכוניות ועוד.

3.  הגנה של "קורבן" הקורוזיה (הגנה קתודית או הגנה מגולוונת)

כדי להגן על פלדה מפני קורוזיה, אפשר להשתמש בריאקציה שמתרחשת בין מתכות שונות, כפי שהוזכרה לעיל. המתכת הנפוצה ביותר להגנה על פלדה היא אבץ. מתכת אבץ שנמצאת במגע ישיר עם פלדה מציעה הגנה באמצעות תהליך החמצון שמתרחש במתכת האבץ. אבץ הוא בחירה מצוינת להגנה על פלדה, שכן לא רק שהיא עוברת קורוזיה במקום הפלדה, תהליך הקורוזיה הוא גם בדרך כלל איטי יותר. עם זאת, תהליך זה מואץ בנוכחותם של יונים כגון כלורידים, במקומות שקרובים לחוף ים.