راه های محافظت از فولاد

فولاد به دلیل مقرون به صرفه بودن، همه‌کاره بودن و بادوام بودن یکی از پرکاربردترین مواد در صنعت و ساختمان‌سازی مدرن است. یکی از معایب سازه‌های فولادی مقاومت پایین آن در برابر خوردگی است که گاها موجب ایجاد محدودیت در کاربرد و تطبیق‌پذیری آن می‌شود. یکی از مواد اولیه اساسی سازنده قطعات فولادی آهن است که موجب خوردگی، تخلخل بالا و زنگ‌زدگی آن می‌شود. با توجه به کاربرد گسترده فولاد در ساخت سازه‌های تجاری و مسکونی، خوردگی، زنگ‌زدگی و آتش سوزی در آن‌ها موجب خسارت‌های جبران‌ناپذیری می‌شود. از این رو در ادامه به تعدادی از راه‌کارهای محافظت از فولاد اشاره شده‌است.

محافظت از فولاد در برابر خوردگی

خوردگی در سازه‌های فولادی زمانی اتفاق می‌افتد که این فلز در معرض الکترولیت‌های طبیعی مانند آب، رطوبت، اکسیژن، بخار آب، نمک و… قرار بگیرد. قرار گرفتن در برابر این عوامل مخرب موجب ایجاد اکسیدهایی در سطح فولاد می‌شود که تخریب و خوردگی آن را به دنبال خواهد داشت؛ این اکسیدها می‌توانند با انواع سولفید و کربنات‌ها ترکیب شوند.

فرآیند خوردگی موجب ضعیف شدن و کاهش استحکام سازه‌های فولادی شده و میزان آسیب‌پذیری آن‌ها را در برابر عناصر طبیعی افزایش می‌دهد. از آنجایی که اکثر ساختمان‌های تجاری از فولاد ساخته شده‌است، محافظت از آن‌ها در برابر خوردگی از اهمیت بالایی برخوردار است.

در ادامه تعدادی از راه‌های محافظت از فولاد در برابر خوردگی آورده شده‌است:

پوشش تاپ کوت پلی اورتان

استفاده از روکش تاپ کوت پلی اورتان یکی از بهترین راه‌های محافظت از فولاد در برابر خوردگی است. این پوشش مقاوم بهترین و مقرون به صرفه‌ترین انتخاب برای محافظت از سازه‌هایی است که در ساخت آن‌ها از فولاد ضدزنگ و ضدکربن استفاده شده‌است. این روکش یک پوشش باکیفیت برای محافظت از فولاد در برابر عواملی است که در ادامه به برخی از آن‌ها اشاره می‌شود:

• خراش
• ساییدگی
• قرارگرفتن در معرض مواد شیمیایی
• آسیب ناشی از المان‌های طبیعی مانند اشعه UV و برف

پوشش فلزی

روی یک عنصر شیمیایی با مقاومت ذاتی بالا در برابر خوردگی است که عمدتا برای محافظت از سازه‌های فولادی به کار می‌رود. این پوشش مانند یک مانع در میان سازه‌های فلزی، فولادی و محیط عمل می‌کند. رایج‌ترین روش‌های به کارگیری پوشش روی تکنیک‌های گالوانیزه‌کردن، الکتروگالوانیزه‌کردن، آبکاری مکانیکی و… است. برخی از تکنیک‌های رنگ‌آمیزی مانند متالیزاسیون و اسپری نمودن روی نیز موجبات محافظت از فولاد در برابر خوردگی را فراهم می‌کند.

یکی دیگر از فلزاتی که به منظور محافظت در برابر خوردگی مورد استفاده قرار می‌گیرد آلومینیوم است. نوع عملکرد پوشش آلومینیومی مشابه پوشش روی است؛ تنها تفاوت این دو پوشش میزان تناسب پوشش آلومینیومی با محیط‌های صنعتی است که آلودگی بیشتری در آن‌ها در جریان است.

پوشش پودری (powder coat)

یک جایگزین پرکاربرد برای رنگ‌آمیزی، پوشش پودری است که می‌تواند موجب محافظت از فولاد در برابر خوردگی شود. متخصصین، پودر الکترواستاتیک را روی قطعه فولادی اسپری می‌کنند و یا قطعه را در بستری از پودر سیال قرار می‌دهند.

پس از پوشانده شدن قطعه توسط پودر، قطعه فولادی در دمایی بین ۳۷۵ الی ۴۰۰ درجه فارنهایت حرارت داده می‌شود. پودر در اثر حرارت دیدن بر روی قطعه جاری می‌شود، به شکل ژل درآمده و در نهایت به صورت پوششی بادوام و خشک از آن محافظت می‌کند.

پوشش‌های پودری می‌توانند از فرمول‌ها و رنگ‌های مختلفی به منظور برآورد نیازهای پروژه‌های تجاری مانند قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی و یا اشعه فرابنفش استفاده کنند. از ویژگی‌های پوشش پودری مقاوم می‌توان به ترک نخوردن، پوسته پوسته نشدن و… اشاره نمود.\

محافظت از فولاد در برابر زنگ‌زدگی

زمانی که فولاد در معرض اکسیژن قرار بگیرد به دلیل آهن موجود در ترکیبات آن دچار زنگ‌زدگی می‌شود. اکسید قرمز تشکیل شده بر روی فولاد می‌تواند سطح قابل توجهی از آسیب و خوردگی آن را به دنبال داشته باشد. اگر به دنبال محافظت از فولاد و سازه‌های خود در برابر زنگ‌زدگی هستید این بخش را به دقت مطالعه کنید:

انتخاب فولاد ضد زنگ

تمامی انواع فولاد می‌توانند دچار زنگ‌زدگی شوند اما برخی از آن‌ها بیش از سایرین در معرض ابتلا به این پدیده مخرب هستند. برای مثال فولاد ضد زنگ به دلیل حضور غلظت بالایی از کروم در ترکیبات آن از مقاومت بالایی در برابر زنگ زدگی برخوردار است. کروم به عنوان یک مانع باعث محافظت از فولاد در برابر زنگ‌زدگی می‌شود. با این حال فراموش نکنید که حتی فولاد ضد زنگ نیز در شرایط خاص و بر اثر قرار گرفتن در معرض اکسیژن دچار زنگ‌زدگی شده و از این پدیده مصون نیست.

خشک نگه داشتن فولاد

خشک نگه داشتن قطعات و سازه‌های فولادی می‌تواند از آن‌ها در برابر زنگ‌زدگی محافظت کند. همانطور که پیش از این بیان کردیم قرار گرفتن فولاد در برابر اکسیژن موجب زنگ‌زدگی آن می‌شود؛ در ترکیبات آب نیز مقدار زیادی اکسیژن وجود دارد بنابراین قرار گرفتن فولاد در معرض رطوبت نیز می‌تواند زنگ‌زدگی آن را به دنبال داشته باشد. از این رو خشک نگه‌داشتن یکی از تکنیک‌های طلایی برای محافظت از فولاد محسوب می‌شود. قرار گرفتن فولاد در معرض رطوبت و آب شاید موجب ایجاد آسیب جدی نشود اما اگر برای مدتی طولانی با آب در تماس باشد می‌تواند دچار زنگ‌زدگی یا خوردگی شود.

استفاده از پوشش محافظ

برای محافظت از فولاد در برابر زنگ‌زدگی می‌توانید یک لایه و پوشش محافظ بر روی آن قرار دهید. این پوشش مانع از نفوذ اکسیژن به سطح فولاد می‌شود. به صورت کلی قرار گرفتن پوشش بر روی فولاد از تماس اکسیژن و آب با سطح آن و آهن درون فولاد جلوگیری می‌کند. برای مثال استفاده از پوشش‌های قیری، بتنی، اسپری نمودن رنگ و یا هر محصول دیگری که برای محافظت از فلزات طراحی شده‌است می‌تواند تا حدود زیادی کیفیت، استحکام و مقاومت فولاد در برابر زنگ‌زدگی را افزایش دهد.

محافظت از فولاد در برابر آتش‌سوزی

برای محافظت از فولاد در برابر آتش‌سوزی باید سیستمی را انتخاب نمود که بتواند دمای سازه فولادی را برای یک بازه زمانی مشخص تحت یک دمای معین که دمای بحرانی نامیده می‌شود حفظ نماید. در صورت عدم تجاوز دمای فولاد از دمای بحرانی ظرفیت تحمل بار و تغییر شکل در شرایط آتش‌سوزی محدود می‌شود.

در ادامه تعدادی از راه‌های مختلف محافظت از فولاد در برابر آتش‌سوزی آورده شده است:

• استفاده از جعبه تخته‌های ضد حریق

تخته‌های ضد حریق همان تخته‌های معدنی هستند که از سولفات و سیلیکات کلسیم ساخته شده‌اند. برای تقویت آن‌ها نیز از فیبر و فیلر استفاده می‌شود. این تخته‌ها علاوه بر محافظت از سازه‌‌های فولادی در برابر آتش‌سوزی، مقاومت آن‌ها را در برابر عواملی مانند رطوبت و یخ‌زدگی افزایش می‌دهد. این تخته‌ها در محیط کنترل‌شده کارخانه تولید شده و دارای تلرانس دقیق در برابر ضخامت هستند.

• استفاده از رنگ‌های ضد حریق

 رنگ‌های ضد حریق می‌توانند بر پایه آب یا حلال تولید شوند؛ در حال حاضر رنگ‌های برپایه آب به دلیل جنبه‌های بهداشتی و ایمنی کاربرد بیشتری دارند. این رنگ‌ها در حالت عادی یک لایه خشک نازک بر روی سازه‌های فولادی هستند، اما در صورت افزایش دما واکنش‌ نشان داده و با تبدیل شدن به یک لایه ضخیم از فوم کربن موجب محافظت از فولاد در برابر آتش‌سوزی می‌شوند.

• استفاده از انواع اسپری ضد حریق:

اسپری‌های ضد حریق معمولا از سیمان، گچ، فیلرها و فیبر تشکیل شده‌اند. اسپری در ابتدا به صورت پودر تولید می‌شود و سپس برای افزودن قابلیت اسپری شدن به آن با آب مخلوط می‌شود. اسپری‌ها برای محافظت از فولاد در سازه‌هایی مناسب هستند که الزامات زیبایی شناسی در آن‌ها از اهمیت زیادی برخوردار نیست. اگرچه استفاده دقیق از آن‌ها توسط اپلیکاتورهای حرفه‌ای و ارائه ظاهری زیبا گاها می‌تواند نظر معماران را به خود جلب نماید.

* *    آهن بانک    * *