การใช้งานโลหะในพื้นที่ที่มีความชื้นหรือไอสารเคมีเป็นเวลานาน มักจะเกิดสนิมหรือความเสียหายง่ายขึ้น ซึ่งสาเหตุมาจากการกัดกร่อนที่เกิดจากปฏิกิริยาเคมี โดยความเสียหายนี้ไม่เพียงทำให้เกิดสนิมหรือรอยแตกที่ไม่สวยงามเท่านั้น แต่ยังส่งผลระยะยาวต่อความแข็งแรงของโครงสร้าง และอาจนำไปสู่การถล่มหรือผุพังจนเกิดอันตรายได้
บทความนี้เราจะพามาทำความรู้จักและเข้าใจว่า การกัดกร่อน คืออะไร มีกี่ประเภท เกิดจากปัจจัยหรือสาเหตุใดได้บ้าง รวมถึงวิธีการป้องกันการกัดกร่อนของโลหะอย่างมีประสิทธิภาพ
การกัดกร่อน คืออะไร?
การกัดกร่อน คือ สภาวะที่วัสดุทำปฏิกิริยากับสภาพแวดล้อมโดยรอบ จนทำให้วัสดุนั้น ๆ เกิดการเสื่อมสภาพ และมีประสิทธิภาพในการใช้งานลดลง ซึ่งโดยทั่วไปแล้ว การกัดกร่อนมักเกิดกับวัสดุโครงสร้าง เช่น เหล็ก ปูนซีเมนต์ คอนกรีต ที่ตั้งอยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้น หรือมีความเป็นกรด-ด่างสูง อาทิ น้ำทะเล ฝน หรือบริเวณที่มีการใช้สารเคมี เป็นต้น
ประเภทของการกัดกร่อน ที่มักพบบ่อย ๆ
โดยทั่วไปแล้ว การกัดกร่อนจะมีหลากหลายลักษณะ ดังนี้
- การกัดกร่อนแบบสม่ำเสมอ (Uniform Corrosion)
การกัดกร่อนประเภทนี้มีลักษณะเกิดขึ้นทั่วทั้งพื้นผิวของโลหะ เนื่องจากปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดักชันที่ทำให้เกิดการสูญเสียเนื้อโลหะ และมักปรากฏเป็นรอยสนิมบนผิวโลหะ การกัดกร่อนแบบนี้ สามารถคาดการณ์และคำนวณอัตราการกัดกร่อนได้ง่าย เนื่องจากการกัดกร่อนจะเกิดขึ้นอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งพื้นผิว
- การกัดกร่อนแบบกัลวานิก (Galvanic Corrosion)
การกัดกร่อนแบบกัลวานิก เกิดจากการสัมผัสกันของวัสดุโลหะสองชนิดที่มีค่าความต่างศักย์ไฟฟ้าต่างกัน โดยโลหะที่มีค่าความต่างศักย์น้อยกว่าจะสูญเสียอิเล็กตรอน ทำให้เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันและเกิดการกัดกร่อน ส่วนโลหะที่มีค่าความต่างศักย์ไฟฟ้าสูงกว่าจะไม่ได้รับผลกระทบ
- การกัดกร่อนในที่อับ (Crevice Corrosion)
การกัดกร่อนในที่อับ มักเกิดขึ้นในบริเวณรอยต่อ รอยแยก รอยเชื่อม หรือช่องแคบที่เป็นมุมอับของวัสดุ ซึ่งสิ่งสกปรกและความชื้นจะสะสมได้ง่าย ทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมีและสูญเสียเนื้อโลหะมากกว่าบริเวณอื่น หากโลหะบริเวณนั้นบางลง อาจทำให้แผ่นเหล็กที่ถูกเชื่อมหักออกจากกันและก่อให้เกิดอันตรายได้
- การกัดกร่อนแบบเป็นหลุม (Pitting Corrosion)
การกัดกร่อนแบบหลุม มักเกิดขึ้นในบริเวณเล็ก ๆ หรือเป็นรูโพรงที่จุดซึ่งชั้นเคลือบโลหะหลุดลอกหรือเสียหาย โดยการกัดกร่อนประเภทนี้มีความอันตรายสูงกว่าประเภทอื่น เพราะรูที่เกิดจากการกัดกร่อนจะไม่สามารถคาดการณ์ได้ หากปล่อยทิ้งไว้ รูจะขยายตัวและลึกขึ้นเรื่อย ๆ จนอาจทำให้โครงสร้างพังทลาย นอกจากนี้ รูที่เกิดขึ้นมักถูกสารกัดกร่อนบดบัง เช่น เสาที่จมอยู่ใต้น้ำทะเล เป็นต้น
และนอกจากการกัดกร่อน 4 ประเภทที่มักพบได้บ่อยแล้ว ยังมีการกัดกร่อนในลักษณะอื่นที่อาจพบได้ในบางกรณี อาทิ การกัดกร่อนตามขอบเกรน (Intergranular Corrosion) ซึ่งมักพบในสเตนเลสในจุดที่มีการเชื่อมชิ้นงานเข้าด้วยกัน, การกัดกร่อนแบบกัดเซาะ (Erosion Corrosion) ซึ่งเกิดจากการไหลของสารละลายที่มีผลต่อการกัดกร่อน เช่น เสาที่ตั้งอยู่ในบริเวณน้ำเชี่ยว, การกัดกร่อนโดยความเค้น (Stress Corrosion) ที่เกิดจากแรงเค้น เช่น การตัด ความร้อน แรงสั่นสะเทือน เป็นต้น
ปัจจัยที่ส่งผลต่อการกัดกร่อน
โดยทั่วไป การกัดกร่อนของโลหะและวัสดุอื่น ๆ มักเกิดจากปัจจัยภายนอกเป็นหลักมากกว่าปัจจัยด้านความแข็งแรงของวัสดุโดยตรง ซึ่งปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อการกัดกร่อนของวัสดุ ได้แก่
- อุณหภูมิ
อุณหภูมิที่สูงขึ้นจะเร่งการเกิดปฏิกิริยาเคมีให้เร็วขึ้น โดยเฉพาะหากมีปัจจัยอย่างความชื้นเข้ามาเกี่ยวข้อง จะทำให้เกิดการสูญเสียอิเล็กตรอนของโลหะได้รวดเร็ว และทำให้เกิดการกัดกร่อนได้ง่าย
- สารเคมี
สารเคมีบางชนิดมีฤทธิ์เป็นกรดหรือด่าง ที่มีคุณสมบัติในการกัดกร่อนพื้นผิวเป็นอย่างดี เมื่อสัมผัสกับโลหะจะทำให้เกิดสนิมหรือความเสียหายได้
- แรงกล
แรงกล เช่น แรงดึง แรงบีบ และแรงเฉือน ที่กระทำต่อชิ้นงานโลหะเป็นเวลานาน อาจทำให้โลหะเกิดการเค้น นำไปสู่การเกิดรอยร้าวและการสึกหรอ ซึ่งจะทำให้เนื้อโลหะภายในสัมผัสกับสภาพแวดล้อม และเป็นจุดเริ่มต้นของการเกิดการกัดกร่อนได้
ผลกระทบของการกัดกร่อน
การกัดกร่อน ถือเป็นอีกหนึ่งอันตรายที่ไม่ควรมองข้าม เพราะนอกจากจะทำให้ชิ้นงานโลหะดูไม่สวยงามแล้ว ยังส่งผลเสียต่อการใช้งานในระยะยาวอีกมากมาย ดังนี้
- วัสดุ/โครงสร้างไม่มั่นคง นำไปสู่อุบัติเหตุ
การกัดกร่อน คือหนึ่งในสาเหตุหลักที่ทำให้เกิดความเสียหายต่องานโลหะ เนื่องจากเหล็กที่ถูกกัดกร่อนจะบางลงตามเวลา ส่งผลต่อความแข็งแรงของชิ้นงาน หากปล่อยไว้โดยไม่แก้ไข อาจทำให้เกิดการทรุดหรือพังทลาย โดยเฉพาะในโครงสร้างโลหะที่รับน้ำหนัก เช่น อาคาร สะพาน ซึ่งอาจนำไปสู่อุบัติเหตุหรืออันตรายถึงชีวิตได้
- เกิดการปนเปื้อนได้ง่าย
โลหะที่ถูกกัดกร่อนจะทำให้เนื้อในของโลหะสัมผัสกับสภาพแวดล้อมภายนอกง่ายขึ้น และอาจเกิดการทะลุ ซึ่งเป็นผลเสียอย่างมาก โดยเฉพาะเมื่อโลหะนั้นถูกใช้ในการจัดเก็บหรือลำเลียงสารอันตราย เช่น กรด น้ำมัน หรือสารเคมีต่าง ๆ เพราะอาจทำให้สารเหล่านี้ปนเปื้อนในแหล่งน้ำและดินและเป็นอันตรายต่อผู้ที่อยู่ใกล้เคียงได้
- เสียค่าใช้จ่ายในการซ่อมแซมและบำรุงรักษา
เมื่อวัสดุเกิดการกัดกร่อนจนถึงขั้นที่ต้องซ่อมแซมนั้น มักจะมีค่าใช้จ่ายที่สูงกว่าการป้องกันการกัดกร่อนตั้งแต่เริ่มแรก และในบางกรณี อาจต้องเปลี่ยนชิ้นส่วนหรือโครงสร้างใหม่ทั้งหมด ซึ่งเป็นการสิ้นเปลืองทรัพยากรและเวลาอย่างมาก นอกจากนี้ วัสดุที่เกิดการกัดกร่อนแล้วมักจะไม่สามารถคืนสู่สภาพเดิมได้ 100% เพราะโครงสร้างภายในของวัสดุเสียหายไปแล้ว ทำให้ความแข็งแรงและอายุการใช้งานลดลง ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดปัญหาซ้ำได้ในอนาคต
วิธีการป้องกันการกัดกร่อน
แม้ว่าเราจะพอทราบว่าสาเหตุหลัก ๆ ของการกัดกร่อนคืออะไร แต่บ่อยครั้งที่เราจำเป็นต้องติดตั้งอุปกรณ์ที่มีส่วนประกอบของโลหะในพื้นที่ที่มีความชื้นสูงและเสี่ยงต่อการกัดกร่อน เช่น การติดตั้งถังเก็บสารเคมี หรือการติดตั้งตู้ไฟในพื้นที่กลางแจ้ง ดังนั้น จึงมีวิธีการป้องกันการกัดกร่อนที่นิยมใช้อย่างแพร่หลาย ดังนี้
- เลือกวัสดุที่ทนทานต่อการกัดกร่อน
หากจำเป็นต้องใช้งานอุปกรณ์โลหะบางประเภทในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นและการกัดกร่อนสูง ควรเลือกใช้วัสดุที่มีความทนทานมากขึ้น เช่น สเตนเลส อะลูมิเนียม หรือหากเป็นงานที่อยู่ในจุดที่มีการกัดกร่อนรุนแรง อาจเลือกใช้พลาสติก ABS ซึ่งมีน้ำหนักเบา และทนต่อการกัดกร่อนของสารเคมีได้ดีกว่า
- ใช้อุปกรณ์/เครื่องมือที่มีการเคลือบผิว
การเคลือบผิวโลหะด้วยการชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อน หรือ Hot-Dip Galvanized (HDG) จะช่วยเพิ่มความทนทานของเหล็กและป้องกันการกัดกร่อนในระยะยาวได้ เหมาะสำหรับงานกลางแจ้งที่ต้องการความแข็งแรงสูง นอกจากนี้ การเคลือบผิวด้วยเทคโนโลยีสีฝุ่น หรือ Powder Coating ยังเป็นอีกหนึ่งวิธีในการป้องกันการเกิดสนิม โดยสีฝุ่นจะเคลือบผิวโลหะอย่างสม่ำเสมอ ช่วยให้ทนทานต่อรอยขีดข่วน และป้องกันไม่ให้เนื้อเหล็กสัมผัสกับอากาศ จึงลดโอกาสการเกิดสนิม
การเข้าใจว่าสาเหตุของการกัดกร่อน คืออะไร จะช่วยลดความเสี่ยงในการเกิดการเสียหายของโครงสร้างและวัสดุโลหะได้เป็นอย่างดี โดยเฉพาะการใช้งานอุปกรณ์ไฟฟ้าสำหรับงานกลางแจ้งเช่น ตู้ควบคุมไฟฟ้า รางเดินสายไฟ Cable Tray หรืออุปกรณ์อื่น ๆ ที่ต้องสัมผัสกับความชื้น อุณหภูมิสูงเป็นเวลานาน จึงมีความเสี่ยงที่จะเกิดการกัดกร่อนจนทำให้โครงสร้างเสียหาย และเป็นอันตรายต่ออุปกรณ์ภายในได้
KJL คือผู้ผลิตสินค้าด้านระบบไฟฟ้า ไม่ว่าจะเป็น รางวายเวย์ รางเคเบิ้ลเทรย์ พูลบ๊อกซ์ และสินค้าอื่น ๆ โดยใช้นวัตกรรมการผลิตที่ทันสมัย ผลิตด้วยเครื่องจักรอัตโนมัติ มีให้เลือกทั้งรุ่นพ่นสี (Standard Series และ Colour Strong Series) เคลือบผิวด้วยสีฝุ่น Electrostatic Powder Coatings ทำให้ได้ชิ้นงานที่สวยงาม สีสันสม่ำเสมอ ทนต่อรอยขูดขีด และลดการเกิดสนิม และรุ่น Heavy Duty Series ชุบฮอตดิปกัลวาไนซ์ ช่วยเพิ่มความแข็งแรง ตอบโจทย์งานกลางแจ้ง ทนแดด ทนฝน ทนทานต่อทุกสภาพแวดล้อม
