زنگ زدن آهن یک فرایند شیمایی خورنده در اثر تماس آهن با اکسیژن و رطوبت است. که این فرآیند باعث ایجاد اکسید آهن بر سطح فلز می شود. اکسید آهن معمولا به شکل یک لایه قهوه ای مایل به قرمز بر سطح آهن ظاهر می گردد. در این مقاله، به توضیح چگونگی تشکیل زنگ آهن، دلایل و روش‌های جلوگیری از آن خواهیم پرداخت.
زنگ آهن از طریق یک واکنش شیمیایی به نام اکسیداسیون ایجاد می‌شود. این واکنش در حضور آب و اکسیژن صورت می‌گیرد. که منجر به تشکیل اکسید آهن هیدراته (Fe₂O₃·nH₂O) بر سطح فلز می شود. این فرآیند معمولاً به دلایل زیر در سطح فلز ایجاد می گردد.
حتی مقدار کمی رطوبت در هوا، منجر به زنگ زدن آهن می شود.
فرآیند اکسیداسیون در تماس با اکسیژن موجود در هوا، بسرعت بر سطح فلز ظاهر می شود.
وجود دی‌اکسید گوگرد و سایر گازهای اسیدی در هوا فرآیند زنگ زدن را سرعت می بخشد.
آهن با اکسیژن ترکیب می‌شود و اکسید آهن اولیه تشکیل می‌شود.
رطوبت به این اکسید نفوذ می‌کند و آن را به شکل هیدراته تبدیل می‌کند.
لایه زنگ آهن ایجاد شده، که سطح آهن را می‌پوشاند و باعث کاهش استحکام آن می‌شود.
زنگ آهن یکی از مهم‌ترین عوامل تخریب سازه‌های فلزی است. این پدیده نتیجه واکنش شیمیایی میان آهن، اکسیژن و رطوبت است که باعث ایجاد لایه‌ای از اکسید آهن بروی سطح فلز می‌شود. اما زنگ آهن انواع مختلفی دارد، که هر یک بر اساس شرایط محیطی و نوع فلز به شکل متفاوتی ایجاد می‌شوند. که رایج ترین نوع زنگ زدگی آهن بشرح زیر است.
زنگ قرمز که به آن اکسید آهن هیدراته (Fe₂O₃·nH₂O) نیز گفته می‌شود، رایج‌ترین نوع زنگ آهن است. این نوع زنگ زمانی در محیط های مرطوب و در اثر تماس فولاد بدون پوشش با اکسیژن و رطوبت ایجاد می شود. زنگ قرمز به مرور زمان باعث تضعیف ساختارفلز شده و در نهایت منجر به شکستگی و خرابی سازه‌ها می شود.
ظاهر قهوه‌ای مایل به قرمز
ساختار متخلل و جدا شونده
کاهش استحکام و طول عمر
رنگ‌آمیزی و پوشش‌دهی فلزات برای جلوگیری از تماس با اکسیژن و رطوبت.
استفاده از مواد ضد زنگ و گالوانیزه
زنگ زرد تماس مداوم فلز با آب یا رطوبت می گردد. این نوع زنگ اغلب روی سطوح صاف و بدون حفره ایجاد می‌شود، که معمولاً نشان‌دهنده رطوبت بالا یا تماس مداوم با آب تازه است.
ظاهر زرد یا نارنجی روشن دارد.
سریع‌تر از زنگ قرمز تشکیل می‌شود.
معمولاً کمتر از زنگ قرمز به ساختار فلز آسیب می‌زند، اما همچنان نیاز به مراقبت دارد.
خشک نگه‌داشتن سطح فلز و جلوگیری از تجمع آب بر سطح ان
استفاده از روکش‌های ضد آب و پوشش‌های محافظ
زنگ سیاه به صورت لایه‌ای نازک و تیره‌رنگ روی سطح فلز تشکیل می‌شود. این نوع زنگ در محیط‌هایی با اکسیژن محدود، مانند لوله‌های زیرزمینی یا مخازن نفتی، ایجاد می‌شود. برخلاف زنگ قرمز، زنگ سیاه ساختار مستحکم تری دارد، که تا حدودی از خوردگی بیشتر فلز جلوگیری می کند.
رنگ سیاه یا خاکستری دارد.
به سختی از سطح فلز جدا می‌شود.
به عنوان یک لایه محافظ طبیعی عمل می‌کند.
استفاده از فولاد ضد زنگ یا آلیاژهای مقاوم به زنگ‌زدگی
گالوانیزه کردن یا پوشش‌دهی با روی.
زنگ سفید بر روی فلزات گالوانیزه مانند روی و آلومینیوم ایجاد می‌شود. این نوع زنگ زمانی شکل می‌گیرد که سطح فلز برای مدت طولانی در معرض رطوبت قرار بگیرد. زنگ سفید بیشتر به دلیل واکنش با رطوبت و دی‌اکسید کربن موجود در هوا ایجاد می‌شود.
ظاهر سفید یا خاکستری روشن دارد.
معمولاً به صورت پودر روی سطح فلز قرار می‌گیرد.
بر روی فلزات گالوانیزه دیده می‌شود.
جلوگیری از تماس طولانی مدت با آب و رطوبت.
استفاده از پوشش‌های ضد خوردگی برای فلزات گالوانیزه.
زنگ سبز یک نوع زنگ نادر است، که بیشتر بر روی آلیاژهای آهن و فولاد در محیط‌های خاصی مانند محیط‌های قلیایی یا آب شور ایجاد می‌شود. این نوع زنگ دارای ترکیباتی از هیدروکسید آهن است. که معمولاً در محیط‌هایی با مواد شیمیایی خاص دیده می‌شود.
ظاهر سبز یا آبی دارد.
به دلیل شرایط محیطی خاص ایجاد می‌شود.
نشانی ازشرایط نامناسب محیطی است.
استفاده از آلیاژهای مقاوم به زنگ‌زدگی.
کنترل سطح pH و جلوگیری از تماس با مواد شیمیایی.
زنگ‌زدگی آهن (Rusting) یک فرآیند شیمیایی است که در اثر واکنش شیمیایی بین آهن، اکسیژن و رطوبت رخ می‌دهد. این فرآیند منجر به تشکیل اکسید آهن بر سطح فلز می شود، که به عنوان زنگ آهن شناخته می‌شود. در ادامه، انواع واکنش‌های شیمیایی مرتبط با زنگ‌زدگی آهن را توضیح می‌دهیم.
در فرآیند زنگ‌زدگی، آهن دچار اکسایش می‌شود و اکسیژن در حضور آب، احیا می‌شود. که فرایند اکسایش در اثر ترکیب آهن با کسیژن ایجاد می گردد. و در مقایسه با اکسایش، فرآیند کاهش با حذف اکسیژن در ترکیبات اتمی رخ می دهد.
در این مرحله، آهن الکترون از دست می‌دهد و به یون آهن دو ظرفیتی 
تبدیل می‌شود.
اکسیژن با دریافت الکترون و آب به یون هیدروکسید تبدیل می‌شود.
یون‌های آهن که در مرحله قبلی ایجاد شده، با یون‌های هیدروکسید ترکیب می‌شوند. و هیدروکسید آهن دو ظرفیتی را تشکیل می‌دهند:
هیدروکسید آهن دو ظرفیتی در تماس با اکسیژن هوا و رطوبت به تدریج اکسید شده و اکسید آهن هیدراته که را تشکیل می دهد.
آهن اکسید شده و الکترون آزاد می‌کند.
اکسیژن در حضور آب، الکترون‌ها را دریافت نموده و به یون‌های هیدروکسید تبدیل می‌شود.
یون‌های آهن و هیدروکسید با هم واکنش داده و هیدروکسید آهن تشکیل می‌شود.
هیدروکسید آهن به مرور اکسید شده و به زنگ آهن تبدیل می‌گردد.
زنگ آهن، اکسید آهن یکی از مشکلات رایج در صنایع فلزی است. این لایه قرمزقهوه‌ای سطحی ظاهر فلز را خراب می‌کند، و در نهایت منجر به کاهش مقاومت و دوام فلز می‌شود. خوشبختانه روش‌های متعددی برای پاک کردن زنگ آهن وجود دارد. که برای بهبود ظاهری و افزایش عمر مفید فلز استفاده می گردد.
سرکه سفید یکی از ساده‌ترین و موثرترین روش‌ها برای از بین بردن زنگ آهن است. سرکه حاوی اسید استیک است. که به خوبی زنگ را تجزیه می‌کند.
روش استفاده
قطعه زنگ‌زده را به مدت چند ساعت در سرکه سفید قرار دهید.
پس از چند ساعت، قطعه را با یک برس یا سیم ظرفشویی بشویید.
در صورت لزوم، فرایند را تکرار نموده، تا تمامی زنگ‌ها از بین بروند.
در پایان، قطعه را با آب بشویید و کاملاً خشک کنید.
جوش شیرین یک ماده‌ی ساینده‌ی ملایم است، که به پاک کردن زنگ آهن کمک می کند.
روش استفاده
جوش شیرین را با مقداری آب مخلوط نموده، تا به شکل خمیری درآید.
خمیر را روی سطح زنگ‌زده مالیده تا بخوبی جذب فلز شود.
سپس با یک برس یا پارچه زبر، سطح را تمیز نمائید.
قطعه را با آب شسته و خشک کنید.
ترکیب آب لیمو و نمک یک راه حل طبیعی برای از بین بردن زنگ آهن است.
روش استفاده
سطح زنگ‌زده را با نمک بپوشانید.
مقداری آب لیمو تازه روی نمک بریزید.
اجازه دهید تا ترکیب به مدت 2-3 ساعت باقی بماند.
سپس با یک برس یا پارچه زبر، زنگ را پاک کنید.
در پایان، سطح را با آب شسته و خشک کنید.
سرکه سفید یک راهکار صنعتی زنگ زدایی است، این ماده به طور موثر زنگ را به یک لایه محافظ تبدیل می‌کند.
روش استفاده
اسید فسفریک را با یک قلم‌مو روی سطح زنگ‌زده بمالید.
مدت زمان معینی صبر نموده تا اسید بخوبی با سطح فلز واکنش نشان دهد.
سپس سطح را با آب شسته و کاملاً خشک کنید.
هشدار: هنگام استفاده از اسید فسفریک، از دستکش و عینک محافظ استفاده کنید.
استفاده از سمباده و برس سیمی یکی از روش‌های مکانیکی برای از بین بردن زنگ آهن است. این روش برای قطعات بزرگ و سطوح صاف بسیار مناسب است.
روش استفاده
از سمباده با دانه‌بندی مناسب (مثلاً 120 یا 220) استفاده کنید.
زنگ را با حرکت‌های دایره‌ای تمیز کنید.
در صورت لزوم، از برس سیمی برای بخش‌های سخت‌تر استفاده کنید.
شاید باورکردنی نباشد، اما نوشابه نیز می‌تواند زنگ آهن را از بین ببرد. این نوشیدنی حاوی اسید فسفریک است، که زنگ را بخوبی پاک می کند.
روش استفاده:
قطعه زنگ‌زده را به مدت 2 الی 3 ساعت در نوشابه قرار دهید.
سپس آن را با یک برس یا پارچه تمیز کنید.
در پایان، سطح را با آب بشویید و خشک کنید.
در بازار، محصولات تجاری مختلفی برای پاک کردن زنگ آهن وجود دارد. این محصولات معمولاً حاوی ترکیبات شیمیایی قوی‌تری هستند، که به طور موثر زنگ را از بین می‌برند.
روش استفاده
دستورالعمل روی بسته‌بندی محصول را به دقت دنبال کنید.
از دستکش و ماسک استفاده کنید، تا از تماس با مواد شیمیایی جلوگیری شود.
پس از پاک کردن زنگ آهن، سطح فلز را با عایق ضد زنگ بپوشانید.
قطعات فلزی را در مکان‌های خشک و دور از رطوبت نگهداری کنید.
استفاده از رنگ‌های ضد زنگ موجب افزایش عمر آهن می شود.
زنگ زدن آهن یکی از مشکلات رایجی مقاطع فولادی است، که منجر به کاهش عمر مفید و استحکام محصولات فلزی می شود. زنگ زدگی در واقع واکنش شیمیایی بین آهن، اکسیژن و رطوبت است، که باعث تشکیل اکسید آهن یا همان زنگ می‌شود. این فرآیند به مرور زمان منجر به خرابی و خوردگی سازه‌های فلزی می شود. در ادامه، تمامی راهکارهای موثر برای جلوگیری از زنگ زدن آهن مورد بررسی قرار می دهیم.
یکی از مؤثرترین روش‌ها برای جلوگیری از زنگ زدن آهن، استفاده از پوشش‌های محافظ است. این پوشش‌ها مانع از تماس مستقیم رطوبت و اکسیژن با سطح فلز شوند. انواع مختلفی از پوشش‌ها وجود دارند که شامل موارد زیر می شود.
استفاده از رنگ‌های ضد زنگ و مقاوم به خوردگی به عنوان یک لایه محافظ بر روی سطوح فلزی
پوشش های پوردی کوره ای با جذب بالا
پوشش اپوکسی با مقاومت بالا در برابر رطوبت و مواد شیمیایی
طی فرایند گالوانیزاسیون یک لایه از روی (Zn) بر سطح فلز پوشش داده می‌شود. این لایه نه تنها از زنگ زدن جلوگیری می‌کند، بلکه در صورت خراشیده شدن از سطح فلز محافظت می‌کند. ورق‌های گالوانیزه در صنایع ساختمانی و ساخت‌وساز بطور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند.
یکی دیگر از روش‌های جلوگیری از زنگ زدگی، استفاده از روغن‌ها و گریس‌های صنعتی است. این مواد به عنوان یک لایه محافظ عمل کرده و مانع از نفوذ رطوبت و اکسیژن به سطح فلز می‌شوند. این روش به خصوص برای محافظت از ابزارآلات و ماشین‌آلات در معرض رطوبت مداوم، مناسب هستند
آبکاری یکی از روش‌های مؤثر برای جلوگیری از زنگ زدگی است، که طی آن سطح آهن با لایه‌ای از فلزات مقاوم مانند نیکل، کروم یا قلع پوشش داده می‌شود. این لایه‌های محافظ منجر به افزایش طول عمر مقاطع فلزی شده و از آن در برابر شرایط محیطی مختلف محافظت می کند.
از فلزات ضد زنگ مانند فولاد ضد زنگ ( استنلس استیل ) در محیط های شیمیای و پر رطوبت استفاده کنید. این فلزات به دلیل ترکیب آلیاژی خاصی، در برابر خوردگی و زنگ زدگی بسیار مقاوم هستند. استفاده از این نوع فلزات در صنایع غذایی، پزشکی و دریایی بسیار رایج است.
یکی از ساده‌ترین و کم‌هزینه‌ترین روش‌ها برای جلوگیری از زنگ زدگی، نگهداری آهن در محیط‌های خشک است. اگر آهن در معرض رطوبت قرار نگیرد، ضریب زنگ زدگی به میزان قابل توجهی کاهش می‌یابد. برای نگهداری از ابزارآلات فلزی، از جعبه‌های خشک یا کیسه‌های ضد رطوبت استفاده نمائید.
امروزه اسپری‌های ضد زنگ متنوعی تولید و به بازار مصرف عرضه می گردد. این مواد پوششی به شکل یک لایه محافظ روی سطح فلز قرار گرفته و از تشکیل زنگ جلوگیری می‌کند. این روش به خصوص برای محافظت از وسایل فلزی کوچک و ابزارهای دستی بسیار مناسب است.
در برخی از صنایع، برای جلوگیری از زنگ زدن آهن از روش حفاظت کاتدیک استفاده می‌شود. در این روش، یک جریان الکتریکی به سطح فلز وارد شده، تا از زنگ زدن آن جلوگیری کند. این روش معمولاً برای خطوط لوله زیرزمینی و تانک‌های ذخیره‌سازی استفاده می‌شود.
برای جلوگیری از زنگ‌زدگی میلگرد، معمولاً از پوشش‌های گالوانیزه استفاده می‌شود. این پوشش‌ها یک لایه محافظ از روی را بر سطح مقطع میلگرد ایجاد می‌کنند، که از تماس مستقیم فلز با اکسیژن و رطوبت جلوگیری می‌کند. علاوه بر این، استفاده از میلگردهای روکش‌دار اپوکسی یکی دیگر از راه‌های موثر برای افزایش مقاومت میلگرد در برابر زنگ‌زدگی است. همچنین، نگهداری میلگرد در انبارهای سرپوشیده و خشک به همراه پوشاندن سطح آن با پلاستیک ضخیم و برزنت موجب افزایش عمر میلگرد می شود.
تیرآهن های مورد استفاده در سازه‌های بزرگ، باید در برابر زنگ‌زدگی مقاوم باشند. برای این منظور، سطح تیرآهن با پوشش‌های ضد زنگ، خوردگی اپوکسی عایق می‌شود. روش دیگر استفاده از پوشش‌های گالوانیزه گرم است. که باعث ایجاد لایه‌ای محافظ بر روی سطح تیرآهن می‌شود.
نبشی‌ها به دلیل استفاده در اتصالات و اسکلت‌های فلزی جوشی و مونتاژی نیاز به مقاومت در برابر زنگ‌زدگی دارند. روش‌های محافظت نبشی شامل پوشش‌دهی با رنگ و گالوانیزه است. همچنین در برخی پروژه‌ها، از نبشی‌های روکش‌دار اپوکسی استفاده می‌شود. که در برابر عوامل خورنده مقاومت بیشتری دارند. انبار کردن نبشی‌ها در محیط‌های بسته و دور از رطوبت نیز به افزایش عمر مفید آن‌ها کمک بسیاری می‌کند.
ورق‌های فولادی به دلیل سطح مقطع وسیع در معرض زنگ‌زدگی بیشتری قرار دارد. یکی از موثرترین روش‌های جلوگیری از زنگ‌زدگی ورق‌ها، استفاده از پوشش‌های گالوانیزه یا ورق‌های روغنی است. علاوه بر این، استفاده از رنگ‌های ضدزنگ و پوشش‌های پلیمری به حفظ سطح ورق در برابر رطوبت و خوردگی کمک بسیاری می کند. همچنین، ذخیره‌سازی ورق‌ها در انبارهای خشک، سرپوشیده و جلوگیری از تماس مستقیم با آب و مواد شیمیایی، یکی دیگر از روش‌های موثر برای جلوگیری از زنگ‌زدگی ورق‌های فولادی است.
