วิธีการใดบ้างที่สามารถนำมาใช้ในการป้องกันการกัดกร่อน?

โดยทั่วไป วิธีการป้องกันการกัดกร่อนสามารถแบ่งออกได้เป็นสองประเภทหลัก:

1. การเลือกใช้วัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อนอย่างถูกต้อง และมาตรการป้องกันอื่นๆ ที่เหมาะสม

2. การเลือกขั้นตอนการดำเนินงานและโครงสร้างอุปกรณ์ที่เหมาะสม

การปฏิบัติตามกฎระเบียบกระบวนการผลิตทางเคมีอย่างเคร่งครัดสามารถขจัดปรากฏการณ์การกัดกร่อนที่ไม่จำเป็นได้ อย่างไรก็ตาม แม้จะใช้วัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อนคุณภาพสูง แต่ขั้นตอนการปฏิบัติงานที่ไม่เหมาะสมก็ยังอาจนำไปสู่การกัดกร่อนอย่างรุนแรงได้

1. สารยับยั้งการกัดกร่อนอนินทรีย์

โดยทั่วไป การเติมสารยับยั้งการกัดกร่อนในปริมาณเล็กน้อยลงในสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อนสามารถช่วยชะลอการกัดกร่อนของโลหะได้อย่างมีนัยสำคัญ สารยับยั้งเหล่านี้โดยทั่วไปแบ่งออกเป็นสามประเภท ได้แก่ สารยับยั้งอนินทรีย์ สารยับยั้งอินทรีย์ และสารยับยั้งในรูปไอ ซึ่งแต่ละประเภทมีกลไกการทำงานที่แตกต่างกัน

• สารยับยั้งการเกิดปฏิกิริยาที่ขั้วบวก (ช่วยชะลอการเกิดปฏิกิริยาที่ขั้วบวก):

สารเหล่านี้ได้แก่ สารออกซิไดเซอร์ (เช่น โครเมต ไนไตรต์ ไอออนเหล็ก ฯลฯ) ที่ส่งเสริมการเกิดพาสซิเวชันที่ขั้วบวก หรือสารสร้างฟิล์มที่ขั้วบวก (เช่น ด่าง ฟอสเฟต ซิลิเกต เบนโซเอต ฯลฯ) ที่สร้างฟิล์มป้องกันบนพื้นผิวขั้วบวก สารเหล่านี้จะทำปฏิกิริยาเป็นหลักในบริเวณขั้วบวก ช่วยเพิ่มการโพลาไรเซชันของขั้วบวก โดยทั่วไป สารยับยั้งการกัดกร่อนที่ขั้วบวกจะสร้างฟิล์มป้องกันบนพื้นผิวขั้วบวก ซึ่งมีประสิทธิภาพสูง แต่ก็มีความเสี่ยงอยู่บ้าง เช่น การใช้ปริมาณที่ไม่เพียงพออาจทำให้ฟิล์มปกคลุมไม่สมบูรณ์ ทำให้มีพื้นที่โลหะเปลือยเล็กๆ ที่มีความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าสูง ทำให้เกิดการกัดกร่อนแบบเป็นหลุมได้ง่ายขึ้น

• สารยับยั้งปฏิกิริยาแคโทดิก (ออกฤทธิ์ต่อปฏิกิริยาแคโทดิก):

ตัวอย่างเช่น ไอออนของแคลเซียม สังกะสี แมกนีเซียม ทองแดง และแมงกานีส ซึ่งทำปฏิกิริยากับไอออนไฮดรอกไซด์ที่เกิดขึ้นที่แคโทด ก่อให้เกิดไฮดรอกไซด์ที่ไม่ละลายน้ำ ไฮดรอกไซด์เหล่านี้จะก่อตัวเป็นฟิล์มหนาบนพื้นผิวแคโทด ขัดขวางการแพร่ของออกซิเจน และเพิ่มการเกิดโพลาไรเซชันของความเข้มข้น

• สารยับยั้งแบบผสม (ยับยั้งทั้งปฏิกิริยาแอโนดและแคโทด):

จำเป็นต้องมีการทดลองเพื่อหาปริมาณยาที่เหมาะสมที่สุด

2. สารยับยั้งการกัดกร่อนอินทรีย์

สารยับยั้งอินทรีย์ทำงานโดยการดูดซับ โดยสร้างฟิล์มบางๆ ระดับโมเลกุลที่มองไม่เห็นบนพื้นผิวโลหะ ซึ่งจะยับยั้งทั้งปฏิกิริยาแอโนดและแคโทดไปพร้อมกัน (แม้ว่าจะมีประสิทธิภาพแตกต่างกันไป) สารยับยั้งอินทรีย์ที่พบได้ทั่วไป ได้แก่ สารประกอบที่มีไนโตรเจน ซัลเฟอร์ ออกซิเจน และฟอสฟอรัส กลไกการดูดซับของสารเหล่านี้ขึ้นอยู่กับโครงสร้างโมเลกุลและสามารถแบ่งออกได้เป็น:

• การดูดซับด้วยไฟฟ้าสถิต

• การดูดซับทางเคมี

· การดูดซับพันธะ π (อิเล็กตรอนที่ไม่จำกัดตำแหน่ง)

สารยับยั้งอินทรีย์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายและมีการพัฒนาอย่างรวดเร็ว แต่ก็มีข้อเสียเช่นกัน เช่น:

• การปนเปื้อนของผลิตภัณฑ์ (โดยเฉพาะในผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องกับอาหาร) — แม้จะมีประโยชน์ในด้านหนึ่งก็ตาม

ในขั้นตอนการผลิต พวกมันอาจกลายเป็นอันตรายในขั้นตอนอื่นได้

• การยับยั้งปฏิกิริยาที่ต้องการ (เช่น การทำให้การกำจัดฟิล์มระหว่างการดองกรดช้าลง)

3. สารยับยั้งการกัดกร่อนในรูปไอ

สารเหล่านี้เป็นสารระเหยสูงที่มีหมู่ฟังก์ชันยับยั้งการกัดกร่อน โดยส่วนใหญ่ใช้เพื่อปกป้องชิ้นส่วนโลหะระหว่างการจัดเก็บและการขนส่ง (มักอยู่ในรูปของแข็ง) ไอระเหยของสารเหล่านี้จะปล่อยหมู่ฟังก์ชันยับยั้งการกัดกร่อนออกมาเมื่อสัมผัสกับความชื้นในบรรยากาศ จากนั้นหมู่ฟังก์ชันเหล่านั้นจะดูดซับลงบนพื้นผิวโลหะเพื่อชะลอการกัดกร่อน

นอกจากนี้ สารเหล่านี้ยังเป็นสารยับยั้งการดูดซับ ซึ่งหมายความว่าพื้นผิวโลหะที่ได้รับการปกป้องไม่จำเป็นต้องกำจัดสนิมออกก่อน