وقتی بشر برای اولین‌بار فلز آهن را کشف کرد نمی‌دانست چه فلز ارزشمندی را پیدا کرده است و قرار است در ادامه با آن چه کارهایی انجام دهد. آهن در ابتدا تنها در چند کار مانند ساخت‌وساز اسلحه به کار گرفته شد اما با گذر زمان و با رسیدن به زمان کنونی وقتی به دور و برمان نگاه کنیم به راحتی خواهیم دید که آهن در تمام زندگی ما حضور دارد و اگر برای لحظه‌ای وجود آن را نادیده بگیریم زندگی غیرممکن خواهد شد.البته آهن علاوه بر مزایای بی‌شماری که برای ما به ارمغان آورد دردسرهایی نیز داشت؛ یکی از مهم‌ترین معایب کار با آهن زنگ زدن آن است. آهن به سرعت زنگ می‌زند و باعث پوسیدگی سازه می‌شود. یکی از مواردی که آهن در آن کاربرد دارد صنعت ساخت و تولید پیچ و مهره است. شما به عنوان مصرف‌کننده موقع خرید پیچ و مهره خواهید دید که تقریبا در تمام انواع پیچ‌ها و مهره‌ها جنس آهن به کار رفته است.
با گذر زمان و پیشرفت تکنولوژی مصرف خالص آهن کاهش یافته است و تولیدکنندگان سعی می‌کنند ترکیبات آهن را استفاده کنند چرا که مزیت‌های افزونی دارند و ایرادات آهن نیز در آن‌ها برطرف شده است. آرین پیچ در ادامه به معرفی این جنس‌ها خواهد پرداخت اما توجه داشته باشید که همیشه نمی‌توان از آن‌ها استفاده کرد و گاهی خرید و مصرف خود آهن بهترین گزینه به حساب می‌آید و تنها کاری که باید انجام داد جلوگیری از زنگ‌زدگی آن است.
بعضی از اقدامات جلوگیری توسط تولیدکنندگان انجام شده و شما هنگام خرید پیچ و مهره یا پیچ استاد بولت با جنس‌هایی مواجه می‌شوید که به خودی خود ضدزنگ هستند و کار شما را آسان می‌کنند اما گاهی این طور نیست و شما خودتان باید دست‌به‌کار شوید و از زنگ زدن و اکسید شدن آهن جلوگیری کنید. در ادامه راه‌هایی برای جلوگیری آهن از زنگ‌زدگی چه برای مصرف‌کننده و چه برای تولید‌کننده آورده شده‌اند.
چرا پیچ و مهره‌ها زنگ می‌زنند؟
قبل از این که به راه‌های حفظ پیچ و مهره از عوامل خورنده و اکسیدکننده بپردازیم بهتر است درباره علت این موضوع صحبت کنیم و بگوییم اصلا چرا پیچ و مهره‌ها زنگ می‌زنند؟ در پاسخ باید گفت که تمام پیچ و مهره‌ها زنگ نزده و در گذر زمان پوسیده نمی‌شوند بلکه بعضی از جنس‌های خاص مانند آهن در برابر عوامل اکسیدکننده ضعیف و بی‌دفاع هستند و فورا در مجاورت هوای مرطوب، محیط اسیدی و… زنگ زده و از بین می‌روند اما علت چیست؟
معروف‌ترین فلزي که زنگ می‌زند آهن است بنابراین ما این فلز را نماینده قرار داده و درباره آن حرف می‌زنیم اما فلزات دیگری هم که زنگ می‌زنند ساز و کاري مشابه آهن دارند که می‌توانید از این توضیحات، شیوه زنگ زدن آن‌ها را نیز حدس بزنید.
رطوبت، اصلی‌ترین دشمن آهن است. وقتی آهن در مجاورت با آب، نم هوا، رطوبت محیط و محیط‌های آبی قرار می‌گیرد، طی یک سری فرایند شیمیایی، مولکول‌های آب با اتم‌های فلز آهن واکنش داده و آن‌ها را به ماده‌ای قرمزرنگ و ضعیف تبدیل می‌کنند. به این ماده، زنگار یا زنگ آهن می‌گویند.
خاصیت زنگار آهن علاوه بر رنگ قرمز، قهوه‌ای یا نارنجی، ضعیف بودن آن است؛ این ماده به دلیل ترد شدن بسیار متخلخل بوده و هیچ دوامی در برابر فشار و نیرو ندارد و حتی با دست نیز پودر می‌شود. زنگ آهن بسیار ضعیف و پوسیده است و در اصطلاح خورده شده است. با نفوذ بیشتر رطوبت به لایه‌های زیرین آهن، تمام آهن پوسیده شده و فرو می‌ریزد. به این ساز و کار اکسید شدن يا اكسايش آهن نیز می‌گویند.
چه جنس‌هایی زنگ نمی‌زنند؟
قبلا قول دادیم تا درباره جنس‌های ضدزنگ و در مقابل جنس‌هایی که در برابر عوامل خورنده مقاوم نیستند توضیح دهیم. تا این جا با آهن آشنا شدید و آموختید که آهن یکی از فلزات معروف در این زمینه است و هیچ دفاعی از خود در برابر عوامل اکسیدکننده ندارد اما چه فلزات دیگری زنگ می‌زنند و می‌توانند برای ما دردسرساز باشند؟ در واقع تنها آهن و آلیاژهای آن هستند که زنگ می‌زنند و تقريبا باقي فلزات تنها اكسيد شده و زنگ نمي‌زنند. بعضي از فلزات مانند طلا حتي اكسيد هم نمي‌شوند و كاملا سالم مي‌مانند.
موارد زیر جزو فلزات و موادی هستند که زنگ نمی‌زنند:
مس
آلومینیوم
تیتانیوم
روی
فولاد
بعضی آلیاژهای آهن
آهن گالوانیزه
طلا، نقره
برنز و برنج
روی
منیزیم
پلاستیک
البته تنها این موارد نیستند و ما فقط به بخشی از مواد ضدزنگ اشاره کردیم. این مواد به هر دلیلی می‌توانند در برابر عوامل اکسیدکننده مقاومت کرده و سالم بمانند. با استفاده از این الگو می‌توان چاره‌ای اندیشید تا ابزار و سازه‌های ما زنگ نزده و از رده خارج نشوند.
مزایا و اهمیت جلوگیری از زنگ زدن
اصلا چرا باید برای زنگ نزدن آهن تلاش کنیم؟ پاسخ از مصارف ساده تا بزرگ قابل تشریح است. کوچک‌ترین مصرف آهن را که در مصارف خانگی است در نظر بگیرید. فرض کنید قلابی که لوستر خانه را نگاه داشته از آهن باشد. محیط خانه بسیار مرطوب است و به دلیل تنفس افراد خانه، آهن به مرور زنگ زده و روزی می‌رسد تا دیگر چیزی از آن باقی نماند. با فرود آمدن لوستر خسارت به بار می‌آید. حال فرض کنید اتصال‌دهنده‌های کمدهای دیواری، هود و تجهیزات تهویه هوا، تجهیزات سرمایشی و گرمایشی مانند کولر و رادیاتورها، درب و پنجره و… همگی از آهن باشند. چه فاجعه‌ای به بار می‌آید؟!
در موارد صنعتی، بسیاری از کاربردها به استفاده از آهن ختم می‌شود اما اگر آهن را به موقع تعویض نکنند و آهن کاملا از بین برود یا ضعیف شود، صنعت پل‌سازی، ساخت‌وساز خانه، سوله‌ها، استادیوم‌های ورزشی، ساختمان‌ها، کشتی‌ها و تقريبا هر چيزي تحت‌الشعاع قرار می‌گیرند و آسیب به بار می‌آورند. اگر دولتی تصمیم بگیرد تا از هزینه‌های خود کم کند به جای تعویض و نوسازی سازه‌های آهنی، از همان ابتدا، کاري می‌کند تا آهن‌ها دیگر زنگ نزنند. این دقیقا همان چیزی است که ما در مطلب امروز قصد توضيح آن را داریم.
راه‌های جلوگیری از زنگ زدن پیچ و مهره
راه‌های زیادی برای جلوگیری از زنگ زدن آهن وجود ندارد و بیشتر از چند راهکار ساده تا پیچیده بهره گرفته مي‌شود. ما به بیان هر کدام از این راه‌ها خواهیم پرداخت. اگر شما خرید پیچ و مهره را مد نظر قرار دارید بهتر است ابتدا پیچ یا مهره‌ای بخرید که ضدزنگ است و این فرایندها در کارخانه‌ها یا کارگاه‌های تولیدی انجام شده است اما اگر لازم است تا جنسی بخرید که مستعد زنگ‌زدن است یا اصلا موجودی فروشگاه شامل جنس‌های ضدزنگ نبود، باید خودتان دست‌به‌کار شده و برای انجام یک سری کارها آماده باشید.
1- پیچ و مهره گالوانیزه
گالوانیزه یکی از جنس‌های محبوب است. گالوانیزه یک جنس نیست و شامل دو فلز آهن و روی است. این کار با استفاده از فرایندهای شیمیایی و الکترودی انجام می‌شود؛ یعنی ابتدا آهن در محل قرار می‌گیرد و سپس روی را از طريق يك فرایند خود‌به‌خودی روی آهن روکش می‌کنند. در واقع پیچ و مهره گالوانیزه یک جنس يكتا و به‌خصوص نیست بلکه آهنی است که روی آن را فلز روی پوشانده است و اگر خراش نسبتا عمیقی در آن ایجاد کنیم و به لایه‌های زیرین برسیم آهن نمايان خواهد شد. برای همین به آن آهن گالوانیزه می‌گویند.
برای جلوگیری از زنگ زدن آهن از این روش بسیار استفاده می‌کنند. یعنی آهن را به وسیله یک فلز دیگر می‌پوشانند و با این کار باعث می‌شوند تا فلز اصلی یعنی آهن در برابر عوامل محیطی در امان بماند و زنگ نزند. اگر می‌خواهید پیچ و مهره گالوانیزه بخرید احتمالا می‌خواهید از آن‌ها در مجاورت آب استفاده کنید چرا که کاربرد اصلی آهن گالوانیزه در کانال‌های آبی است.
همان طور که دیدید آهنی که با یک مولکول آب زنگ می‌زد و به وضع بدی می‌افتاد اكنون به راحتی در مسیر و شریان مستقیم آب قرار می‌گیرد و برای سال‌ها سالم و بدون زنگ‌زدگی باقی می‌ماند. همه این‌ها به دلیل روشی است که دانشمندان کشف کردند و سپس تولیدکنندگان آن را انجام دادند. به کمک پیچ و مهره گالوانیزه قادر هستید تا عوامل خورنده و اکسیدکننده آب و هوای مرطوب را ناتوان کنید.
2- رنگ زدن آهن
یکی از پایه‌ای‌ترین کارها برای نگاه داشتن آهن از زنگ‌زدگی، ایجاد پوشش روی آن است. روش قبلی که آبکاری فلزات بود یک روش تخصصی است و نیاز به امکانات و تجهیزات دارد اما باز هم می‌توانید خودتان آن را انجام دهید. تنها کافی است به کمک کارگاه‌ها یا آزمایشگاه‌ها یک لایه فلز روی روکش کنید ولی اگر وقت و حوصله این کارها را ندارید پیشنهاد می‌کنیم پیچ و مهره‌های خود را با رنگ پوشش دهید. رنگ‌ها در ساختار خود روغن دارند. روغن می‌تواند از عبور آب جلوگیری کند.
برای درک بهتر روی یک لیوان آب مقداری روغن بریزید. مشاهده می‌شود که روغن روی آب قرار گرفته و این دو هرگز با هم مخلوط نخواهند شد. به همین دلیل رنگ‌کاری پیچ و مهره‌های آهنی می‌تواند بسیار مفید واقع شود اما در طول زمان پایدار نیست و ممکن است دوباره آهن زنگ بزند چرا که روغن در بعد میکروسکوپی روزنه‌دار می‌شود و سوراخ‌های ریزی روی لایه آن ایجاد خواهند شد. برای مولکول‌ها عبور از چنین منافذی کاری ندارد. در نتیجه دوباره با زنگ‌زدگی آهن رو‌به‌رو خواهیم شد.
با این حال این روش بسیار آسان و ارزان است و می‌تواند آهن را تا مدت‌ها از زنگ‌زدگی محافظت کند. اگر فروشگاه مد نظرتان موجودی جنس‌های ضدزنگ نداشت ابتدا سعی کنید با جست‌وجو، درگاه‌های معتبر و با موجودی کامل را انتخاب کرده و خرید کنید اما اگر قصد خرید پیچ و مهره را از یک بستر غیر اینترنتی دارید بهتر است بعد از تهیه آن‌ها، خودتان با این روش مانع از اکسایش آهن شوید.
3- خرید پیچ و مهره خشکه
هر پیچ و مهره‌ای گریدبندی دارد. گرید نشان می‌دهد که آن پیچ یا مهره در چه محیطی باید نصب شود و چه جنسی دارد. همچنین استانداردهایی با عناوین DIN یا ISO برای پیچ و مهره‌های در نظر گرفته می‌شود. هر کدام از این عناوین نمایانگر موضوعی هستند. يكي از گريدها نشان مي‌دهد كه پیچ یا مهره جنس خشکه دارد.
یکی از گریدهای جنس فولاد، با عبارت خشکه خطاب می‌شود چرا که جنس بسیار سخت و خشکی دارد. ابتدا درباره فولاد توضیح می‌دهیم. فولاد ترکیبی از آهن و کربن است. یعنی اگر آهن را ذوب کرده و به مذاب آن کربن اضافه کنیم، بعد از سرد کردن ترکیب، فولاد به دست می‌آید. فولادها انواع مختلفی دارند و تنها یک نوع از آن‌ها در بازار یافت نمی‌شود. اگر مقدار کربن زیاد باشد، فولاد سخت و بسیار ضمخت می‌شود و به آن خشکه می‌گویند.
پیچ و مهره خشکه از مهم‌ترین ابزار هستند و در صنعت کاربرد زیادی دارند اما دلیل این میزان از کاربرد و استفاده چیست؟ یکی از دلایل به ضد زنگ بودن فولاد باز می‌گردد. انواعی از فولاد ضد زنگ هستند؛ اگر به ترکیب آهن و کربن، فلز کروم نیز افزوده شود فولاد ضدزنگ به دست می‌آید. پیچ و مهره خشکه زنگ نمی‌زند و در برابر تمام عوامل مخرب مقاوم است.
4- رقابت کاتدی فلزات
این بحث تخصصی است اما به زبان ساده می‌توان گفت که دو فلز در مجاورت هم بر سر واکنش با آب رقابت می‌کنند و فلزی که در این رقابت برنده شود اکسید خواهد شد. با دریافت چنین ویژگی خارق‌العاده‌ای می‌توان یک فلز برنده را در کنار آهن بازنده قرار داد تا هنگام مجاورت با آب یا رطوبت هوا، فلز دیگر اکسید شده و با آن‌ها ترکیب شود و آهن در عین تماس با رطوبت، دست‌نخورده باقی بماند. با این روش می‌توان بسیاری از خسارت‌ها را کاهش داد و از زنگ زدن آهن جلوگیری کرد.
جمع‌بندی
در این مطلب سعی کردیم توضیحات کاملی درباره جنس‌هایی که زنگ می‌زنند و دلیل زنگ‌زدگی آن‌ها ارائه دهیم. بعد از آموختن دلیل لازم است تا درباره راه‌های جلوگیری از زنگ‌زدگی بدانیم. راه‌های گوناگونی مانند خرید پیچ و مهره خشکه، پیچ و مهره گالوانیزه، خرید پیچ و مهره با جنس فولاد ضدزنگ، روغن‌کاری یا زنگ زدن و… بیان شدند که امیدواریم به کمک شما آمده باشند.
آیا محصولات موجود در آرین پیچ ضد زنگ هستند؟
آرین پیچ انواع پیچ و مهره و واشر در مدل های مختلف را دارا می‌باشد که پیچ و مهره ضد زنگ شده به روش های مختلف نیز شامل آنهاست.
