9037E8B4-4A28-4179-BA3F-B9EFF3C5AAE4

เรื่อง

การป้องกันการผุกร่อนของโลหะ

จัดทำโดย
นางสาว อรปรียา แพงจักร
ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5/15 เลขที่ 34

เสอน
คุณครู เบญจพร อินทรสด

โรงเรียนนารีนุกูล
สำนักงานเขตพื้ นที่การศึกษาอุบลราชธานี อำนาจเจริญ

การป้องกันการผุกร่อน

(การเกิดสนิม) ของโลหะ




การเกิดสนิมเป็นปฏิกิริยาที่พบเห็นได้ง่ายๆ กับสิ่งก่อสร้างต่าง ๆ ที่มีเหล็ก
เป็นองค์ประกอบ แต่เป็นปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นอย่างช้าๆ อาจจะกินเวลายาวนาน เกิด
ขึ้นเมื่อมีเหล็กสัมผัสกับน้ำและความชื้น โดยจะค่อย ๆ สึกกร่อน เมื่อเกิดการผุ
กร่อน นอกจากจะทำให้วัสดุอุปกรณ์นั้นไม่สวยงามแล้ว ถ้าอุปกรณ์เหล่านี้เป็น
ส่วนประกอบหลักที่ต้องการความแข็งแรง เช่น โครงหลังคาบ้าน หากเกิดการ
กัดกร่อนก็จะยิ่งเป็นอันตราย ดังนั้นเราจึงควรเรียนรู้เกี่ยวกับการกัดกร่อนของ
โลหะไว้เพื่ อจะได้หาทางป้องกันต่อไป

สาเหตุของการกัดกร่อนของโลหะ
หรือปัจจัยที่ทำให้เกิดการกัดกร่อน

ของโลหะซึ่งมีหลายประการ

การทำปฏิกิริยากับน้ำและแก๊สออกซิเจน



การทำปฏิกิริยากับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์หรือกรด

การทำปฏิกิริยากับไอเกลือเข้มข้น เช่น บริเวณใกล้ทะเล



สัมผัสกับโลหะที่มีศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของครึ่งเซลล์สูงกว่า

วิธีป้องกันการเกิดสนิม
หรือการกัดกร่อนของ
เหล็ก

การเคลือบผิว (surface coating) ไม่ให้เหล็กสัมผัสกับน้ำ
และแก๊สออกซิเจนหรืออากาศ ซึ่งอาจทำได้หลายๆ วิธีเช่น




เคลือบผิวเหล็กด้วยน้ำมัน
ทาสีที่ผิวเห
ล็ก

เคลือบผิวเหล็กด้วยพลาสติก



วิธีเหล่านี้เป็นแบบป้องกันโดยตรง ไม่ให้ผิวเหล็กสัมผัสกับ
น้ำและออกซิเจนซึ่งค่อนข้างสะดวกและให้ผลดี

วิธีแคโทดิก (Cathodic Protection) เป็นที่ทราบแล้วว่า โลหะเกิดการผุกร่อนจากการเกิดปฏิกิริยา
ไฟฟ้าเคมี โดยโลหะจะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน ซึ่งมีปฏิกิริยาเกิด

ขึ้นเช่นเดียวกับแอโนดในเซลล์กัลวานิกหรือเซลล์อิเล็กโทรไลต์ ดัง
นั้นถ้าไม่ต้องการให้เกิดการผุกร่อนจึงต้องให้โลหะนั้นมีสภาวะเป็น
แคโทดหรือคล้ายกับแคโทด โดยใช้โลหะที่เสียอิเล็กตรอนได้ง่าย
กว่าเหล็ก (มีค่าศักย์ไฟฟ้าครึ่งเซลล์ (Eo) น้อยกว่าเหล็ก) ไปพัน
หรือต่อกับเหล็ก ซึ่งจะทำให้โลหะนั้นกัดกร่อนแทนเหล็ก เช่น การ
เชื่อมต่อแมกนีเซียมตามท่อ หรือตามโครงเรือ จะทำให้เหล็กผุ
กร่อนช้าลง เนื่องจากแมกนีเซียมเสียอิเล็กตรอนง่ายกว่าเหล็ก จะ
เสียอิเล็กตรอนแทน เปรียบเสมือนกับให้แมกนีเซียมเป็นแอโนด
และให้เหล็กเป็นแคโทด จึงเรียกวิธีนี้ว่า “วิธีแคโทดิก (Cathodic
Protection) ”

การชุบเคลือบผิวเหล็กด้วยโลหะ (Electroplating)




กระบวนการผ่านกระแสไฟฟ้าเข้าไปในสารละลาย
เกลือของโลหะ (Metallic salts) แล้วทำให้ไอออน
บวกวิ่งมารับประจุไฟฟ้าลบที่ชิ้นงาน ซึ่งทำหน้าที่
เป็นขั้วลบ (Cathode) จึงทำให้เกิดเป็นชั้นผิวบาง
ของโลหะมาเคลือบอยู่บนผิวด้านนอกของชิ้นงาน
เช่น การชุบทองแดง นิกเกิล โครเมียม ใช้หลักการ
ของเซลล์อิเล็กโทรไลติก (Electrolytic cell)

การเคลือบผิวเหล็กด้วยโลหะที่หลอมเหลว

โดยนำเหล็กจุ่มลงในโลหะที่ใช้เคลือบซึ่งทำให้
ร้อนจนหลอมเหลว แล้วนำเหล็กจุ่มลงไปเพื่อให้
เกาะที่ผิวของเหล็ก เช่น นำแผ่นเหล็กจุ่มลงใน
สังกะสีที่หลอมเหลว สังกะสีจะเกาะที่ผิวเหล็ก
ป้องกันไม่ให้เกิดสนิมได้

การป้องกันการเกิดสนิมเหล็กโดยวิธีอะโนไดซ์ (Anodization)




วิธีอะโนไดซ์ คือ กระบวนการป้องกันการผุกร่อนของโลหะ
โดยอาศัยหลักการอิเล็กโทรลิซิส เป็นการเคลือบผิวโลหะด้วยโลหะ
ออกไซด์ที่สลายตัวยาก ทำให้เกิดออกไซด์ของโลหะบางชนิด เช่น
อะลูมิเนียม โครเมียม ดีบุก สังกะสี โลหะเหล่านี้ มีค่า E๐ ต่ำ สูญ
เสียอิเล็กตรอนง่าย เมื่อทำปฏิกิริยากับแก๊สออกซิเจนในอากาศจะ
เกิดออกไซด์ของโลหะซึ่งมีความสเถียรและไม่ละลายน้ำเคลือบบน
ผิวของโลหะนั้นและจับผิวแน่น ทำให้ผิวด้านในไม่สัมผัสกับน้ำและ
แก๊สออกซิเจน จึงช่วยป้องกันการผุกร่อนได้ การเกิดออกไซด์
สามารถเกิดได้เองตามธรรมชาติแต่เป็นไปอย่างไม่สม่ำเสมอ ดัง
นั้นในทางอุตสาหกรรมจึงใช้วิธีอะโนไดซ์ซึ่งเป็นวิธีทำให้พื้ นผิวโลหะ
เกิดออกไซด์อย่างสม่ำเสมอ

การรมดำโลหะเหล็ก (Metal Blackening)



เป็นการทำให้เกิดปฏิกิริยารีดอกซ์ เป็นกระบวนการ
การป้องกันการผุกร่อนของโลหะทางเคมีชนิดหนึ่ง โดย

ใช้สารเคมีและให้ความร้อนจากภายนอกเข้าไปเท่านั้น
ทำให้เกิดออกไซด์สีดำติดแน่นอยู่บนผิวชิ้นงานโลหะโดย
สีดำที่เกิดขึ้นจะมีความเข้มของสีที่แตกต่างกันไป คือสี

ดำ สีดำแกมน้ำเงิน หรือสีน้ำเงินเข้ม ซึ่งขึ้นอยู่กับ
กรรมวิธีและสารเคมีที่ใช้ เมื่อโลหะผ่านการรมดำ โลหะจะ
ไม่เกิดสนิมหรือผุกร่อน จึงช่วยป้องกันการผุกร่อนของ
เหล็กได้ โลหะที่นิยมนำมารมดำได้แก่ เหล็ก ทองแดง

ทองเหลือง อะลูมิเนียม เงินและสแตนเลส

การป้องกันการกัดกร่อนของโลหะในระบบหล่อเย็นแบบปิด




เครื่องยนต์ที่ใช้ในรถยนต์หรือเครื่องมือผลิตกระแสไฟฟ้าจะใช้ระบบหล่อเย็นแบบปิด
เพื่่อรักษาอุณหภูมิของเครื่องยนต์ไม่ให้สูงมากเกินไป สารหล่อเย็นที่ใช้คือน้ำซึ่งมี

ออกซิเจนละลายอยู่ ถ้าเครื่องยนต์มีโลหะผสมของอะลูมิเนียม ออกซิเจนที่ละลายอยู่
ในน้ำจะถูกใช้ในการสร้างฟิล์มอะลูมิเนียมออกไซด์ และฟิล์มนี้จะป้องกันการผุกร่อน

เครื่องยนต์ได้ แต่ถ้าเครื่องยนต์มีส่วนประกอบที่เป็นโลหะผสมของเหล็ก ส่วน
ประกอบของเครื่องยนต์ที่สัมผัสกับน้ำจะเกิดการผุกร่อนได้ เนื่องจากออกไซด์ของ

เหล็กไม่มีสมบัติในการเป็นสารเคลือบผิว จึงต้องเติมสารยับยั้งการกัดกร่อนซึ่ง
ประกอบด้วยสารประกอบของไนไตรต์โบแรกซ์ สารนี้จะทำให้น้ำในระบบหล่อเย็นมี

pH สูงกว่า 8.5 และทำให้โลหะที่เป็นส่วนประกอบของเครื่องยนต์เกิดปฏิกิริยา
ออกซิเดชันได้ยาก การผุกร่อนของโลหะจึงลดลง นอกจากนี้การใช้ระบบปิดมีผลดี
อีกประการหนึ่งคือเป็นการจำกัดปริมาณของออกซิเจนที่ละลายลงไปในน้ำจึงทำให้

การผุกร่อนของโลหะลดลง

การผุกร่อนของโลหะหรือการเกิดสนิมเป็นกระบวน
การทางไฟฟ้าเคมี สนิมเป็นโลหะส่วนที่มีการเปลี่ยน
สภาพไปจากเดิม เป็นปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นอย่างช้าๆ
อาจจะกินเวลายาวนาน เนื่องจากเกิดปฏิกิริยาเคมีที่
มีอากาศ น้ำ หรือความร้อนเป็นตัวการสำคัญทำให้
โลหะมีคุณสมบัติแตกต่างไปจากเดิม โดยโลหะจะ
ค่อย ๆ สึกกร่อน กลายเป็นเหล็กออกไซด์ ส่วนวิธี
การป้องกันไม่ให้โลหะเกิดการผุกร่อนหรือเกิดสนิม
ขึ้นมีหลายวิธี เราจะเลือกใช้วิธีใดนั้นขึ้นอยู่กับชนิด
ของโลหะ ค่าศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานครึ่งเซลล์ของโลหะ
การทำปฏิกิริยากับน้ำและอากาศ หรือความสะดวกใน

การเลือกใช้วิธีนั้นๆ