یکی از مستحکم ترین و بادوام ترین مصالحی که در صنعت ساخت و ساز مورد استفاده قرار می گیرد، تیرآهن است. اما، نگهداری تیرآهن اهمیت زیادی دارد و اگر به درستی نگهداری نشود، دچار خوردگی یا زنگ زدگی می شود. لذا، خوردگی تیرآهن یا زنگ زدگی ، سطح ایمنی و استحکام آن را کاهش می دهد و در نتیجه موجب می شد تا ایمنی سازه نیز کاهش یافته و در نتیجه موجب می شد تا ایمنی سازه نیز کاهش یابد.
به همین خاطر، باید به انواع خوردگی یا زنگ زدگی تیرآهن توجه ویژه ای داشت و برای رفع آن، پیشگیری از به وجود آمدن آن و… اقداماتی را انجام داد. به طور مثال: می توان تیرآهن ها را به درستی نصب و اجرا کرد، پوششی برای آن ایجاد کرد و همچنین باید در نگهداری آن کوشا بود. برای کسب اطلاعات بیشتر در این زمینه و همچنین برای آشنایی با انواع خوردگی های تیرآهن، روش های جلوگیری از زنگ زدن آن و … در ادامه مطلب همراه ما باشید.
منظور از خوردگی تیرآهن چیست؟
همواره انواع تیرآهن با وجود استحکام و دوام بالایی که دارد، در معرض خوردگی و زنگ زدگی می باشد که دلیل اصلی آن، قرارگرفتن در معرض آب و اکسیژن است. علاوه بر این، تیرآهن در زمانی که با آب شور و محیط های خورنده، ارتباط داشته باشد، فورا دچار زنگ زدگی و خوردگی شده و استحکام خود را از دست می دهند. به یاد داشته باشید که اصلی ترین کاربرد تیرآهن در صنعت ساختمان سازی است و همین موضوع نیز سبب شده تا در صورتی که این محصول دچار زنگ زدگی شود، سازه را نیز دچار چالش های مختلفی کند.
در واقع، تیرآهن ها متشکل از اتم های آهن و کربن هستند که در لایه هایی به نام های «فریت» و «سیمنتیت» به هم متصل می شوند. لذا، زمانی که این لایه ها با اکسیژن یا آب تماس پیدا کنند، واکنش شیمیایی به نام اکسیداسیون رخ داده و در نهایت باعث زنگ زدگی فولاد می شود. به همین خاطر، باید تیرآهن ها در محیطی خشک و عاری از رطوبت نگهداری شده و حتی وجود مقدار کمی رطوبت، سبب اکسیداسیون فولاد شده و به مرور باعث زنگ زدگی تیرآهن می شود. عوامل، زیادی وجود دارند که این مشکل را تشدید می کنند که شامل موارد زیر هستند:
- افزایش رطوبت محیط
محیط های ساحلی (وجود نمک و رطوبت)
مناطق بادخیز و باران خیز
تغییرات دمایی
خوردگی تیرآهن چه تاثیری بر مقاومت و تحمل بار آن می گذارد؟
علاوه بر این، کاهش ضخامت تیرآهن به دلیل خوردگی، بر هر سه حالت مقاومت خمش، برش و باربری تیرآهن تاثیر می گذارد. به خصوص، تغییر ضخامت بال های تیرآهن باعث کاهش سطح تماس جهت مقاومت در برابر خمیدگی می شود. در نتیجه، ممان اینرسی کاهش می یابد و باعث افزایش انحراف تیر می گردد. (ممان اینرسی (یا یا لختی دورانی یا گشتاور دوم سطح)، توزیع یک سطح را نسبت به یک محور یا یک نقطه نشان می دهد.)
همچنین، استحکام خمشی نهایی کمتر شده و باعث کاهش حداکثر ظرفیت حمل تیرآهن می شود. این عوامل نشان می دهند برای بازرسی بصری تیرآهن جهت شناسایی خوردگی به یک روش ارزیابی دقیق نیاز است تا از ظرفیت سازه های فولادی اطمینان پیدا کنیم. بنا بر این، شناخت و درک کامل مکانیسم خوردگی تیرآهن، انواع خوردگی و روش های جلوگیری و یا حذف آن بسیار مهم است که در ادامه به معرفی آن می پردازیم.
انواع خوردگی تیرآهن
خوردگی تیرآهن می تواند اثر زیادی بر استحکام و مقاومت سازه بگذارد، زیرا؛ خوردگی، عامل اصلی فرسودگی سازه های فولادی بوده و همچنین می تواند منجر به ترک خوردن (یا شکستگی) یا کمانش تیرآهن شود. به طور کلی، خوردگی می تواند تمرکز تنش و تغییر پارامترهای هندسی تیرآهن را به وجود آورده و میزان تحمل بار آن را تا حد زیادی، کاهش دهد. خوردگی تیرآهن ها، انواع مختلفی دارند و به اشکال مختلفی ظاهر می شوند که تعدادی از رایج ترین آن ها، شامل موارد زیر می باشند:
۱- خوردگی یکنواخت تیرآهن
همان طور که از نام این نوع خوردگی مشخص است، سرتاسر تیرآهن به طور کامل دچار خوردگی می شود. در واقع، در خوردگی یکنواخت، اکسید تشکیل شده به صورت کاملا یکنواخت روی سطح تیرآهن توزیع می گردد و رایج ترین شکل خوردگی می باشد. این نوع خوردگی، بیشترین تخریب را به بار می آورد و موجب نازک شدن تمامی سطوح تیرآهن می شود.
۲- خوردگی گالوانیکی
نوع دوم خوردگی تیرآهن، مربوط به خوردگی گالوانیکی می باشد و زمانی رخ می دهد که دو فلز غیر هم جنس تشکیل پیلِ خوردگی بدهند. علت اصلی ایجاد این نوع خوردگی، اختلاف پتانسیل الکتروشیمیایی بین دو فلز می باشد.
۳- خوردگی حفره ای
به این نوع خرودگی حفره ای یا موضعی نیز گفته می شود که سبب ایجاد حفره در تیرآهن شده و در صورت تداوم، عمیق تر شده و باعث ایجاد سوراخ در سطح تیرآهن می گردد. دلایل زیادی برای بروز این خوردگی وجود دارند که شامل: وجود ناخالصی در تیرآهن، وجود ناهمگنی ساختاری و شیمایی در سطح تیرآهن و… می باشند.
۴- خوردگی شکافی
این نوع خوردگی، تا حد زیادی شبیه به نوع قبلی است و معمولا در تیرآهن های پوشش دار رخ می دهد. در واقع، خوردگی در شکاف ها و زیر سطوح لایه محافظت کننده، در مقاطعی فولادیی که از آلیاژهای فولاد زنگ نزن یا آلیاژهای تیتانیوم آلومینیوم ساخته شده اند، رخ می دهد. علاوه بر این، خوردگی شکافی در زیر واشرها، میخ ها، محل تکیه گاه ها و موقعیت های مشابه نیز اتفاق می افتد.
۵- خوردگی تنشی
خوردگی تنشی، یکی دیگر از انواع خوردگی تیرآهن است که به نوعی شباهت زیادی به نوع گالوانیکی دارد. این خوردگی زمانی رخ می دهد که یک ماده در محیطی نسبتاً سالم و غیر مخرب قرار گرفته باشد. به طور مثال: ممکن است تنش حاصل از عملیات جوشکاری سبب شود تا خوردگی از یک حفره یا ناپیوستگی دیگر موجود روی سطح فلز شروع شده و در ادامه گسترش پیدا کند. به یاد داشته باشید که خوردگی تنشی به راحتی قابل تشخیص نیست و در عین حال، عدم تشخیص آن می تواند منجر به فاجعه ای جبران ناپذیر گردد.
روش های پیشگیری از زنگ زدگی تیرآهن
بیان کردیم که روش های مختلفی وجود دارند که می توان از طریق آن از زنگ زدگی و خوردگی انواع تیرآهن ها پیشگیری کرد. از جمله مهم ترین این روش ها، به شرح زیر می باشند:
اجرای ایمن و اصولی سازه
یکی از راه هایی که از طریق آن می توان زنگ زدگی تیرآهن را به حداقل رساند، اجرای ایمن در تیرآهن می باشد. در واقع، باید تیرآهن در سازه به گونه ای اجرا و نصب شود که از خوردگی آن جلوگیری گردد. به عنوان مثال: طراحی فونداسیون یک سازه، باید به گونه ای باشد که اجازه دهد رطوبت به راحتی به تیرآهن های مستقر در فونداسیون نرسیده و از این طریق، از خوردگی تیرآهن و همچنین نگ زدگی آن، جلوگیری گردد. همچنین، می توان برای متصل کردن تیرآهن ها به جای استفاده از پیچ، از فرایند جوشکاری استفاده کرد تا تیرآهن ها دیرتر دچار خوردگی شوند.
گالوانیزه کردن یا ایجاد پوشش های آلی روی تیرآهن
یکی دیگر از راه های پیشگیری از زنگ زدگی و خوردگی تیرآهن، گالوانیزه کردن می باشد که فرآیندی است در طی آن یک پوشش روی (Zn) بر سطح تیرآهن ها قرار می گیرد. لذا، می توان از طریق این پوشش، زنگ زدگی فولاد را به کمترین میزان خود رساند. علاوه بر این، می توان با ایجاد پوشش های آلی یا ارگانیک روی تیرآهن بین عناصر محیطی مخرب (مانند آب شور) و فولاد، مانعی را به وجود آورد.
لازم به ذکر است تا بدانید که همواره طیف گسترده ای از مواد هستند که می توان از آن ها برای پوشش های آلی تیرآهن، استفاده کرد. همچنین، پوشش های پودری مانند: پوشش های ارگانیک (پوشش های آلی) نیز می توانند مورد استفاده قرار گیرند. این پودر به صورت الکترواستاتیک بر روی تیرآهن اعمال شده و از طریق حرارت، بر روی سطح تیرآهن، می چسبد و می تواندمانعی بین فولاد و عناصر خورنده ایجاد کند.
نگهداری صحیح و اصولی تیرآهن
یکی دیگر از بهترین روش ها برای پیشگیری از زنگ زدگی تیرآهن، نگهداری اصولی و صحیح آن می باشد. نگهداری و بررسی منظم تیرآهن منجر می شود تا پوشش های محافط تیرآهن سالم مانده و تحت رایط مختلف، این محصول دچار خوردگی یا زنگ زدگی نشود. علاوه بر این، می توان هر گونه نشانه ای از زنگ زدگی را به موقع تشخیص داده و در سریع ترین زمان ممکن برای رفع آن، اقدام کرد. به یاد بسپارید که نحوه نگهداری اصولی تیرآهن، هم در زمان انبار کردن و هم در زمان نصب و استفاده از تیرآهن باید به درستی انجام شود.
خلاصه مطلب
ما در این بخش تلاش کردیم تا شما را با انواع خوردگی تیرآهن آشنا کرده و روش های پیشگیری از زنگ زدگی تیرآهن را نیز بیان کردیم. انواع تیرآهن را باید به طور مداوم بررسی کرده و در صورت مشاهده علائم تغییر رنگ یا لکه های غیرعادی روی سطح تیرآهن، برای رفع آن اقدام کرد.
همچنین، گرد و غبار روی تیرآهن باید به طور منظم تمیز شوند، زیرا، تجمع گرد و غبار و کثیفی، محیطی مناسب برای واکنش اکسیداسیون را ایجاد کرده و در نتیجه موجب خوردگی یا زنگ زدگی تیرآهن خواهد شد. علاوه بر این، اگر تیرآهنی در فضای بسته نگهداری می شود، باید از تهویه هوای مناسبی برای آن استفاده کرد تا از واکنش های اکسیداسیون روی تیرآهن پیشگیری شود. اگر سوالdی در رابطه با قیمت تیرآهن در این زمینه دارید و یا می خواهید برای خرید انواع تیرآهن اقدام کنید، می توانید با همکاران ما در فولادکو ارتباط برقرار کنید.