پوشش های آلی

پوشش های آلی به صورت لایه ی بسیار نازکی، فلز را در برابر محیط محافظت می کنند. انواع لاک ها، رنگ ها، لعاب ها، لاستیک های قیری و پلاستیک ها پوشش های آلی هستند که می توانند ارتباط فلز را با محیط تا اندازه ای قطع کنند و در نتیجه موجب حفاظت فلزات گردند. عامل مهم در توسعه پوشش های آلی، صنعت نفت است که اجزای اصلی تشکیل دهنده رزین های شیمیایی را تولید می کند.

پوشش های آلی با توجه به عوامل مشخصی از جمله سازه، جنس سازه، طول عمر سازه، شرایط فرآیندی و سرویس، شرایط جوی و غیره متغیر هستند. در تولید و طراحی پوشش های آلی مقاوم به خوردگی پارامترهایی نظیر قدرت حفاظتی پوشش، ساختار مولکولی پوشش و نقش پوشش بسیار حائز اهمیت است. ساده ترین نوع پوشش آلی استفاده از رنگ ها به عنوان آستر و رویه است.

رنگ ها که مخلوطی از رنگ دانه ها با روغن های خشک کننده هستند، عموما پوشش هایی چسبنده هستند. رنگ دانه ها معمولا پودرهای خشکی هستند که در محیط رنگ نا محلول بوده و مخلوط نمودن آن ها از طریق روش های پراکنده سازی صورت می گیرد. دامنه تغییرات آن ها از اکسید تیتانیوم، اکسید سرب، اکسید آهن و یا ترکیبات دیگری مانند کرومات روی، کربنات سرب، خاک رس مخصوص و… هستند. فسفات های روی مهم ترین رنگ دانه های مصرفی در رنگ های ضد خوردگی هستند.

رنگ های پخته یا کوره ای انواعی از رنگ ها هستند که خشک شدن و سفت شدن آن ها مستلزم حرارت دادن و پختن آن ها در کوره های مخصوص است، تا حلال های موجود تبخیر شده و پوششی کاملا پلیمریزه و محکم باقی بماند.

سیستم رنگ به تعدادی از لایه های رنگ که هر کدام نقش مشخصی در محافظت از سطح فلز دارند، گفته می شود. سیستم رنگ از بخش های زیر تشکیل شده است:

1_ آستری

آستر یک اصطلاح عمومی است که به همه ی رنگ های ضد خوردگی اطلاق می شود و یکی از مهم ترین اجزا یک سیستم رنگ است. آستر باعث افزایش چسبندگی و ایجاد اتصال قوی بر روی سطح جسم می شود و همچنین دارای مقاومت بالا در برابر مواد خورنده و دارای انعطاف پذیری مناسب است.

از آنجا که رنگ آستری، پایه ای برای دیگر لایه های سیستم رنگ محسوب می شود، بایستی چسبندگی خوبی روی سطح فلز داشته باشد. اگر سیستم رنگ از نوع بازدارنده باشد، رنگ آستری بایستی دارای پیگمنت های (رنگ دانه) بازدارنده بوده تا بتواند با غیر فعال کردن سطح، میل فلز را نسبت به خوردگی کاهش دهد.

2_ رنگ های میانه

لایه دوم سیستم رنگ است که معمولا با ضخامت بالا به کار برده می شود. ضخامت بالای رنگ میانه کمک می کند تا از نفوذ آب یا هر عامل خورنده به لایه های زیرین جلوگیری شود.

3_ رنگ های رویه

آخرین لایه ی رنگ در یک سیستم رنگ آمیزی است و این لایه دارای خصوصیات زیر است:

1. به عنوان یک لایه مقاوم در برابر محیط عمل می کند.
2. این لایه دارای مقاومت بالا در برابر مواد شیمیایی و رطوبت است.
3. این لایه بر روی قطعه، سطحی سخت و مقاوم در برابر سایش و ضربه ایجاد می کند.
4. باعث زیبایی و جلای قطعه می گردد.

از مهم ترین رنگ های صنعتی که به عنوان رنگ های ضد خوردگی در صنعت از آن ها استفاده می شود می توان به کولتار اپوکسی، آستری اتیل سیلیکات، آستری زینگ ریچ اپوکسی و رنگ های پلی اورتان اشاره نمود.

گروه رنگ های اپوکسی با عوامل سخت کننده پلی آمید و پلی آمین دارای ویژگی های مطلوبی از قبیل چسبندگی عالی، مقاومت در برابر خوردگی و مواد شیمیایی، مقاومت در محیط های مرطوب و هم چنین سختی بالا است.

یک لایه 75 میکرونی از پوشش اتیل سیلیکات (غنی از روی) می تواند سطوح فلزی را سال ها در شرایط محیطی سخت اعم از رطوبتی، شیمیایی یا صنعتی حفظ کرده و هرچه رطوبت محیط بالاتر باشد این رنگ سریع تر خشک شده و به سختی لازم می رسد. از این پوشش در حفاظت سازه های فلزی پالایشگاه ها، کارخانجات پتروشیمی و صنعتی و نیز در سازه های دریایی می توان بهره گرفت و در صورت اعمال سیستم مناسب بر روی آن، می توان عمر مفید سازه ها را افزایش داد. از خصوصیات برجسته دیگر این رنگ، مقاومت در مقابل دمای تا 400 درجه سانتی گراد می باشد که آن را برای پوشش مخازن و لوله های حاوی سیالات داغ و تاسیسات در معرض حرارت بالا و یا سطوح داخلی در مجاورت آب داغ مناسب می سازد.

پوشش زینگ ریچ پروکسی آستری سه جزئی بر پایه رزین اپوکسی بوده و دارای مقاومت عالی در برابر خوردگی و محیط های مرطوب است. از این پوشش جهت پوشش پل ها، اسکله ها، دریچه آب ها و… استفاده می شود و این پوشش به نام طوسی معروف است.

پوشش های پلی اورتان به عنوان پلیمری که امروزه در حال جایگزینی کامل به جای پوشش پلی اتیلن است از مزایای زیادی، نظیر خواص بالای مکانیکی و شیمیایی برخوردار هستند. پوشش های پلی اورتان با جامد صد در صد (اصطلاح بدون حلال بیانگر این موضوع است که هنگام ساخت و یا زمان کاربرد این پوشش ها از هیچ گونه حلالی استفاده نمی شود) عضو مهمی از خانواده بزرگ پوشش های پلی اورتان محسوب می گردند.

رنگ های پلی اورتان برای پوشش دهی انواع لوله های فولادی مورد مصرف در صنایع نفت، گاز، پتروشیمی، انتقال آب و سایر صنایع استفاده می شوند.

بررسی ها نشان می دهد که پوشش های پلی اورتان با جامد صد در صد خواص بهتری نسبت به سایر پوشش ها دارند و مقاومت به خوردگی آن ها در اکثر محیط های خورنده زیاد است، به طوری که استفاده از این پوشش ها بسیار توصیه می شود. استفاده از پوشش های پلی اورتان خطرناک نیست و از لحاظ ایمنی در وضعیت مناسبی قرار دارند.

استفاده از فناوری نانو در رنگ باعث افزایش کیفیت رنگ، خواص ضد خوردگی و کاهش مصرف آن می گردد. فناوری نانو به دو صورت به این بخش کمک می کند. یکی در انتخاب مواد مناسب در رنگ و دیگری در روش های بهینه رنگ کردن.

امروزه با توسعه ی فناوری نانو، رنگ های پایه آبی نیز از این امر متاثر گشته اند. مزایای عالی این نوع رنگ ها با اعمال این فناوری دوچندان شده است. این رنگ ها از رزین های پخش شونده در آب با ابعاد نانو و نیز از نانو رنگ دانه ها و افزودنی هایی در اندازه نانو استفاده می شود که باعث کیفیت بهتر رنگ های معمولی پایه آبی گردیده است.

پوشش های پلاستیکی و لاستیکی

به منظور جلوگیری از خوردگی و حفاظت فلزات در مقابل اسیدها، بازها، محلول ها و گازهای خورنده، سطوح فلزات مورد نظر را با لایه ای ضخیم از پلاستیک یا لاستیک می پوشانند. پوشش های پلاستیکی از نوع وینیل یا پلی اتیلن به صورت نوارهای مختلف در حفاظت تاسیسات فلزی و خطوط لوله ی زیر زمینی به کار می روند. یکی از پایدارترین پلاستیک ها که در محیط های مختلف شیمیایی مقاومت به خوردگی بسیار بالایی دارد تترافلوئوراتیلن یا اصطلاحا تفلون (سوپر پلاستیک) است. به منظور ایجاد یک لایه مانع و غیر قابل نفوذ جهت محافظت فلز در مقابل حملات خوردگی، ضخامت پوشش باید در حدود 3 میلی متر باشد. با توجه به گران قیمت بودن این نوع پوشش ها معمولا برای کارهای عادی مناسب نبوده مگر در مواردی که محیط به شدت خورنده باشد.

پوشش های قیری که معمولا از مشتقات نفتی حاصل می شوند به تنهایی و یا به صورت ترکیب با سایر مواد (مانند اپوکسی ها)، در خطوط لوله ی زیر زمینی مورد استفاده قرار می گیرند.