خوردگی تیرآهن

خوردگی تیرآهن چیست؟ چرا با خوردگی و زنگ زدگی تیرآهن مواجه می شویم؟ قیمت تیرآهن زنگ زده کمتر خواهد بود؟ تیرآهن ها یکی از بادوام ترین مصالح برای ساخت سازه ها هستند؛ به همین علت، مقاومت و استحکام آن ها اهمیت زیادی دارد. اما اگر به درستی نگهداری و استفاده نشوند، مستعد زنگ زدگی خواهند بود.

زنگ زدن تیرآهن در تحمل بار تیر و در نتیجه کاهش سطح ایمنی سازه تاثیر می گذارد. تاثیر خوردگی تیرآهن در ایمنی سازه هم به خاطر گسترش زنگ زدگی و تجمیع آسیب های خوردگی می باشد. به همین علت، توجه به خوردگی تیرآهن، جلوگیری از خوردگی و یا رفع آن برای فعالان این حوزه اهمیت زیادی دارد.

منظور از خوردگی تیرآهن چیست؟

فولاد به خاطر مزایایی مانند سبک، محکم و با دوام بودن و همینطور مضر نبودن برای محیط زیست به یک ماده ایده آل برای تولید تیرآهن تبدیل شده می باشد.  اما تیرهای فولادی با وجود استحکام و دوام بالایی که دارند، در معرض خوردگی هستند. علت اصلی خوردگی تیرآهن هم قرارگرفتن آن ها در معرض آب و اکسیژن شناخته شده می باشد. همینطور نباید از تاثیر آب شور و محیط های خورنده در زنگ زدن تیرآهن غافل بود.

از آن جایی که تیرآهن، یکی از مقاطع اصلی در ساخت و ساز به حساب می آید، زنگ زدگی تیرآهن می تواند در پروژه های ساختمانی مشکل ساز شود. به همین علت، لازم است برای جلوگیری از زنگ زدگی تیرآهن و یا رفع رنگ زدگی، قبل از به کارگیری آن در سازه اقدام کنید.

چرا خوردگی تیرآهن اهمیت دارد؟

اهمیت خوردگی تیرآهن به خاطر تاثیر آن بر استحکام و مقاومت سازه است. زیرا خوردگی، عامل اصلی فرسودگی سازه های فولادی می باشد.

سازه های فولادی بسیاری وجود دارد که در آنها اعضا و اجزای سازه (مانند تیرآهن) خورده شده، ولی امکان دارد از نظر بصری قابل شناسایی نباشد و در نهایت، منجر به فرسودگی زودزمان سازه گردد. به طور کلی، تاثیرات خوردگی در سازه های فولادی از کاهش تدریجی مقاومت سازه تا خرابی سازه متغیر می باشد. خوردگی، معمولا شکل پذیری یک عضو فولادی را کاهش می دهد.

فرآیند زنگ زدن تیرآهن چگونه است؟

تیرهای فولادی از اتم های آهن و کربن تشکیل شده اند که در لایه هایی به نام های «فریت» و «سیمنتیت» به یکدیگر متصل شده اند. زمانی که این لایه ها با اکسیژن یا آب تماس پیدا می کنند، یک واکنش شیمیایی به نام اکسیداسیون ایجاد می شود که منجر به تشکیل زنگ آهن می گردد.

به همین علت، مهم است که تیرآهن ها در محیطی خشک و عاری از رطوبت نگه داشته شوند. حتی مقدار کمی رطوبت می تواند باعث اکسیداسیون فولاد شده و به مرور زمان، منجر به زنگ زدگی تیرآهن گردد.

چه عواملی خوردگی تیرآهن را تشدید می کنند؟

عوامل زیر، ضمن ایجاد زنگ در تیرآهن، فرآیند خوردگی را هم تسریع می کنند:

• 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؟

طبق تحقیقات انجام شده، خوردگی تیرآهن می تواند منجر به ترک خوردن (یا شکستگی) یا کمانش آن گردد. این مسئله باعث تمرکز تنش و تغییر پارامترهای هندسی تیرآهن خواهد شد. تمرکز تنش و پارامترهای هندسی هم نقش حیاتی بر توانایی عضو و میزان تحمل بار آن دارد.

تیرآهن های فولادی، قابلیت تحمل بارهای محوری و جانبی را دارند و همینطور از مقاومت خمشی بالایی برخوردارند. مهم ترین پارامتر برای تحمل بار نیز، مربوط به شرایط طراحی و ساخت محصول و رعایت اصول استاندارد می باشد.

به طوری که اگر پارامترهای تولید تیرآهن بر اساس استانداردهای مصوب باشد، به راحتی می توان باری را که این محصول تحمل می کند محاسبه کرد. با این همه، محاسبه تحمل بار تیرآهن به اطلاعات و تخصص نیاز دارد. در مقاله نحوه محاسبه تحمل بار تیرآهن به طور کامل در مورد تحمل بار تیرآهن و مقادیر ایستایی انواع تیرآهن بخوانید.

علاوه بر این، کاهش ضخامت تیرآهن به خاطر 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 پیدا می کند و باعث افزایش انحراف تیر می گردد.

همینطور، 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.

دسترسی سریع: قیمت روز تیرآهن

انواع خوردگی تیرآهن

خوردگی در تیرآهن به اشکال مختلفی ظاهر می شود. این اشکال، معمولا بر اساس چگونگی ایجاد خوردگی طبقه بندی می شوند. به طوری کلی می توان پنج نوع خوردگی برای تیرآهن در نظر گرفت.

در ادامه به طور خلاصه به انواع خوردگی تیرآهن اشاره می کنیم. اما از آن جایی که تیرآهن یکی از انواع محصولات فلزی است و خوردگی فلزات هم تشابهات فراوانی دارند، پیشنهاد می کنیم برای آشنایی بیشتر با خوردگی فلزات آهنی مقاله زیر را مطالعه فرمایید.

خوردگی حفره ای

یک نوع خوردگی موضعی است که باعث ایجاد حفره در تیرآهن می شود و در صورت تداوم این فرآیند، حفره عمیق تر شده و باعث ایجاد سوراخ در تیرآهن می شود. وجود ناخالصی در تیرآهن، همینطور وجود ناهمگنی ساختاری و شیمایی در سطح تیرآهن از جمله عوامل موثر در آغاز این نوع خوردگی می باشد.

خوردگی گالوانیکی

این نوع خوردگی، زمانی اتفاق می افتد که دو فلز غیر هم جنس تشکیل پیلِ خوردگی بدهند. علت ایجاد این نوع خوردگی بین فلزات، اختلاف پتانسیل الکتروشیمیایی بین آن ها می باشد. اما نکته اینجاست که پتانسیل دو فلز در الکترولیت های مختلف، نسبت به یکدیگر متفاوت می باشد.

خوردگی یکنواخت

در خوردگی یکنواخت، اکسید تشکیل شده به طور یکنواخت روی سطح توزیع می شود. این نوع خوردگی، رایج ترین شکل خوردگی است که منجر به نازک شدن تدریجی تیرآهن شده و به همین علت، بیشترین تخریب را به همراه خواهد داشت. همینطور این نوع خوردگی، جدی ترین شکل خوردگی در سازه های فولادی می باشد.

خوردگی تنشی

خوردگی تیرآهن تنشی، یکی دیگر از انواع خوردگی است و می توان آن را شکلی از خوردگی گالوانیکی دانست. این نوع خوردگی در سازه های ساختمانی اهمیت به سزایی دارد.

خوردگی تنشی، زمانی اتفاق می افتد که یک ماده در محیطی نسبتاً سالم و غیر مخرب قرار دارد، اما در اثر تنش وارده، خورده شود. این تنش، امکان دارد از خارج به ماده اعمال شود؛ مانند تنش ناشی از جوشکاری. همینطور در بسیاری از موارد، خوردگی از یک حفره یا ناپیوستگی دیگر موجود روی سطح فلز شروع شده و در ادامه گسترش پیدا می کند.

خوردگی شکافی

خوردگی شکافی تا حدودی مشابه مکانیزم خوردگی حفره ای می باشد. خوردگی شکافی، یک نوع خوردگی الکتروشیمایی موضعی شمرده می شود که در تیرآهن های پوشش دار اتفاق می افتد.

به این صورت که خوردگی در شکاف ها و زیر سطوح لایه محافظت کننده اتفاق می افتد، جایی که محلول های راکد وجود داشته باشد. خوردگی شکافی، بیشتر در مقاطعی فولادی رخ می دهد که از آلیاژهای فولاد زنگ نزن یا آلیاژهای تیتانیوم-آلومینیوم ساخته شده اند. همینطور زیر واشرها، میخ ها، محل تکیه گاه ها و موقعیت های مشابه هم به وجود می آید.

چگونه از زنگ زدن تیرآهن جلوگیری کنیم؟

همانطور که گفتیم در صورتی که تیرآهن فولادی در معرض رطوبت، اکسیژن یا محیط های دارای نمک قرار گیرد، فولاد، واکنش داده و باعث زنگ زدن تیرآهن می شود. به این فرآیندِ اکسیداسیون، خوردگی می گویند. زمانی که فولاد خورده می شود، یکپارچگی تیرآهن را ضعیف کرده و به مرور زمان می تواند باعث تخریب آن شود.

خوشبختانه راه های زیادی برای جلوگیری از خوردگی تیرآهن وجود دارد؛ از جمله این روش ها می توان به اجرای اصولی سازه، گالوانیزه کردن تیرآهن، ایجاد پوشش های آلی یا پوشش های پودری روی تیرآهن و نگهداری اصولی اشاره کرد که در ادامه به بررسی آن ها می پردازیم.

ایجاد پوشش های آلی رو تیرآهن

پوشش های آلی یا ارگانیک روی تیرآهن بین عناصر محیطی مخرب (مانند آب شور) و فولاد، مانعی ایجاد می کنند. ترکیب آلی یا ترکیب اُرگانیک به گونه ای از ماده و ترکیب شیمیایی (جامد-مایع-گاز) گفته می شود که در مولکول های خود دارای کربن باشد.

طیف گسترده ای از مواد وجود دارد که می توان از آن ها برای پوشش های آلی استفاده کرد. با این که امکان دارد قیمت تیرآهن در این حالت بیشتر از تیرآهن معمولی باشد، اما می تواند ارزش افزوده بالاتری برای شما ایجاد کند.

برای شناسایی قیمت تیرآهن و مقایسه قیمت ها کافی است از انواع تیرآهن از نظر پوشش های ایجاد شده روی آن و همینطور استاندارد تولید آن ها آگاه باشید تا بتوانید قیمت ها را با یکدیگر مقایسه کنید.

گالوانیزه کردن تیرآهن

گالوانیزه کردن، فرآیندی است که طی آن یک پوشش روی (Zn) بر سطح تیرآهن ها اعمال می شود تا در برابر زنگ زدگی در امان بمانند. معمولاً گالوانیزه کردن طی یکی از دو فرآیند زیر انجام می شود: گالوانیزه گرم یا سرد. پوشش روی با ایجاد مانع بین مواد خورنده، مانند آلاینده ها یا رطوبت، باعث جلوگیری از خوردگی تیرآهن می شود.

اجرای ایمن و اصولی سازه

می توان اجرای تیرآهن را در سازه به گونه ای انجام داد که زنگ زدگی را به حداقل برساند و در نتیجه، خوردگی را کاهش دهد. به طور مثال، اگر طراحی فونداسیون به گونه ای باشد که اجازه دهد رطوبت به راحتی به تیرآهن های مستقر در فونداسیون برسد، به خوردگی تیرآهن و همینطور سرعت خوردگی کمک خواهد کرد.

به طور مشابه، اگر به جای جوشکاری از پیچ برای اتصال تیرآهن ها استفاده شود، تیرآهن ها سریع تر خورده می شوند. به همین علت است که می گوییم اجرای اصولی و مهندسی شده تیرآهن ها در سازه، پتانسیل خوردگی را به حداقل می رساند.

نگهداری صحیح از تیرآهن

یکی از بهترین روش ها برای جلوگیری از زنگ زدگی و خوردگی تیرآهن، نگهداری اصولی از آن می باشد. نگهداری و بررسی منظم تیرآهن باعث می شود مطمئن شوید که پوشش های محافط تیرآهن سالم هستند یا تیرآهن در شرایط خوبی قرار داد.

همینطور می توانید هر گونه نشانه ای از زنگ زدگی را به موقع تشخیص داده و برای رفع آن اقدام کنید. این نگهداری، هم در زمان انبار کردن و هم در زمان نصب و استفاده از تیرآهن باید انجام شود.

اعمال پوشش پودری روی تیرآهن

پوشش های پودری، مانند پوشش های ارگانیک (پوشش های آلی) عمل می کنند. اما همانطور که از نام آن پیداست، پوشش های پودری از مواد پودری ساخته می شوند. این پودر به صورت الکترواستاتیک اعمال می شود و تحت حرارت قرار می گیرد تا به تیر فولادی بچسبد و در نتیجه، مانعی بین فولاد و عناصر خورنده ایجاد کند.

نکات تکمیلی جلوگیری از زنگ زدن تیرآهن

در ادامه، نکات مهمی را معرفی می کنیم که برای جلوگیری از خوردگی تیرآهن یا تشدید آن لازم است بدانید:

• مطمئن شوید در فضاهای بسته ای که تیرآهن در آن قرار دارد، تهویه مناسب وجود داشته باشد. تهویه مناسب به کاهش سطح رطوبت کمک می کند و از واکنش های اکسیداسیون روی تیرآهن جلوگیری می کند که ناشی از رطوبت بیش از حد در این محیط های بسته (مانند زیرزمین) می باشد.
• تیرآهن را به طور مداوم بازرسی کنید. علائم تغییر رنگ یا لکه های غیرعادی روی سطح تیرآهن امکان دارد نشان دهنده مراحل اولیه خوردگی زیر لایه پوشش یا زیر رنگ تیرآهن باشد. در صورت مشاهده این عوامل، حتما برای رفع آن اقدام کنید.
• گرد و غبار روی تیرآهن را به طور منظم تمیز کنید. تجمع گرد و غبار و کثیفی، محیطی مناسب برای واکنش اکسیداسیون فراهم می کند که در نهایت و در طول زمان، منجر به خوردگی آن می شود. بنا بر این، مطمئن شوید که تیرآهن مورد نظر خود را همیشه تمیز نگه می دارید.
• علاوه بر تهویه نامناسب، موارد دیگری که باعث افزایش رطوبت و در نتیجه ایجاد خوردگی در تیرآهن می شود، شامل نشتی سقف و عایق نامناسب هستند.
• از انبار کردن تیرآهن به مدت طولانی برای جلوگیری از خوردگی تیرآهن خودداری کنید. در صورتی که مجبور به این کار شدید، نکات اعلام شده در بالا را حتما در نظر بگیرید. همینطور مطمئن شوید که تیرآهن ها تا حد امکان تمیز و خشک هستند.

راه های از بین بردن زنگ زدگی تیرآهن

حال که می دانیم چه چیزی باعث خوردگی تیرآهن و زنگ زدن تیرآهن می شود، در ادامه به بررسی روش های از بین بردن زنگ زدگی تیرآهن در 3 مرحله می پردازیم. در این مراحل، زنگ زُدایی از تیرآهن و اضافه کردن یک لایه پرایمر روی تیرآهن را آموزش می دهیم. بهتر است این روش در کارگاه های سرپوشیده و محصور انجام شود.

ایجاد پوشش روی تیرآهن

بعد از این که تمام آثار زنگ زدگی و خوردگی از سطح تیرآهن پاک شد، یک پوشش محافظ (رنگ اکریلیک، پوشش پودری یا پوشش های آلی) برای جلوگیری از اکسیداسیون و خوردگی در آینده، اعمال کنید.

برای این منظور سعی کنید از بهترین رنگ برای فلزات استفاده کنید و برای کسب بهترین نتیجه، دو پایه رنگ روی تیرآهن اعمال کنید. با این کار، یک لایه محافظتی اضافی در برابر هوا، رطوبت و سایش ایجاد خواهد شد.

اعمال پوشش روی تیرآهن می تواند روند خوردگی تیرآهن را متوقف سازد و یا مانع از بروز خوردگی شود. به همین علت، یکی از روش های مناسب برای جلوگیری از خوردگی تیرآهن های فولادی، ایجاد پوشش مناسب روی آن ها می باشد.

تمیز کردن سطح تیرآهن از زنگ زدگی

تمیز و پاک کردن سطح تیرآهن به هر دو صورت دستی و ماشینی امکان پذیر می باشد. این کار به شما کمک می کند تا سطحی یکدست داشته باشید و در ادامه مراحل، نتایج بهتری بگیرید.

روش دستی برای رفع خردگی جزئی مناسب تر می باشد. برای این کار می توان سطح تیر را با استفاده از برس یا سنباده تمیز کرد.

نکته: طبق آئین نامه ملی ایران، استفاده از برس سیمی برای زنگ زدایی ممنوع می باشد. زیرا باعث ایجاد خراش روی سطح فولاد می شود که در آینده، محل مناسبی برای ایجاد لایه اکسید و افزایش نفوذ زنگ زدگی خواهد شد.

روش ماشینی هم می تواند با استفاده از دستگاه سندبلاست، واترجت، یا استفاده از شعله و یا پاک کننده های شیمایی به صورت زیر انجام شود:

• دستگاه سندبلاست معمولا برای حجم کار بالا استفاده می شود. اساس کار این دستگاه پاشش مواد ساینده به همره باد یا آب است.
• استفاده از شعله باعث شوک گرمایی در سطح تیرآهن شده و با کاهش تماس بخش زنگ زده با سطح تیرآهن، باعث جدا شدن لایه زنگ زده می گردد. این روش در انتها به سایش دستی هم نیاز دارد.
• مواد شیمیایی مختلفی برای از بین بردن خوردگی سطح تیرآهن وجود دارد. از جمله آن ها می توان به پاک کننده های اسیدی اشاره کرد. زمان استفاده از پاک کننده های شیمیایی، حتما به دستورالعمل های همراه با مواد دقت کنید؛ زیرا اگر از این مواد به درستی استفاده نشود، می توانند خطرناک باشند. زمان استفاده از آن ها هم صبر کنید تا طبق دستورالعمل ها، محصول، تاثیر خود را بگذارد و سپس آن را بشویید یا با پارچه پاک کنید.
• دستگاه واترجت زنگ زدگی تیرآهن را با فشار آب از بین می برد و برای مواقعی مناسب است که لایه نازکی از خوردگی در تیر وجود دارد.

آماده سازی سطح تیرآهن

قبل از حذف خوردگی و اعمال پوشش روی تیرآهن باید حتما سطح تیرآهن ها را از گرد و غبار و هر گونه آلودگی پاک کنیم. همینطور بهتر است مراحل زنگ زدایی قبل از انتقال تیرآهن به محل ساخت و ساز اعمال شود.

خرید انواع تیرآهن از آیرونید

آیرونید جهت دسترسی آسان شما به محصولات امکان خرید انواع تیرآهن به صورت حضوری و آنلاین را فراهم کرده است، جهت دریافت اطلاعات بیشتر و دریافت قیمت روز تیرآهن می توانید از طریق راه های ارتباطی ذکر شده با کارشناسان آیرونید تماس بگیرید تا به بهترین شکل شما را راهنهمایی کنیم.