เข้าใจไอ-การ์ดผ่านความเข้าใจทางไฟฟ้าเคมีของการเกิดสนิม
สารบัญ
เข้าใจไอ-การ์ดผ่านความเข้าใจทางไฟฟ้าเคมีของการเกิดสนิม
บริษัท นวัชกฤษฎิ์ จำกัด เป็นผู้ผลิต และประกอบเครื่องป้องกันสนิมด้วยประจุไฟฟ้าภายใต้ชั้นสี ภายใต้แบรนด์ไอการ์ด (I-Guard) บริษัทฯ มีประสบการณ์ และเทคนิคการติดตั้งอุปกรณ์ดังกล่าวจากผู้เชี่ยวชาญมามากกว่า 20 ปี เรามุ่งมั่นในการศึกษาค้นคว้า และพัฒนาผลิตภัณฑ์เพื่อให้มีประสิทธิภาพ เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม บริษัทฯมั่นใจในการก้าวสู่การเป็นผู้นำทางด้านนวัตกรรมการป้องกันสนิมด้วยประจุไฟฟ้า ภายใต้ชั้นสีในภูมิภาคอาเซียน ต่อไป
การเกิดสนิมของเหล็ก
เมื่อพิจารณาการกัดกร่อนหรือการเกิดสนิมของเหล็ก สามารถอธิบายเป็นหลักการหรือแนวคิด ได้ดังนี้ เหล็ก (Iron, Fe(ของแข็ง)) เป็นวัตถุที่สามารถเกิดความต่างศักย์ไฟฟ้า (potential-difference) ระหว่างผิวเหล็กกับสิ่งแวดล้อมได้ ผลกระทบอย่างหนึ่งของปรากฏการณ์นี้ คือ อะตอมเหล็กเป็นจะกลายเป็นอะตอมที่มีประจุค้าง (electrically charged) และมีสถานะเป็นไอออน (ion) เหล็ก (Fe2+(สารละลาย)) และเป็นสถานะสารละลาย ในสารละลาย เช่น น้ำ (H2O(ของเหลว))
การกัดกร่อนของเหล็กสามารถอธิบายได้จากหลักวิชาไฟฟ้าเคมี (electrochemical) โดยอิเล็กตรอนที่เกิดขึ้นจะกลายเป็นประจุลบค้าง (เกินจากความเป็นกลาง) สะสมที่ผิวเหล็ก การสะสมนี้นำไปสู่การเพิ่มความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างผิวเหล็กและสารละลาย เรียกว่า ขั้วศักย์ไฟฟ้าลบของเหล็ก การเกิดขั้วศักย์ไฟฟ้าลบตรงบริเวณที่เกิดการละลายนี้จะยังชะลอไม่ให้ไอออนเหล็กละลาย (dissolution) ออกไป เกิดเป็นไอออนเหล็กมาตกสะสม (deposition) อยู่ตรงขั้วศักย์ไฟฟ้าลบนี้ และเกิดปฏิกิริยาย้อนกลับกลายเป็นอะตอมเหล็กของแข็งได้ ปรากฏการณ์ ละลาย และ ตกสะสม ของไอออนเหล็กนี้จะต่อเนื่องไปเรื่อย ๆ และเพิ่มศักย์ไฟฟ้า (potential of charged charge; ศักย์ของประจุค้าง) มากขึ้นไปเรื่อย ๆ อย่างมีเสถียรภาพ โดยที่มีอัตราการละลายและการตกสะสมเท่ากัน ตราบเท่าที่ศักย์ไฟฟ้านี้ยังเพิ่มขึ้นในลักษณะนี้ ก็จะไม่มีการละลายสุทธิเกิดขึ้น หรือเกิดขึ้นน้อยมาก
อย่างไรก็ตาม โดยปกติแล้ว ศักย์ไฟฟ้านี้ จะไม่เสถียร คือ มีการเพิ่มขึ้นในทางบวก เพราะอิเล็กตรอนสามารถหายไปจากเนื้อเหล็กได้เนื่องจากไปทำปฏิกิริยาอื่น โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เมื่อสารละลายเป็นกรดซึ่งมีไฮโดรเจนไอออน (H+) อิเล็กตรอนจะทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนไอออนที่ถูกดูดซับมาตรงผิวเหล็กจากสารละลาย (สมการที่ 2 และ 3)
ปฏิกิริยาเหล่านี้ มีผลให้ไอออนโลหะถูกปล่อยไปในสารละลารเป็นการละลายด้วยปริมาณที่สมนัยกับการเปิดปฏิกิริยาของอิเล็กตรอน นำไปสู่การกัดกร่อนของเหล็ก (corrosion of the iron) และไฮโดรเจนและน้ำผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นสามารถหนีออกไปจากบริเวณเกิดปฏิกิริยา และเกิดการกัดกร่อนได้อีกอย่างต่อเนื่อง
ไอออนเหล็กที่ละลายในสารละลายสามารถทำปฏิกิริยากับไฮดรอซ์ไซล์ไอออนและเกิดเป็นสนิมเหล็กตกสะสมบนผิวเหล็กและเกาะติดกับผิวไปเมื่อสารละลายแห้ง
จากปรากฏการณ์ที่ อิเล็กตรอนสามารถหายไปจากเนื้อเหล็กบริเวณที่ไอออนเหล็กตกสะสมอยู่ได้ เนื่องจากไปทำปฏิกิริยาอื่น เป็นเหตุปัจจัยทำให้เกิดการกัดกร่อนและเป็นสนิมเหล็ก ดังนั้น เครื่องป้องกันสนิมด้วยประจุไฟฟ้าไอการ์ด จึงได้พิจารณาเหตุปัจจัยนี้ และหยุดหรือลดการกัดกร่อนด้วยการเพิ่มประจุลบค้างให้กับผิวเหล็ก ด้วยหลักการแผ่นโลหะคู่แบบประจุไฟฟ้า (capacitive coupling) โดยติดตั้งแอโนด (anode) แนบผิวเหล็ก และมีชั้นของฉนวนกันไว้ คือ สีและแผ่นยึดติด ชิ้นเหล็กที่จะป้องกันสนิมจะถูกต่อกับขั้วไฟฟ้าลบของแบตเตอรี่ และแอโนดจะต่อกับกล่องควบคุมที่มีกำลังไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ เมื่อแอโนดได้รับการประจุไฟฟ้า (charging) ด้วยศักย์ไฟฟ้าบวก จากแบตเตอรี่ ในช่วงเวลาสั้น อิเล็กตรอนจากขั้วไฟฟ้าลบจะถูกเหนี่ยวนำและพัดพามาทั่วถึงบริเวณที่ติดตั้งแอโนด และเมื่อปิดวงจรจะเกิดเป็นประจุค้าง โดยที่ชิ้นเหล็กจะมีประจุค้างเป็นลบ
ประจุลบค้างที่เกิดขึ้นจะเสริมสร้างศักย์ไฟฟ้าที่ผิวโลหะให้เป็นลบมากขึ้น เป็นเหตุปัจจัยให้ไอออนเหล็กเกิดการตกสะสมที่ผิวเหล็กและสามารถย้อนกลับปฏิกิริยากลายเป็นอะตอมเหล็กของแข็ง นอกจากนี้ยังทำให้สารละลายกรดมีปริมาณโปรตอนลดลงได้ และเมื่อความเข้มข้นของไฮดรอซ์ไซล์ไอออนเพิ่มมากขึ้นแต่ไอออนเหล็กในสารละลายมีความเข้มข้นน้อย ก็จะชะลออิเล็กตรอนในเหล็กที่มาทำปฏิกิริยา อิเล็กตรอนก็จะยังคงอยู่ในเหล็กไม่หายไปอีก และหยุดการเพิ่มไฮดรอซ์ไซล์ไอออนจนมีความเข้มข้นน้อย ทำให้ชะลอการกลายเป็นสารสนิม (Fe(OH)2) ได้
บริษัทฯ จึงห่วงใยทรัพย์สินของลูกค้าที่เป็นโลหะ ที่มีความเสี่ยงภัยต่อการกัดกร่อนของสนิม ให้รอดพ้นจากการกัดกร่อน อันนำมาซึ่งความเสียหายต่อทรัพย์สินและมีค่าใช้จ่ายในการซ่อมแซมที่สูง ไอการ์ดจะช่วยเพิ่มเงินในธุรกิจของท่าน หลังจากท่านได้ติดตั้งอุปกรณ์ดังกล่าว เพราะไอการ์ดจะทำหน้าที่ปกป้องทรัพย์สินของท่านไม่ให้เกิดการกัดกร่อนของสนิม ทำให้ไม่ต้องเสียค่าซ่อมแซมทรัพย์สิน และไม่เสียโอกาสในการประกอบธุรกิจ
บริษัทฯได้รับการทดสอบการป้องกันสนิม ในห้องปฏิบัติการของสถาบันที่ได้รับความเชื่อถือดังนี้
1) สถาบันไฟฟ้าและอิเลคทรอนิกส์ ( ELECTRICAL AND ELECTRONICS INSTITUTE ; EEI )
ทางสถาบันได้ทดสอบอุปกรณ์เครื่องป้องกันสนิม ไอการ์ด ด้วยเครื่อง Salt spray ในห้องปฏิบัติการ โดยการนำแผ่นเหล็กทดสอบที่ติดตั้งอุปกรณ์เครื่องป้องกันสนิมด้วยประจุไฟฟ้าภายใต้ชั้นสีไอการ์ด (I-Guard) และนำแผ่นเหล็กควบคุม เข้าไปในเครื่องเพื่อทดสอบ ทดสอบโดยพ่นน้ำเกลือความเข้มข้น 5% ค่า PH อยู่ระหว่าง 6.5 และ 7.2 ที่อุณหภูมิ 35 องศาเซลเซียส เป็นระยะเวลา 72 ชั่วโมง ภายใต้การควบคุมดูแลผู้เชี่ยวชาญของสถาบัน
2) ศูนย์ทดสอบผลิตภัณฑ์ไฟฟ้า และอิเลคทรอนิคส์ ( ELECTRICAL AND ELECTRONIC PRODUCTS TESTING CENTER ; PTEC )
บริษัทได้รับการทดสอบจากสถาบัน เรื่อง คลื่นสัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้าของอุปกรณ์เครื่องป้องกันสนิมไอการ์ดไม่มีผลกระทบต่อระบบอิเลคทรอนิคส์ที่อยู่ใกล้เคียง โดยมีตรวจสอบทั้งหมด 5 เรื่อง ดังนี้
2.1 Radiated Emission
2.2 Immunity Testing (Free Field)
2.3 Immunity Testing (BCI)
2.4 Transient Voltage immunity Test
2.5 Transient Emission Test
