افزایش مقاومت به خوردگی لوله‌های گاز با پوشش‌های نانومتری محققان کشور

به گزارش ایران اکونومیست؛  چسبندگی پوشش پلیمری به سطح فلز ویژگی مهمی است که بر عملکرد حفاظتی آن تأثیرگذار است؛ چراکه در محیط‌های خورنده، نفوذ عوامل خورنده به فصل مشترک پوشش-فلز، منجر به کاهش چسبندگی (به دلیل انجام واکنش‌های کاتدی و قلیایی شدن مناطق کاتدی) و در نتیجه خوردگی فلز می‌شود.

لذا آماده سازی سطوح فلزی پیش از اعمال پوشش پلیمری جهت بهبود خواص ضدخوردگی امری ضروری است که در این راستا محققان موسسه پژوهشی علوم و فناوری رنگ و پوشش در تحقیقات اخیر خود موفق به ایجاد پوشش‌های نانومتری بر سطح فلز شدند که مقاوم به خوردگی سطوح فلزی را افزایش می‌دهد.

دکتر بهرام رمضانزاده، عضو هیأت علمی مؤسسه‌ پژوهشی علوم و فناوری رنگ و پوشش با بیان اینکه روش‌های مختلفی برای آماده سازی سطوح فلزی وجود دارد، گفت: اصلاح شیمیایی سطوح و بهبود خواص پوشش‌ها، یکی از رایج‌ترین روش‌های مورد استفاده است. در گذشته از پوشش‌های کرومات و فسفات روی، برای این منظور استفاده می‌شد؛ اما این مواد علی‌رغم خواص ضد خوردگی مناسب و بهبود چسبندگی پوشش‌های آلی مشکلات زیست محیطی و سمیت پساب‌های حاصل را به دنبال دارند.

وی با بیان اینکه آلودگی‌های زیست محیطی موجب محدود شدن استفاده از پوشش‌های کرومات و فسفات شده است، اظهار کرد: به نظر می‌رسد پوشش‌های تبدیلی بر پایه‌ عناصر کمیاب خاکی می‌تواند جایگزینی مناسب و دوستدار محیط زیست برای ترکیب‌های کرومات و فسفات باشد.

رمضانزاده خاطرنشان کرد: بر این اساس در این پژوهش سطح فلز توسط پوشش تبدیلی بر پایه‌ نانوذرات اکسید سریم اصلاح شیمیایی شد تا تأثیر این پوشش بر خواص چسبندگی و ضدخوردگی پوشش دو جزئی پلی استر- ملامین مورد بررسی قرار گیرد.

عضو هیات علمی موسسه پژوهشی علوم و فناوری رنگ و پوشش با بیان اینکه روش اصلاح شیمیایی به گونه‌ای بوده که با کاربرد نانو ذرات اکسید سریم در فصل مشترک پوشش/فلز، یک لایه‌ با زبری‌های نانومتری در سطح فلز ایجاد شده است، خاطر نشان کرد: نتایج حاصل نشان داد که این کار بهبود قابل توجه چسبندگی فیزیکی/شیمیایی پوشش پلی‌استر- ملامین و نیز کاهش نرخ جدایش کاتدی آن را در پی داشته و در کل سبب افزایش مقاومت به خوردگی این پوشش متصل به سطح فلز شده است.

به گفته وی، پوشش تبدیلی بر پایه‌ نانوذرات اکسید سریم دوستدار محیط زیست بوده و مشکلات زیست محیطی بسیار کمتری در مقایسه با انواع دیگر پوشش‌های تبدیلی به وجود خواهد آورد.

وی با اشاره به نتایج به دست آمده از این تحقیقات، یادآور شد: نتایج حاصل از این پژوهش می‌تواند در صنایع مختلف نظیر صنایع خانگی جهت پوش‌ دهی یخچال و ماشین لباسشویی و صنایع نفت و گاز و پتروشیمی جهت پوشش‌دهی مخازن و لوله‌ها مورد استفاده قرار گیرد.

رمضانزاده تاکید کرد: این طرح در قالب یک پروژه‌ صنعتی و با همکاری شرکت ملی گاز ایران در دست انجام است و در حال حاضر مراحل آزمایشگاهی و نیمه صنعتی خود را پشت سر گذاشته است. با توجه به مثبت بودن اثرات نانوذرات بکارگرفته شده، در تلاش هستیم تا کاربرد پوشش تبدیلی بر پایه سریم در لوله‌های گاز جایگزین روش اسیدشویی این لوله‌ها شود.

این محقق تاکید کرد: با این روش هزینه‌های شستشوی سطوح فلزی و همچنین کاهش زمان و دمای آماده سازی سطح از جمله مزایای آماده سازی لوله‌ها به روش اصلاح شیمیایی سطح با نانوذرات اکسید سریم کاهش خواهد یافت.

این محقق تعیین دقیق ساز و کار چسبندگی پوشش به سطح اصلاح شده با نانوذرات اکسید سریم را از اهداف دیگر مورد بررسی در این تحقیق ذکر کرد و یادآور شد: به همین دلیل افزون بر نتایج آزمایشگاهی از روش‌های محاسباتی و مدلینگ نیز استفاده شد تا انرژی چسبندگی در دو حالت خشک و تر و ارتباط آن با نتایج آزمایشگاهی تعیین شود.

نتایج این تحقیقات که حاصل همکاری دکتر قاسم بهلکه عضو هیأت علمی دانشگاه گلستان، دکتر بهرام رمضانزاده عضو هیأت علمی مؤسسه پژوهشی علوم و فناوری رنگ و پوشش و محمد رمضان‌زاده است، در مجله‌ Corrosion Science  با ضریب تأثیر 5.245 منتشر شد.