การกัดกร่อน

การกัดกร่อน (อังกฤษ: corrosion) หมายถึงภาวะซึ่งวัตถุหรือสิ่งประดิษฐ์ทางด้านวิศวกรรมทำปฏิกิริยากับสภาพแวดล้อม ทำให้ให้เกิดการเสื่อมสภาพของวัตถุนั้น ส่งผลให้ประสิทธิภาพการทำการทำงานหรือวัตถุประสงค์การใช้งานลดลง

สนิม การกัดกร่อนโลหะที่พบได้บ่อย

ประเภทการกัดกร่อน

ในสภาพแวดล้อมโดยทั่วไปสาเหตุการกัดกร่อนเกิดได้หลายอย่างเช่น ปฏิกิริยาเคมี ปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมี หรืออาจเกิดจากปฏิกิริยาทางกายภาพของวัตถุนั้นเอง ลักษณะการกัดกร่อนที่พบเราสามารถแบ่งออกเป็นหลายแบบ เช่นแบ่งตามกลไกของการกัดกร่อน แบ่งตามลักษณะทางกายภาพ หรือตัวแปรที่ส่งผลต่อการกัดกร่อน

การกัดกร่อนแบบสม่ำเสมอ (Uniform Corrosion) เกิดขึ้นเนื่องจากวัตถุสัมผัสกับสิ่งแวดล้อม โดยอัตราความสูญเสียพื้นผิวของวัตถุที่บริเวณที่สัมผัสปัจจัยให้เกิดการกัดกร่อนต่างๆ โดยเฉลี่ยจะใกล้เคียงกัน

การกัดกร่อนเนื่องจากความต่างศักย์ (Galvanic Corrosion) เกิดจากวัตถุโลหะที่เป็นตัวนำไฟฟ้าได้ 2 ชนิดที่ต่างกันหรือวัตถุชนิดเดียวกันแต่ค่าความต่างศักย์ไฟฟ้าต่างกัน มาเชื่อมต่อกันจะเกิดความต่างศักย์ไฟฟ้าขึ้น ทำให้เกิดการไหลของ อิเล็กตรอนระหว่างวัตถุทั้งสองหากทำให้การสูญเสียอิเล็กตรอนของวัตถุที่มีค่าความต่างศักย์ต่ำกว่าและจะถูกกัดกร่อนในที่สุด

การกัดกร่อนแบบช่องแคบ (Crevice Corrosion) เกิดจากวัตถุสัมผัสสารละลายบางชนิดที่สามารถแตกตัวเป็นประจุไฟฟ้า หรือเกิดจากบริเวณพื้นผิวที่การถ่ายเทของเหลวไม่ดี ส่งผลต่อการทำปฏิกิริยาออกซิเดชันแตกต่างกัน มักเกิดตามรอกแยกหรือตามซอกต่างๆ ของวัตถุ

การกัดกร่อนแบบเป็นหลุม (Pitting) ส่วนมากเกิดจากวัตถุอยู่สัมผัสสารละลายพวกคลอไรด์ เช่น น้ำทะเล เมื่อวัตถุถูกกัดกร่อน บริเวณกัดกร่อนจะเป็นรูหรือหลุม อาจถูกบดบังด้วยตัวกัดกร่อนเอง มักเกิดแบบเฉียบพลันตรวจพบได้ยาก มีขนาดเล็ก ส่วนใหญพบในวัตถุโลหะที่สามารถสร้างชั้นป้องกันได้

การกัดกร่อนตามขอบเกรน (Intergranular Corrosion) มักเกิดกับเหล็กกล้าไร้สนิม ในบริเวณที่มีการเชื่อมต่อ โดยเหล็กจะสูญเสีย โครเมียมในรูปคาร์ไบด์ เมื่อเกิดการสูญเสียจะขาดโครเมียมในการสร้างการป้องกันเนื้อเหล็ก

การผุกร่อนแบบเลือก (Selective Leaching or Dealloying) เกิดวัตถุที่เป็นโลหะผสม ที่ธาตุโลหะหนึ่งเสถียรกว่าธาตุหนึ่งเมื่อสัมผัสสภาพแวดล้อม เช่น การกัดกร่อนของทองเหลือง (Dezincification) โดยทองเหลืองจะสูญเสียสังกะสี เหลือแต่ทองแดงทำให้เป็นรูพรุน รูปทรงของวัตถุจะไม่เปลี่ยนแปลง แต่ความแข็งแรงจะลดลง สามารถลดการกัดกร่อนได้โดยเติมดีบุกลงไปประมาณร้อยละ 1 ในทองเหลือง

การกัดกร่อนแบบกัดเซาะ (Erosion Corrosion) เกิดจากปฏิกิริยาเคมีและการเคลื่อนที่ เช่น การไหลหรือเคลื่อนที่ของสารละลายหรือของเหลวที่มีผลต่อการกัดกร่อน

การกัดกร่อนโดยความเค้น (Stress corrosion) เกิดจากความเค้นหรือแรงเค้นของสภาพแวดล้อม เช่น การตัด การดัด ความร้อนภายนอก การสั่นสะเทือน หรือความเค้นจากภายในของวัตถุที่อาจหลงเหลือจากการขึ้นรูป การเย็นตัวที่ไม่สม่ำเสมอ

ผลงานด้านวิศวกรรมถูกกัดกร่อน

ผลกระทบทางเศรษฐกิจ

จากการสำรวจในปี พ.ศ. 2545 พบว่ามีความสูญเสียที่เกิดจากการกัดกร่อนทั่วโลกคิดเป็นมูลค่ารวมประมาณ 11 ล้านล้านบาท และอัตราความเสียหายเกิดขึ้นกับประเทศกำลังพัฒนาประมาณร้อยละ 3 - 5 ของผลิตภัณฑ์มวลรวมประชาชาติ (GNP)