การกัดกร่อนแบบนี้มีผลให้สภาพผิวของชิ้นงานเสียไปเท่านั้น แต่ไม่ได้ทำความเสียหายแก่โครงสร้างของชิ้นงาน ดังนั้นงานที่ต้องการผิวที่ดี เช่นกระป๋องอาหาร รถยนต์ จึงต้องระวังปัญหาจากการกัดกร่อนภายใต้ชั้นเคลือบ
โดยทั่วไปแล้วการกัดกร่อนภายใต้ชั้นเคลือบ จะเริ่มต้นเกิดจากการมีรอยขีดข่วนหรือจุดบกพร่องอื่นๆ บนผิวเคลือบ และขยายตัวออกไปบริเวณด้านข้างเป็นเส้นแคบๆ โดยเฉพาะบริเวณที่มีร่องรอยการขูดขีด หรือรอยบกพร่องจากการเคลือบที่ไม่สนิท การกัดกร่อนแบบนี้มีผลให้สภาพผิวของชิ้นงานเกิดความเสียหายไปเท่านั้น แต่จะไม่ทำลายหรือทำให้เกิดความเสียหายต่อโครงสร้าง (วัสดุ) การขยายตัวของการกัดกร่อนเข้าไปในเนื้อโลหะจะน้อยมาก ผลิตภัณฑ์การกัดกร่อนประกอบไปไปด้วยส่วนหัว (Head) จะมีลักษณะสีเทาหรือสีเข้ม เป็นส่วนที่ทำหน้าที่ขยายตัวออกไปเรื่อยๆ และส่วนหาง (Tail) หรือเส้นที่แตกออกเป็นกิ่งก้านสาขา เป็นลักษณะของสนิมสีแดง ซึ่งแสดงให้เห็นว่าส่วนหัวเป็นบริเวณที่อับอากาศ (มีออกซิเจนในปริมาณต่ำ) และส่วนหางเป็นบริเวณที่มีอากาศ (มีออกซิเจน) มากกว่า
ออกซิเจนจะถูกใช้จนหมดบริเวณที่เป็นส่วนหัวของผลิตภัณฑ์การกัดกร่อนทำให้ได้ผลิตภัณฑ์เป็นน้ำและเพิ่มความเป็นกรด จนมีค่าความเป็นกรด-ด่าง (pH) ประมาณ 1 ถึง 4 การกัดกร่อนภายใต้ชั้นเคลือบ จะเกิดขึ้นได้ดีในสภาวะแวดล้อมที่มีองค์ประกอบของคลอรีน ซัลเฟต ซัลไฟด์ หรือคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งจะเพิ่มความเป็นกรดระหว่างการเกิดความแตกต่างของปริมาณออกซิเจน การตกตะกอนของสนิมสีแดง (Fe (OH) 3) เกิดขึ้นเมื่อ Fe2+ จากส่วนหัวสัมผัสกับสภาวะที่มีออกซิเจนของส่วนหาง โดยเฉพาะสภาวะที่มีน้ำและออกซิเจนแทรกตัวเข้าไปตามจุดบกพร่องที่เป็นรูพรุนและรอยแตกขนาดเล็กของแลกเกอร์ จากนั้น Fe(OH)3 จะสลายตัวไปเป็น Fe2O3 กับ 3H2O
ภายใต้ผิวเคลือบจะเกิดการกัดกร่อนลุกลามเป็นบริเวณ ซึ่งเป็นผลจากการกัดกร่อนภายใต้บริเวณจำกัด คือ ภายใต้ผิวเคลือบ ทำให้สนิมและอิเล็กตรอนที่เกิดขึ้นวนเวียนอยู่ภายใต้ผิวเคลือบแล้วส่งผลต่อเนื่องให้เกิดเป็นบริเวณกว้างขึ้น การกัดกร่อนดังกล่าวเริ่มจากบริเวณส่วนหัว (Active Head) แล้วไปปรากฏสนิมเช่น สีน้ำตาลแดงของสนิมเหล็กในส่วนหาง (Inactive Tail) ดังนั้นปฏิกิริยาการกัดกร่อนดำเนินไปในบริเวณส่วนหัว สำหรับเหล็กจะเกิดเป็นอิออนเหล็ก (Fe2+) ที่จะให้ผลทดสอบสีน้ำเงิน-เขียวกับสารละลายไซยาไนต์ที่ใช้ทดสอบเฉพาะบริเวณหัวและจะเห็นคราบสนิมเหล็กที่บริเวณหาง ซึ่งตัวอย่างชิ้นส่วนที่เกิดการกัดกร่อนใต้ชั้นเคลือบแสดงในรูปที่ 1
การกัดกร่อนจะเกิดขึ้นเมื่อมีความชื้นสัมพัทธ์อยู่ในช่วงระหว่าง 65-90% ทั้งนี้ชนิดของการเคลือบผิวสีน้ำมัน แลกเกอร์ และโลหะชนิดที่ยินยอมให้น้ำซึมผ่านได้น้อยจะช่วยลดการกัดกร่อนภายใต้ชั้นเคลือบ
นอกจากนั้น การขัดผิวโลหะก่อนการเคลือบก็มีผล โดยการกัดกร่อนจะขยายตัวไปตามทิศทางรอยขีดหรือรอยขัดผิวก่อนเคลือบ
การกัดกร่อนแบบนี้เริ่มจากจุดหนึ่งบนผิวโลหะด้วยการซึมผ่านแบบออสโมซิส เพราะบริเวณนั้นมีอิออนเหล็ก (Fe2+) เกิดขึ้นมาก่อนและมีความเข้มข้นสูง น้ำจากภายนอกจึงผ่านเข้ามาได้ในบริเวณส่วนหัว แต่ในส่วนหาง จะปรากฏสนิมเหล็กซึ่งมีมีการซึมออกของน้ำ ลักษณะดังกล่าวทำให้ออกซิเจนซึมผ่านแผ่นฟิล์มได้ทั่วผิว ในส่วนหางจะเกิดสภาวะที่เป็นกรดจากปฏิกิริยาของสนิมกับน้ำ ทำให้การกัดกร่อนเกิดการลุกลามได้ต่อไป
ก) การกัดกร่อนภายใต้ชั้นเคลือบแลกเกอร์
ข) กลไกการขยายตัวของการกัดกร่อน
รูปที่ 1 การกัดกร่อนภายใต้ชั้นเคลือบของกระป๋องบรรจุอาหาร
การป้องกัน
1. เก็บชิ้นงานที่เคลือบผิวเสร็จแล้วในบริเวณที่มีความชื้นสัมพัทธ์ต่ำ
2. เลือกวัสดุเคลือบผิวที่เหนียวเพราะจะช่วยให้ฟิล์มไม่แตกและการลุกลามไม่รุนแรง
3. เลือกใช้วัสดุเคลือบที่ยินยอมให้น้ำซึมผ่านได้น้อย
ขอบคุณครับอาจารย์
ตอบลบ