معکوس شدن سری گالوانیکی در دمای بالا

 

 

چرا در آب گرم نباید از لوله یا مخزن گالوانیزه (روی‌اندود) استفاده کرد؟  


پاسخ علمی یک پدیده جالب: معکوس شدن نقش آند و کاتد در دمای بالا

 

همه ما می‌دانیم که پوشش گالوانیزه (لایه روی روی فولاد) یکی از بهترین و اقتصادی‌ترین روش‌های محافظت فولاد در برابر زنگ‌زدگی در شرایط عادی است.  
دلیلش هم خیلی ساده است:

در دمای معمولی (زیر حدود ۶۰–۷۰ درجه سانتی‌گراد):
- روی (Zn) از نظر الکتروشیمیایی «فعال‌تر» از آهن (Fe) است → پتانسیل الکترودی روی منفی‌تر است.
- پس در تماس مستقیم این دو فلز با الکترولیت (مثل آب یا رطوبت)، روی نقش آند قربانی را بازی می‌کند و خودش می‌خورد، اما فولاد (کاتد) سالم می‌ماند.

این همان اصل حفاظت کاتدی گالوانیکی است که بیش از ۲۰۰ سال است کار می‌کند و عالی جواب می‌دهد.

اما یک استثنای خیلی مهم وجود دارد که خیلی‌ها نمی‌دانند:

وقتی دما از حدود ۸۲–۹۳ درجه سانتی‌گراد (۱۸۰–۲۰۰ درجه فارنهایت) بالاتر می‌رود، رفتار الکتروشیمیایی روی و آهن کاملاً برعکس می‌شود!

در این دماها:
- پتانسیل الکترودی روی مثبت‌تر از آهن می‌شود.
- حالا آهن (فولاد) فعال‌تر است و نقش آند را می‌گیرد.
- روی به کاتد تبدیل می‌شود.

نتیجه فاجعه‌بار:
به جای اینکه روی از فولاد محافظت کند، حالا خودش باعث می‌شود فولاد با سرعت بسیار بیشتری خورده شود و زنگ بزند!

 

این پدیده علمی به نام «Inversion of the Galvanic Series» یا «معکوس شدن سری گالوانیکی در دمای بالا» شناخته می‌شود و در مراجع معتبر بین‌المللی (مثل NACE، ASTM G185، ASME و کتاب‌های مرجع خوردگی) به‌طور کامل مستند شده است.

 

نمودار تغییر پتانسیل الکتریکی روی و آهن با دما

نتیجه در پوشش گالوانیزهفلز نجیب تر(کاتد)فلز فعال تر (آند)دما
روی محافظ است- عالیآهن(Fe)روی(zn)دمای اتاق °25c
هنوز محافظت میکندآهنهنوز روی60-80 °c
روی دشمن فولاد می شودروی(zn)آهن(Fe)بالای 85-90°c

 

کاربرد عملی این موضوع کجاست؟
- سیستم‌های آب گرم خانگی و صنعتی
- بویلرها و مبدل‌های حرارتی
- مخازن آب گرم
- لوله‌کشی آب گرم در ساختمان‌ها
- خطوط انتقال آب داغ در صنایع

در همه این موارد، استفاده از لوله یا مخزن گالوانیزه ممنوع یا شدیداً غیرتوصیه‌شده است. به همین دلیل است که در آیین‌نامه‌های ملی ساختمان ایران و استانداردهای بین‌المللی (مثل BS 729، EN 10240 و توصیه‌های WHO) تأکید شده:

«لوله‌ها و منابع گالوانیزه فقط برای آب سرد مجاز هستند.»

  راه‌حل‌های جایگزین مناسب برای آب گرم
1. لوله‌های مسی


2. لوله‌های PEX یا PERT با لایه آلومینیوم


3. لوله‌های پنج‌لایه (PP-R + AL)


4. فولاد ضدزنگ (استنلس استیل ۳۰۴ یا ۳۱۶)


5. لوله‌های پلی‌پروپیلن (PP-R) مقاوم به دما


6. مخازن آب گرم با پوشش شیشه‌ای (Glass-Lined) یا استیل

### خلاصه حرف آخر
پوشش گالوانیزه در دمای معمولی دوست فولاد است، اما در دمای بالای ۸۵–۹۰ درجه سانتی‌گراد تبدیل به دشمن خطرناک آن می‌شود.  
به همین دلیل ساده اما بسیار مهم، هرگز در سیستم آب گرم از لوله یا منبع گالوانیزه استفاده نکنید.