Ръждата е железен оксид, обикновено червен оксид, образуван от редокс реакцията на желязо и кислород в присъствието на вода или влага във въздуха. Няколко форми на ръжда се различават както визуално, така и чрез спектроскопия и се образуват при различни обстоятелства.
Това е много сложен процес, но ще разгледаме всички фактори, които допринасят за него. Освен това ще споделя някои съвети как да го предотвратите.
В тази публикация ще разгледаме:
Какво за бога е Rust?
Ръждата е термин, който обикновено се използва за описване на окисляването на желязо или стомана, причинено от излагане на влага и кислород. Технически, ръждата е железен оксид, по-специално воден железен (III) оксид или железен (III) оксид-хидроксид. Образува се, когато желязото реагира с кислород в присъствието на вода или въздушна влага, което води до червеникаво-кафяво люспесто покритие върху метала.
Причини за ръжда
Ръждата се появява, когато желязото или стоманата са изложени на влага и кислород. Наличието на вода или въздушна влага действа като катализатор, увеличавайки скоростта на реакцията между желязото и кислорода. Някои фактори, които допринасят за ръждясването, включват:
- Географско местоположение: Райони с висока влажност, валежи или вятър могат да допринесат за разпространението на ръжда.
- Излагане на сол: Солта може да ускори процеса на ръждясване, влошавайки го в силно осолени зони.
- Липса на защита: Незащитените стомани са по-податливи на ръжда от тези, които са покрити или боядисани.
Предотвратяване и лечение на ръжда
Предотвратяването на ръжда е добър начин за защита на метала от неизбежните ефекти на окисляването. Някои начини за предотвратяване на ръжда включват:
- Покриване или боядисване на металната повърхност, за да се предпази от излагане на влага и кислород.
- Поддържане на метала сух и без влага.
- Използване на неръждаема стомана или други устойчиви на ръжда метали в области, където ръждата е проблем.
Третирането на ръжда може да бъде малко по-трудно, но някои методи включват:
- Шлайфайте или четкайте с телена четка ръждясалата зона, за да премахнете ръждата.
- Прилагане на преобразувател на ръжда върху засегнатата област, за да се промени химически ръждата в по-стабилно съединение.
- Запълване на всякакви вдлъбнатини или кухини с метален пълнител за възстановяване на структурната цялост на метала.
Науката зад ръждата: Изследване на химичните реакции
Ръждата е резултат от химическа реакция, която възниква, когато желязото е изложено на кислород и влага. Основната химическа реакция, която причинява ръждясване, е окисляването на желязото, което може да бъде представено със следното уравнение:
4Fe + 3O2 → 2Fe2O3
Това означава, че четири атома желязо се комбинират с три молекули кислород, за да се получат две молекули железен оксид.
Ролята на водата и кислорода в ръждясването
Водата и кислородът са двата ключови елемента, необходими за появата на ръжда. Когато желязото е изложено на вода и кислород, започва процесът на ръждясване. Водата действа като среда, която пренася молекулите на кислорода към желязната повърхност, докато кислородът осигурява електроните, необходими за процеса на окисление.
Ефектите на влагата и сухотата върху ръждясването
Влагата играе решаваща роля в процеса на ръждясване. Когато желязото е изложено на влага, то образува железен хидроксид, който е съединение, което съдържа както желязо, така и водни молекули. Това съединение е нестабилно и лесно се разпада, образувайки железен оксид и освобождавайки водни молекули. Този процес кара желязото да се лющи и да образува мащаб, което в крайна сметка може да доведе до пълно разрушаване на метала. От друга страна, сухотата може да забави или дори да предотврати появата на процеса на ръждясване.
Сложната природа на ръждясването
Ръждясването е сложен процес, който включва огромен брой химични реакции. Започва с окисляването на желязото, което след това се комбинира с водни молекули, за да образува железен хидроксид. След това това съединение се разпада, за да образува железен оксид и да освободи водни молекули. Полученият железен оксид образува защитен слой върху повърхността на метала, но този слой може в крайна сметка да се отлепи и да изложи пресния метал на елементите, причинявайки процеса на ръждясване да продължи.
Приликите и разликите между ръжда и корозия
Ръждата и корозията често се използват взаимозаменяемо, но не са едно и също нещо. Ръждясването е специфичен вид корозия, която възниква, когато желязото е изложено на кислород и влага. Корозията, от друга страна, е общ термин, който описва процеса на метали, реагиращи с околната среда, за да образуват съединения. Корозията може да се появи в много различни форми, включително ръждясване, но може да се появи и по други начини, като например когато металите са изложени на сол или киселина.
Ключовите фактори, които влияят на ръждясването
Няколко фактора могат да повлияят на процеса на ръждясване, включително:
- Наличието на вода и кислород
- Наличието на сол или други електролити
- Чистотата на метала
- Структурата на метала
- Температурата и влажността на околната среда
Разбирането на тези фактори е от решаващо значение за предотвратяване на ръждясване и запазване на метални предмети в ежедневието.
Спрете ръждата: Съвети за предотвратяване на корозия
Когато става въпрос за предотвратяване на ръжда, видът метал, който изберете, може да има голямо значение. Някои метали са естествено по-устойчиви на корозия от други. Например неръждаемата стомана е популярен избор за външни мебели и уреди, защото съдържа хром, който образува защитен слой върху повърхността на метала. Други метали, като алуминий и мед, също са относително устойчиви на корозия. Ако работите върху проект, който ще бъде изложен на елементите, помислете за използването на един от тези метали.
Използвайте инхибитор на корозия
Един от най-ефективните начини за предотвратяване на ръждата е използването на инхибитор на корозията. Тези химични съединения действат, като намаляват скоростта на корозия на метал или сплав, които влизат в контакт с течност или газ. Инхибиторите на корозията могат да се добавят към различни вещества, включително вода, масло и гориво. Те действат, като образуват защитна бариера върху повърхността на метала, която не позволява на влагата и други корозивни агенти да достигнат до самия метал. Някои често срещани видове инхибитори на корозията включват:
- Цинков фосфат
- Натриев нитрит
- Натриев бензоат
- Калциев нитрат
Дръжте го на сухо
Влагата е един от основните виновници, когато става въпрос за ръжда и корозия. Ако искате да предотвратите образуването на ръжда върху вашите метални повърхности, важно е да ги поддържате възможно най-сухи. Това означава да съхранявате металните предмети на сухо място, да ги избърсвате след употреба и да избягвате излагането им на влага, когато е възможно.
Нанесете защитно покритие
Друг ефективен начин за предотвратяване на ръжда е нанасянето на защитно покритие върху вашите метални повърхности. Има различни налични покрития, включително боя, епоксидна смола и полиуретан. Тези покрития действат, като образуват бариера между метала и околната среда, предотвратявайки достигането на влага и други корозивни агенти до металната повърхност.
Редовна поддръжка
И накрая, един от най-добрите начини за предотвратяване на ръждата е да следите редовната поддръжка. Това означава редовно да проверявате вашите метални повърхности за признаци на корозия, почистване ги, ако е необходимо, и нанасяне на всички необходими защитни покрития или инхибитори на корозия. Като останете бдителни и предприемете проактивни стъпки за предотвратяване на ръжда, можете да поддържате металните си повърхности да изглеждат страхотно за години напред.
Отървете се от ръждата: Опции за лечение
Когато става въпрос за третиране на ръжда, има различни налични опции. Ето някои от най-често срещаните видове преобразуватели на ръжда:
- Конвертори на основата на танинова киселина: Тези разтвори съдържат танинова киселина, която химически превръща ръждата в стабилен, инертен слой от железен танат. Този слой осигурява защитна бариера срещу по-нататъшно ръждясване. Преобразувателите на основата на танинова киселина са чудесен вариант за домашни декорации и малки метални предмети. Ferprime и Qconvert са някои примери за конвертори на основата на танинова киселина.
- Конвертори на базата на фосфорна киселина: Тези разтвори съдържат фосфорна киселина, която превръща ръждата в оксид, който е инертен и стабилен. Конверторите на базата на фосфорна киселина са чудесен вариант за по-големи метални парчета, които трябва да бъдат третирани бързо. Те също така често се използват заедно с боядисване или епоксидна смола за създаване на здрава повърхност, устойчива на ръжда. Някои примери за конвертори на базата на фосфорна киселина включват Rust-Oleum Rust Reformer и KBS Coatings RustSeal.
- Преобразуватели на основата на полимери: Тези разтвори съдържат активна съставка, която превръща ръждата в полимер, който създава здрав, защитен слой. Базираните на полимери преобразуватели са чудесен вариант за предмети, които ще бъдат изложени на тежки условия, като градински мебели или превозни средства. Освен това са лесни за нанасяне, тъй като могат да се пръскат директно върху ръждясалата повърхност. Някои примери за преобразуватели на полимерна основа включват POR-15 покритие против ръжда и Rust-Oleum Rust Reformer.
Избор на правилния преобразувател на ръжда
Когато избирате преобразувател на ръжда, е важно да имате предвид следните фактори:
- Типът метал, който обработвате
- Размерът на предмета, който третирате
- Типът преобразувател на ръжда, който предпочитате (на базата на танинова киселина, на базата на фосфорна киселина или на базата на полимер)
- Методът на приложение (аерозоли, пръскане или литър/галон)
- Времето, необходимо за изсъхване и втвърдяване на конвертора
Допълнителни съвети за третиране на ръжда
Ето някои допълнителни съвети, които трябва да имате предвид, когато третирате ръжда:
- Уверете се, че повърхността е чиста и суха, преди да нанесете конвертора.
- Ако ръждата е особено упорита, може да се наложи да я отстраните механично (с телена четка или шкурка), преди да нанесете конвертора.
- Винаги носете защитни ръкавици и очила, когато работите с преобразуватели на ръжда.
- Ако използвате конвертор на основата на фосфорна киселина, може да искате да понижите рН на разтвора, като намокрите повърхността с киселина (като оцет), преди да приложите конвертора. Това може да ускори реакцията и да осигури допълнителна опора за оксидния слой.
- Ако използвате конвертор на полимерна основа, не забравяйте да изберете конвертор, който съдържа разтворител (като гликол монобутилов етер), който действа като омокрящ агент. Това ще помогне на конвертора да проникне в ръждата и ще осигури здрав и стабилен слой.
Заключение
И така, ръждата е химическа реакция, която възниква, когато желязото влезе в контакт с кислород и влага.
Важно е да знаете как да предотвратите ръждата и да я лекувате, когато се появи. Така че не се страхувайте да задавате въпроси, ако не сте сигурни в нещо. Само не забравяйте винаги да внимавате с ръждата и да използвате защитни покрития.
