Hrđa je željezni oksid, obično crveni oksid nastao redoks reakcijom željeza i kisika u prisutnosti vode ili vlage iz zraka. Nekoliko oblika hrđe može se razlikovati vizualno i spektroskopski, a nastaju pod različitim okolnostima.
To je vrlo složen proces, ali razmotrit ćemo sve čimbenike koji mu pridonose. Osim toga, podijelit ću nekoliko savjeta o tome kako to spriječiti.
U ovom ćemo članku obraditi:
Što je zaboga Rust?
Hrđa je izraz koji se obično koristi za opisivanje oksidacije željeza ili čelika uzrokovane izlaganjem vlazi i kisiku. Tehnički, hrđa je željezni oksid, točnije vodeni željezov(III) oksid ili željezov(III) oksid-hidroksid. Nastaje kada željezo reagira s kisikom u prisutnosti vode ili zračne vlage, što rezultira crvenkasto-smeđim ljuskavim slojem na metalu.
Uzroci hrđe
Hrđa nastaje kada su željezo ili čelik izloženi vlazi i kisiku. Prisutnost vode ili zračne vlage djeluje kao katalizator, povećavajući brzinu reakcije između željeza i kisika. Neki čimbenici koji pridonose hrđanju uključuju:
- Geografski položaj: Područja s visokom vlažnošću, kišom ili vjetrom mogu doprinijeti širenju hrđe.
- Izloženost soli: sol može ubrzati proces hrđanja, pogoršavajući ga u područjima s jakom solju.
- Nedostatak zaštite: Nezaštićeni čelici su osjetljiviji na hrđanje od onih koji su premazani ili obojeni.
Prevencija i liječenje hrđe
Sprječavanje hrđe dobar je način zaštite metala od neizbježnih učinaka oksidacije. Neki od načina za sprječavanje hrđe uključuju:
- Premazivanje ili bojanje metalne površine radi zaštite od izlaganja vlazi i kisiku.
- Održavanje metala suhim i bez vlage.
- Korištenje nehrđajućeg čelika ili drugih metala otpornih na hrđu u područjima gdje hrđa predstavlja problem.
Liječenje hrđe može biti malo veći izazov, ali neke metode uključuju:
- Brusite ili četkajte zahrđalo područje kako biste uklonili hrđu.
- Nanošenje pretvarača hrđe na zahvaćeno područje kako bi se hrđa kemijski promijenila u stabilniji spoj.
- Ispunjavanje udubina ili šupljina metalnim punilom za vraćanje strukturalnog integriteta metala.
Znanost iza hrđe: Istraživanje kemijskih reakcija
Hrđa je rezultat kemijske reakcije koja nastaje kada je željezo izloženo kisiku i vlazi. Glavna kemijska reakcija koja uzrokuje hrđanje je oksidacija željeza, koja se može prikazati sljedećom jednadžbom:
4Fe + 3O2 → 2Fe2O3
To znači da se četiri atoma željeza spajaju s tri molekule kisika i proizvode dvije molekule željeznog oksida.
Uloga vode i kisika u hrđanju
Voda i kisik dva su ključna elementa potrebna za pojavu hrđanja. Kada je željezo izloženo vodi i kisiku, počinje proces hrđanja. Voda djeluje kao medij koji prenosi molekule kisika na površinu željeza, dok kisik osigurava elektrone koji su potrebni za proces oksidacije.
Učinci vlage i suhoće na hrđanje
Vlaga igra ključnu ulogu u procesu hrđanja. Kada je željezo izloženo vlazi, ono stvara željezov hidroksid, koji je spoj koji sadrži i željezo i molekule vode. Ovaj spoj je nestabilan i lako se razgrađuje, stvarajući željezni oksid i oslobađajući molekule vode. Ovaj proces uzrokuje ljuštenje željeza i stvaranje kamenca, što na kraju može dovesti do potpunog kvara metala. S druge strane, suhoća može usporiti ili čak spriječiti pojavu procesa hrđanja.
Složena priroda hrđanja
Hrđanje je složen proces koji uključuje veliki broj kemijskih reakcija. Započinje oksidacijom željeza, koje se zatim spaja s molekulama vode u željezni hidroksid. Taj se spoj zatim razgrađuje i stvara željezni oksid i oslobađa molekule vode. Rezultirajući željezni oksid stvara zaštitni sloj na površini metala, ali taj se sloj na kraju može oljuštiti i izložiti svježi metal elementima, uzrokujući nastavak procesa hrđanja.
Sličnosti i razlike između hrđanja i korozije
Rđanje i korozija često se koriste kao sinonimi, ali nisu isto. Hrđanje je specifična vrsta korozije koja se javlja kada je željezo izloženo kisiku i vlazi. S druge strane, korozija je opći pojam koji opisuje proces reakcije metala s okolinom i stvaranje spojeva. Korozija se može pojaviti u mnogo različitih oblika, uključujući hrđanje, ali može se pojaviti i na druge načine, kao što je kada su metali izloženi soli ili kiselini.
Ključni čimbenici koji utječu na hrđanje
Nekoliko čimbenika može utjecati na proces hrđanja, uključujući:
- Prisutnost vode i kisika
- Prisutnost soli ili drugih elektrolita
- Čistoća metala
- Struktura metala
- Temperatura i vlažnost okoline
Razumijevanje ovih čimbenika ključno je za sprječavanje hrđanja i očuvanje metalnih predmeta u svakodnevnom životu.
Zaustavite hrđu na svom putu: Savjeti za sprječavanje korozije
Kada je riječ o sprječavanju hrđe, vrsta metala koju odaberete može napraviti veliku razliku. Neki su metali prirodno otporniji na koroziju od drugih. Na primjer, nehrđajući čelik popularan je izbor za vanjski namještaj i uređaje jer sadrži krom koji stvara zaštitni sloj na površini metala. Drugi metali, poput aluminija i bakra, također su relativno otporni na koroziju. Ako radite na projektu koji će biti izložen vremenskim nepogodama, razmislite o upotrebi jednog od ovih metala.
Koristite Inhibitor korozije
Jedan od najučinkovitijih načina za sprječavanje hrđe je uporaba inhibitora korozije. Ovi kemijski spojevi djeluju tako da smanjuju brzinu korozije metala ili legure koji dolaze u kontakt s tekućinom ili plinom. Inhibitori korozije mogu se dodati raznim tvarima, uključujući vodu, ulje i gorivo. Djeluju tako da stvaraju zaštitnu barijeru na površini metala, koja sprječava da vlaga i drugi korozivni agensi dopru do samog metala. Neki uobičajeni tipovi inhibitora korozije uključuju:
- Cink fosfat
- Natrijev nitrit
- Natrijev benzoat
- Kalcijev nitrat
Držite ga na suhom
Vlaga je jedan od glavnih krivaca kada je riječ o hrđi i koroziji. Ako želite spriječiti stvaranje hrđe na metalnim površinama, važno ih je održavati što je moguće suhima. To znači čuvati metalne predmete na suhom mjestu, brisati ih nakon upotrebe i izbjegavati ih izlagati vlazi kad god je to moguće.
Nanesite zaštitni premaz
Još jedan učinkovit način za sprječavanje hrđe je nanošenje zaštitnog premaza na vaše metalne površine. Dostupni su različiti premazi, uključujući boju, epoksi i poliuretan. Ovi premazi djeluju tako što stvaraju barijeru između metala i okoliša, sprječavajući vlagu i druge korozivne tvari da dopru do površine metala.
Redovito održavanje
Konačno, jedan od najboljih načina za sprječavanje hrđe je redovito održavanje. To znači da redovito pregledavate svoje metalne površine na znakove korozije, čišćenje prema potrebi i nanošenje svih potrebnih zaštitnih premaza ili inhibitora korozije. Održavanjem opreza i poduzimanjem proaktivnih koraka za sprječavanje hrđe, možete održavati sjajan izgled svojih metalnih površina godinama koje dolaze.
Riješite se hrđe: mogućnosti liječenja
Kada je u pitanju tretiranje hrđe, na raspolaganju su razne mogućnosti. Ovdje su neke od najčešćih vrsta pretvarača hrđe:
- Pretvarači na bazi taninske kiseline: Ove otopine sadrže taninsku kiselinu, koja kemijski pretvara hrđu u stabilan, inertan sloj željeznog tanata. Ovaj sloj pruža zaštitnu barijeru protiv daljnjeg hrđanja. Pretvornici na bazi taninske kiseline odlična su opcija za kućne ukrase i male metalne predmete. Ferprime i Qconvert neki su primjeri pretvarača na bazi tanične kiseline.
- Konvertori na bazi fosforne kiseline: Ove otopine sadrže fosfornu kiselinu, koja pretvara hrđu u oksid koji je inertan i stabilan. Pretvornici na bazi fosforne kiseline odlična su opcija za veće komade metala koje je potrebno brzo obraditi. Također se obično koriste u kombinaciji s bojanjem ili epoksidom za stvaranje čvrste površine otporne na hrđu. Neki primjeri pretvarača na bazi fosforne kiseline uključuju Rust-Oleum Rust Reformer i KBS Coatings RustSeal.
- Konvertori na bazi polimera: Ove otopine sadrže aktivni sastojak koji pretvara hrđu u polimer koji stvara jak, zaštitni sloj. Pretvarači na bazi polimera odlična su opcija za predmete koji će biti izloženi teškim uvjetima, poput vanjskog namještaja ili vozila. Također se lako nanose jer se mogu prskati izravno na zahrđalu površinu. Neki primjeri pretvarača na bazi polimera uključuju POR-15 premaz protiv hrđe i Rust-Oleum Rust Reformer.
Odabir pravog pretvarača hrđe
Prilikom odabira pretvarača hrđe važno je uzeti u obzir sljedeće čimbenike:
- Vrsta metala koju tretirate
- Veličina predmeta koji tretirate
- Vrsta pretvarača hrđe koju preferirate (na bazi tanične kiseline, na bazi fosforne kiseline ili na bazi polimera)
- Način primjene (aerosol, sprej ili kvart/galon)
- Vrijeme potrebno da se pretvarač osuši i stvrdne
Dodatni savjeti za tretiranje hrđe
Evo nekoliko dodatnih savjeta koje morate imati na umu prilikom tretiranja hrđe:
- Provjerite je li površina čista i suha prije nanošenja pretvarača.
- Ako je hrđa posebno tvrdokorna, možda ćete je morati ukloniti mehanički (žičanom četkom ili brusnim papirom) prije nanošenja pretvarača.
- Uvijek nosite zaštitne rukavice i naočale kada radite s pretvaračima hrđe.
- Ako koristite pretvarač na bazi fosforne kiseline, možda ćete htjeti sniziti pH otopine vlaženjem površine kiselinom (kao što je ocat) prije nanošenja pretvarača. To može ubrzati reakciju i pružiti dodatnu potporu za oksidni sloj.
- Ako koristite pretvarač na bazi polimera, svakako odaberite pretvarač koji sadrži otapalo (kao što je glikol monobutil eter) koje djeluje kao sredstvo za vlaženje. To će pomoći pretvaraču da prodre kroz hrđu i stvori jak, stabilan sloj.
Zaključak
Dakle, hrđa je kemijska reakcija koja se događa kada željezo dođe u dodir s kisikom i vlagom.
Važno je znati kako spriječiti hrđu i liječiti je kad se pojavi. Dakle, ne bojte se postavljati pitanja ako u nešto niste sigurni. Ne zaboravite uvijek biti oprezni s hrđom i koristiti zaštitne premaze.
