Ryð er járnoxíð, venjulega rautt oxíð sem myndast við afoxunarhvörf járns og súrefnis í nærveru vatns eða loftraka. Nokkrar tegundir ryðs eru aðgreindar bæði sjónrænt og með litrófsgreiningu og myndast við mismunandi aðstæður.
Þetta er mjög flókið ferli en við skoðum alla þá þætti sem stuðla að því. Auk þess mun ég deila nokkrum ráðum um hvernig á að koma í veg fyrir það.
Í þessari færslu munum við fjalla um:
Hvað í ósköpunum er ryð?
Ryð er hugtak sem almennt er notað til að lýsa oxun járns eða stáls sem stafar af útsetningu fyrir raka og súrefni. Tæknilega séð er ryð járnoxíð, sérstaklega vatnskennt járn(III) oxíð eða járn(III) oxíð-hýdroxíð. Það myndast þegar járn hvarfast við súrefni í nærveru vatns eða loftraka, sem leiðir til rauðbrúnan flagnandi feld á málminum.
Orsakir ryðs
Ryð myndast þegar járn eða stál verða fyrir raka og súrefni. Tilvist vatns eða raka í lofti virkar sem hvati og eykur hraða efnahvarfsins milli járns og súrefnis. Sumir þættir sem stuðla að ryðgun eru:
- Landfræðileg staðsetning: Svæði með miklum raka, úrkomu eða vindi geta stuðlað að útbreiðslu ryðs.
- Útsetning fyrir salti: Salt getur flýtt fyrir ryðferlinu, sem gerir það verra á mjög saltuðum svæðum.
- Skortur á vörn: Óvarið stál er næmari fyrir ryð en þau sem eru húðuð eða máluð.
Forvarnir og meðhöndlun ryðs
Að koma í veg fyrir ryð er góð leið til að vernda málm gegn óumflýjanlegum áhrifum oxunar. Sumar leiðir til að koma í veg fyrir ryð eru:
- Húðað eða mála málmflötinn til að vernda hann gegn raka og súrefni.
- Halda málminu þurru og lausu við raka.
- Notkun ryðfríu stáli eða öðrum ryðþolnum málmum á svæðum þar sem ryð er áhyggjuefni.
Að meðhöndla ryð getur verið aðeins meira krefjandi, en sumar aðferðir eru:
- Slípið eða vírburstið ryðgaða svæðið til að fjarlægja ryðið.
- Notaðu ryðbreytir á viðkomandi svæði til að breyta ryðinu efnafræðilega í stöðugra efnasamband.
- Fylla í hvaða hola eða holrúm sem er með málmfylliefni til að endurheimta burðarvirki málmsins.
Vísindin á bak við ryð: kanna efnahvörf
Ryð er afleiðing efnahvarfa sem á sér stað þegar járn verður fyrir súrefni og raka. Helstu efnahvörf sem valda ryðgun er oxun járns, sem hægt er að tákna með eftirfarandi jöfnu:
4Fe + 3O2 → 2Fe2O3
Þetta þýðir að fjögur atóm af járni sameinast þremur súrefnissameindum og mynda tvær sameindir af járnoxíði.
Hlutverk vatns og súrefnis í ryðgun
Vatn og súrefni eru tveir lykilþættirnir sem þarf til að ryð geti orðið. Þegar járn verður fyrir vatni og súrefni byrjar ryðferlið. Vatn virkar sem miðill sem flytur súrefnissameindirnar til yfirborðs járnsins, en súrefni gefur rafeindirnar sem þarf til oxunarferlið.
Áhrif raka og þurrks á ryð
Raki gegnir mikilvægu hlutverki í ryðferlinu. Þegar járn verður fyrir raka myndar það járnhýdroxíð, sem er efnasamband sem inniheldur bæði járn- og vatnssameindir. Þetta efnasamband er óstöðugt og brotnar auðveldlega niður, myndar járnoxíð og losar vatnssameindir. Þetta ferli veldur því að járnið flagnar og myndar hreistur, sem getur að lokum leitt til þess að málmurinn brotnar niður. Á hinn bóginn getur þurrkur hægt á eða jafnvel komið í veg fyrir að ryðferlið eigi sér stað.
Hið flókna eðli ryðgunar
Ryðgun er flókið ferli sem felur í sér fjölda efnahvarfa. Það byrjar með oxun járns, sem síðan er sameinað vatnssameindum til að mynda járnhýdroxíð. Þetta efnasamband brotnar síðan niður og myndar járnoxíð og losar vatnssameindir. Járnoxíðið sem myndast myndar hlífðarlag á yfirborði málmsins, en þetta lag getur að lokum flagnað og afhjúpað ferskan málm fyrir frumunum, sem veldur því að ryðferlið heldur áfram.
Líkindi og munur á ryð og tæringu
Ryð og tæring eru oft notuð til skiptis, en það er ekki það sama. Ryð er ákveðin tegund tæringar sem á sér stað þegar járn verður fyrir súrefni og raka. Tæring er aftur á móti almennt hugtak sem lýsir ferli málma sem hvarfast við umhverfi sitt til að mynda efnasambönd. Tæring getur komið fram í mörgum mismunandi myndum, þar á meðal ryð, en hún getur líka komið fram á annan hátt, eins og þegar málmar verða fyrir salti eða sýru.
Helstu þættir sem hafa áhrif á ryð
Nokkrir þættir geta haft áhrif á ryðferlið, þar á meðal:
- Tilvist vatns og súrefnis
- Tilvist salts eða annarra raflausna
- Hreinleiki málmsins
- Uppbygging málmsins
- Hitastig og rakastig umhverfisins
Skilningur á þessum þáttum er mikilvægur til að koma í veg fyrir ryð og varðveita málmhluti í daglegu lífi.
Stöðva ryð í sporum þess: Ráð til að koma í veg fyrir tæringu
Þegar kemur að því að koma í veg fyrir ryð getur tegund málms sem þú velur skipt miklu máli. Sumir málmar eru náttúrulega ónæmari fyrir tæringu en aðrir. Til dæmis er ryðfrítt stál vinsælt val fyrir útihúsgögn og tæki vegna þess að það inniheldur króm, sem myndar hlífðarlag á yfirborði málmsins. Aðrir málmar, eins og ál og kopar, eru einnig tiltölulega ónæmar fyrir tæringu. Ef þú ert að vinna að verkefni sem verður fyrir áhrifum, íhugaðu að nota einn af þessum málmum.
Notaðu tæringarhemla
Ein áhrifaríkasta leiðin til að koma í veg fyrir ryð er að nota tæringarhemla. Þessi efnasambönd vinna með því að minnka tæringarhraða málms eða málmblöndu sem kemst í snertingu við vökva eða gas. Tæringarhemlum er hægt að bæta við margs konar efni, þar á meðal vatn, olíu og eldsneyti. Þær virka þannig að þær mynda hlífðarhindrun á yfirborði málmsins sem kemur í veg fyrir að raki og önnur ætandi efni berist í málminn sjálfan. Sumar algengar tegundir tæringarhemla eru:
- Sinkfosfat
- Natríumnítrít
- Natríum bensóat
- Kalsíumnítrat
Hafðu það þurrt
Raki er einn helsti sökudólgurinn þegar kemur að ryði og tæringu. Ef þú vilt koma í veg fyrir að ryð myndist á málmflötum þínum er mikilvægt að halda þeim eins þurrum og mögulegt er. Þetta þýðir að geyma málmhluti á þurrum stað, þurrka þá niður eftir notkun og forðast að útsetja þá fyrir raka þegar mögulegt er.
Berið á hlífðarhúð
Önnur áhrifarík leið til að koma í veg fyrir ryð er að setja hlífðarhúð á málmyfirborðið þitt. Það eru margs konar húðun í boði, þar á meðal málning, epoxý og pólýúretan. Þessi húðun virkar með því að mynda hindrun milli málmsins og umhverfisins, sem kemur í veg fyrir að raki og önnur ætandi efni berist til málmyfirborðsins.
Reglulegt viðhald
Að lokum er ein besta leiðin til að koma í veg fyrir ryð að vera á toppnum við reglubundið viðhald. Þetta þýðir að skoða málmflötin þín reglulega fyrir merki um tæringu, hreinsun þær eftir þörfum og beita öllum nauðsynlegum hlífðarhúð eða tæringarhemlum. Með því að vera á varðbergi og gera fyrirbyggjandi ráðstafanir til að koma í veg fyrir ryð geturðu haldið málmflötum þínum vel út í mörg ár.
Að losna við ryð: Meðferðarmöguleikar
Þegar kemur að því að meðhöndla ryð eru margvíslegir möguleikar í boði. Hér eru nokkrar af algengustu tegundum ryðskipta:
- Tannínsýru-undirstaða breytir: Þessar lausnir innihalda tannínsýru, sem breytir ryð efnafræðilega í stöðugt, óvirkt lag af járntannati. Þetta lag veitir verndandi hindrun gegn frekara ryði. Tannic sýru-undirstaða breytir eru frábær kostur fyrir heimilisskreytingar og litla málmhluti. Ferprime og Qconvert eru nokkur dæmi um umbreyta sem byggir á tannínsýru.
- Fosfórsýru-undirstaða breytir: Þessar lausnir innihalda fosfórsýru, sem breytir ryð í oxíð sem er óvirkt og stöðugt. Fosfórsýru-undirstaða breytir eru frábær kostur fyrir stærri málmstykki sem þarf að meðhöndla fljótt. Þeir eru einnig almennt notaðir í tengslum við málningu eða epoxý til að búa til sterkt, ryðþolið yfirborð. Nokkur dæmi um fosfórsýru-undirstaða umbreyta eru Rust-Oleum Rust Reformer og KBS Coatings RustSeal.
- Fjölliða-undirstaða breytir: Þessar lausnir innihalda virkt efni sem breytir ryð í fjölliða sem skapar sterkt, verndandi lag. Umbreytir sem byggja á fjölliðum eru frábær kostur fyrir hluti sem verða fyrir erfiðum aðstæðum, eins og útihúsgögn eða farartæki. Einnig er auðvelt að setja þær á, þar sem hægt er að sprauta þeim beint á ryðgað yfirborðið. Nokkur dæmi um fjölliða-undirstaða breytir eru POR-15 Rust Preventive Coating og Rust-Oleum Rust Reformer.
Að velja rétta ryðbreytirinn
Þegar þú velur ryðbreytir er mikilvægt að huga að eftirfarandi þáttum:
- Tegund málms sem þú ert að meðhöndla
- Stærð hlutarins sem þú ert að meðhöndla
- Gerð ryðbreytisins sem þú kýst (tannínsýru-, fosfórsýru- eða fjölliða-undirstaða)
- Notkunaraðferðin (úðabrúsa, úðanleg eða kvart/lítra)
- Tíminn sem þarf til að breytirinn þorni og harðni
Viðbótarráðleggingar um ryðmeðferð
Hér eru nokkur viðbótarráð til að hafa í huga þegar ryð er meðhöndlað:
- Gakktu úr skugga um að yfirborðið sé hreint og þurrt áður en breytirinn er settur á.
- Ef ryðið er sérstaklega þrjóskt gætir þú þurft að fjarlægja það vélrænt (með vírbursta eða sandpappír) áður en þú setur breytirinn á.
- Notið alltaf hlífðarhanska og gleraugu þegar unnið er með ryðbreytum.
- Ef þú notar breytir sem byggir á fosfórsýru gætirðu viljað lækka pH lausnarinnar með því að bleyta yfirborðið með sýru (eins og ediki) áður en breytirinn er settur á. Þetta getur flýtt fyrir viðbrögðum og veitt viðbótarstuðning fyrir oxíðlagið.
- Ef þú ert að nota fjölliða-undirstaða breytir, vertu viss um að velja breytir sem inniheldur leysi (eins og glýkól mónóbútýl eter) sem virkar sem vætuefni. Þetta mun hjálpa breytinum að komast í gegnum ryðið og veita sterkt, stöðugt lag.
Niðurstaða
Svo, ryð er efnahvörf sem á sér stað þegar járn kemst í snertingu við súrefni og raka.
Það er mikilvægt að vita hvernig eigi að koma í veg fyrir ryð og meðhöndla það þegar það kemur fram. Svo, ekki vera hræddur við að spyrja spurninga ef þú ert ekki viss um eitthvað. Mundu bara að vera alltaf varkár með ryð og nota hlífðarhúð.
