Rūdys yra geležies oksidas, dažniausiai raudonasis oksidas, susidarantis geležies ir deguonies redokso reakcijos metu, esant vandens ar oro drėgmei. Vizualiai ir spektroskopiškai išskiriamos kelios rūdžių formos, kurios susidaro skirtingomis aplinkybėmis.
Tai labai sudėtingas procesas, tačiau išnagrinėsime visus veiksnius, kurie jį lemia. Be to, pasidalinsiu patarimais, kaip to išvengti.
Šiame įraše aptarsime:
Kas pasaulyje yra rūdys?
Rūdys yra terminas, dažniausiai naudojamas apibūdinti geležies arba plieno oksidaciją, kurią sukelia drėgmės ir deguonies poveikis. Techniškai rūdys yra geležies oksidas, ypač vandeninis geležies (III) oksidas arba geležies (III) oksidas-hidroksidas. Jis susidaro, kai geležis reaguoja su deguonimi, esant vandens ar oro drėgmei, todėl ant metalo susidaro rausvai rudas sluoksniuotas sluoksnis.
Rūdžių priežastys
Rūdys atsiranda, kai geležis arba plienas yra veikiami drėgmės ir deguonies. Vandens arba oro drėgmė veikia kaip katalizatorius, padidindamas geležies ir deguonies reakcijos greitį. Kai kurie veiksniai, prisidedantys prie rūdijimo, yra šie:
- Geografinė padėtis: vietovės, kuriose yra daug drėgmės, kritulių ar vėjo, gali prisidėti prie rūdžių plitimo.
- Druskos poveikis: druska gali pagreitinti rūdijimo procesą, o tai pablogina stipriai sūdytose vietose.
- Apsaugos trūkumas: neapsaugotas plienas labiau linkęs rūdyti nei tas, kuris yra padengtas arba dažytas.
Rūdžių prevencija ir gydymas
Rūdžių prevencija yra geras būdas apsaugoti metalą nuo neišvengiamo oksidacijos poveikio. Kai kurie būdai, kaip išvengti rūdžių, yra šie:
- Metalo paviršiaus padengimas arba dažymas, siekiant apsaugoti jį nuo drėgmės ir deguonies poveikio.
- Laikykite metalą sausą ir be drėgmės.
- Nerūdijančio plieno ar kitų rūdims atsparių metalų naudojimas vietose, kuriose rūdys kelia susirūpinimą.
Rūdžių apdorojimas gali būti šiek tiek sudėtingesnis, tačiau kai kurie metodai apima:
- Surūdijusią vietą šlifuokite arba nuvalykite vieliniu šepečiu, kad pašalintumėte rūdis.
- Pažeistos vietos užtepimas rūdžių keitikliu, kad rūdys chemiškai pavirstų stabilesniu junginiu.
- Bet kokių įdubimų ar ertmių užpildymas metaliniu užpildu, kad būtų atkurtas metalo struktūrinis vientisumas.
Mokslas už rūdžių: cheminių reakcijų tyrinėjimas
Rūdys yra cheminės reakcijos, kuri atsiranda, kai geležis yra veikiama deguonies ir drėgmės, rezultatas. Pagrindinė cheminė reakcija, sukelianti rūdijimą, yra geležies oksidacija, kurią galima pavaizduoti tokia lygtimi:
4Fe + 3O2 → 2Fe2O3
Tai reiškia, kad keturi geležies atomai susijungia su trimis deguonies molekulėmis, kad susidarytų dvi geležies oksido molekulės.
Vandens ir deguonies vaidmuo rūdijimui
Vanduo ir deguonis yra du pagrindiniai elementai, reikalingi rūdijimui. Kai geležis yra veikiama vandens ir deguonies, prasideda rūdijimo procesas. Vanduo veikia kaip terpė, pernešanti deguonies molekules į geležies paviršių, o deguonis suteikia elektronus, reikalingus oksidacijos procesui.
Drėgmės ir sausumo poveikis rūdijimui
Drėgmė vaidina lemiamą vaidmenį rūdijimo procese. Kai geležis yra veikiama drėgmės, ji sudaro geležies hidroksidą, kuris yra junginys, kuriame yra ir geležies, ir vandens molekulių. Šis junginys yra nestabilus ir lengvai skyla, sudarydamas geležies oksidą ir išskirdamas vandens molekules. Dėl šio proceso geležis pleiskanoja ir susidaro apnašos, o tai galiausiai gali sukelti visišką metalo skilimą. Kita vertus, sausumas gali sulėtinti ar net užkirsti kelią rūdijimo procesui.
Sudėtinga rūdijimo prigimtis
Rūdijimas yra sudėtingas procesas, apimantis daugybę cheminių reakcijų. Jis prasideda nuo geležies oksidacijos, kuri vėliau sujungiama su vandens molekulėmis, kad susidarytų geležies hidroksidas. Tada šis junginys suyra, sudarydamas geležies oksidą ir išskiria vandens molekules. Susidaręs geležies oksidas sudaro apsauginį sluoksnį ant metalo paviršiaus, tačiau šis sluoksnis ilgainiui gali nulupti ir atskleisti šviežią metalą elementams, todėl rūdijimo procesas tęsiasi.
Rūdžių ir korozijos panašumai ir skirtumai
Rūdys ir korozija dažnai naudojami pakaitomis, tačiau tai nėra tas pats dalykas. Rūdijimas yra specifinė korozijos rūšis, kuri atsiranda, kai geležis yra veikiama deguonies ir drėgmės. Kita vertus, korozija yra bendras terminas, apibūdinantis procesą, kai metalai reaguoja su aplinka ir susidaro junginiai. Korozija gali pasireikšti įvairiomis formomis, įskaitant rūdijimą, bet gali atsirasti ir kitais būdais, pavyzdžiui, kai metalus veikia druska ar rūgštis.
Pagrindiniai veiksniai, turintys įtakos rūdijimui
Keletas veiksnių gali turėti įtakos rūdijimo procesui, įskaitant:
- Vandens ir deguonies buvimas
- Druskos ar kitų elektrolitų buvimas
- Metalo grynumas
- Metalo struktūra
- Aplinkos temperatūra ir drėgmė
Norint išvengti rūdijimo ir išsaugoti metalinius daiktus kasdieniame gyvenime, labai svarbu suprasti šiuos veiksnius.
Sustabdykite rūdžių atsiradimą: patarimai, kaip išvengti korozijos
Kalbant apie prevenciją nuo rūdžių, pasirinktas metalo tipas gali turėti didelį skirtumą. Kai kurie metalai natūraliai yra atsparesni korozijai nei kiti. Pavyzdžiui, nerūdijantis plienas yra populiarus lauko baldų ir prietaisų pasirinkimas, nes jame yra chromo, kuris sudaro apsauginį sluoksnį ant metalo paviršiaus. Kiti metalai, tokie kaip aliuminis ir varis, taip pat yra gana atsparūs korozijai. Jei dirbate su projektu, kuris bus veikiamas elementų, apsvarstykite galimybę naudoti vieną iš šių metalų.
Naudokite korozijos inhibitorių
Vienas iš efektyviausių būdų apsisaugoti nuo rūdžių yra korozijos inhibitorių naudojimas. Šie cheminiai junginiai mažina metalo ar lydinio, kuris liečiasi su skysčiu ar dujomis, korozijos greitį. Korozijos inhibitorių galima dėti į įvairias medžiagas, įskaitant vandenį, alyvą ir degalus. Jie veikia suformuodami apsauginį barjerą ant metalo paviršiaus, kuris neleidžia drėgmei ir kitoms korozinėms medžiagoms patekti į patį metalą. Kai kurie įprasti korozijos inhibitorių tipai:
- Cinko fosfatas
- Natrio nitritas
- Natrio benzoatas
- Kalcio nitratas
Laikykite jį sausai
Drėgmė yra viena iš pagrindinių rūdžių ir korozijos kaltininkų. Jei norite išvengti rūdžių susidarymo ant metalinių paviršių, svarbu, kad jie būtų kuo sausesni. Tai reiškia, kad metalinius daiktus reikia laikyti sausoje vietoje, po naudojimo juos nušluostyti ir, kai tik įmanoma, vengti drėgmės.
Užtepkite apsauginę dangą
Kitas veiksmingas būdas išvengti rūdžių – metalinius paviršius padengti apsaugine danga. Yra įvairių dangų, įskaitant dažus, epoksidą ir poliuretaną. Šios dangos sudaro barjerą tarp metalo ir aplinkos, neleidžiant drėgmei ir kitoms korozinėms medžiagoms patekti į metalo paviršių.
Reguliari techninė priežiūra
Galiausiai, vienas geriausių būdų apsisaugoti nuo rūdžių yra nuolatinė priežiūra. Tai reiškia, kad metalinius paviršius reikia reguliariai tikrinti, ar nėra korozijos požymių, valymas prireikus ir užtepkite visas reikalingas apsaugines dangas arba korozijos inhibitorius. Būdami budrūs ir imdamiesi aktyvių veiksmų, kad išvengtumėte rūdžių, metaliniai paviršiai atrodys puikiai ilgus metus.
Rūdžių pašalinimas: gydymo parinktys
Kalbant apie rūdžių apdorojimą, yra įvairių variantų. Štai keletas dažniausiai naudojamų rūdžių keitiklių tipų:
- Tanino rūgšties konverteriai: šiuose tirpaluose yra tanino rūgšties, kuri rūdis chemiškai paverčia stabiliu, inertišku geležies tannato sluoksniu. Šis sluoksnis suteikia apsauginę barjerą nuo tolesnio rūdijimo. Tanino rūgšties keitikliai yra puikus pasirinkimas namų dekoravimui ir smulkiems metaliniams daiktams. „Ferprime“ ir „Qconvert“ yra kai kurie tanino rūgšties keitiklių pavyzdžiai.
- Fosforo rūgšties keitikliai: šiuose tirpaluose yra fosforo rūgšties, kuri rūdis paverčia inertišku ir stabiliu oksidu. Fosforo rūgšties keitikliai yra puikus pasirinkimas didesniems metalo gabalams, kuriuos reikia greitai apdoroti. Jie taip pat dažnai naudojami kartu su dažymu arba epoksidine derva, kad būtų sukurtas tvirtas, rūdims atsparus paviršius. Kai kurie fosforo rūgšties keitiklių pavyzdžiai yra „Rust-Oleum Rust Reformer“ ir „KBS Coatings RustSeal“.
- Polimeriniai keitikliai: šiuose tirpaluose yra veikliosios medžiagos, kuri rūdis paverčia polimeru, kuris sukuria tvirtą apsauginį sluoksnį. Polimeriniai keitikliai yra puikus pasirinkimas daiktams, kurie bus veikiami atšiauriomis sąlygomis, pavyzdžiui, lauko baldams ar transporto priemonėms. Juos taip pat lengva užtepti, nes galima purkšti tiesiai ant surūdijusio paviršiaus. Kai kurie polimerinių keitiklių pavyzdžiai yra POR-15 rūdžių prevencinė danga ir Rust-Oleum rūdžių reformatorius.
Tinkamo rūdžių keitiklio pasirinkimas
Renkantis rūdžių keitiklį, svarbu atsižvelgti į šiuos veiksnius:
- Apdorojamo metalo tipas
- Apdorojamo daikto dydis
- Jūsų pageidaujamo rūdžių konverterio tipas (tanino rūgšties pagrindu, fosforo rūgšties pagrindu arba polimero pagrindu)
- Naudojimo būdas (aerozolis, purškiamas arba kvortas/galonas)
- Laikas, reikalingas konverteriui išdžiūti ir sukietėti
Papildomi patarimai, kaip gydyti rūdis
Toliau pateikiami keli papildomi patarimai, kurių reikia atsiminti apdorojant rūdis:
- Prieš naudodami konverterį įsitikinkite, kad paviršius yra švarus ir sausas.
- Jei rūdys yra ypač užsispyrusios, prieš dengiant konverterį gali tekti jas pašalinti mechaniškai (vieliniu šepečiu arba švitriniu popieriumi).
- Dirbdami su rūdžių keitikliais visada mūvėkite apsaugines pirštines ir dėvėkite akinius.
- Jei naudojate fosforo rūgšties konverterį, prieš naudodami konverterį, galite sumažinti tirpalo pH, sudrėkindami paviršių rūgštimi (pvz., actu). Tai gali pagreitinti reakciją ir suteikti papildomos paramos oksido sluoksniui.
- Jei naudojate polimero pagrindu pagamintą keitiklį, būtinai pasirinkite konverterį, kuriame yra tirpiklio (pvz., glikolio monobutilo eterio), kuris veikia kaip drėkinamoji medžiaga. Tai padės konverteriui prasiskverbti į rūdis ir suteiks tvirtą, stabilų sluoksnį.
Išvada
Taigi, rūdys yra cheminė reakcija, kuri atsiranda, kai geležis liečiasi su deguonimi ir drėgme.
Svarbu žinoti, kaip apsisaugoti nuo rūdžių ir gydyti jas atsiradus. Taigi, nebijokite užduoti klausimų, jei dėl ko nors nesate tikri. Tiesiog nepamirškite visada būti atsargiems su rūdimis ir naudoti apsaugines dangas.
