Rdza to tlenek żelaza, zwykle czerwony tlenek powstały w wyniku reakcji redoks żelaza i tlenu w obecności wilgoci z wody lub powietrza. Kilka form rdzy można rozróżnić zarówno wizualnie, jak i za pomocą spektroskopii i powstaje w różnych okolicznościach.
To bardzo złożony proces, ale przyjrzymy się wszystkim czynnikom, które się do niego przyczyniają. Ponadto podzielę się kilkoma wskazówkami, jak temu zapobiec.
W tym poście omówimy:
Czym na świecie jest rdza?
Rdza to termin powszechnie używany do opisania utleniania żelaza lub stali spowodowanego narażeniem na działanie wilgoci i tlenu. Technicznie rzecz biorąc, rdza jest tlenkiem żelaza, a konkretnie uwodnionym tlenkiem żelaza (III) lub wodorotlenkiem żelaza (III). Powstaje, gdy żelazo reaguje z tlenem w obecności wody lub wilgoci z powietrza, powodując czerwonawo-brązową łuszczącą się powłokę na metalu.
Przyczyny rdzy
Rdza pojawia się, gdy żelazo lub stal są wystawione na działanie wilgoci i tlenu. Obecność wody lub wilgoci z powietrza działa jak katalizator, zwiększając szybkość reakcji między żelazem a tlenem. Niektóre czynniki, które przyczyniają się do rdzewienia, obejmują:
- Położenie geograficzne: Obszary o wysokiej wilgotności, opadach deszczu lub wietrze mogą przyczyniać się do rozprzestrzeniania się rdzy.
- Narażenie na działanie soli: Sól może przyspieszyć proces rdzewienia, pogarszając go w mocno zasolonych obszarach.
- Brak ochrony: Stale niezabezpieczone są bardziej podatne na rdzewienie niż te, które są powlekane lub malowane.
Zapobieganie i leczenie rdzy
Zapobieganie rdzy jest dobrym sposobem ochrony metalu przed nieuniknionymi skutkami utleniania. Niektóre sposoby zapobiegania rdzy obejmują:
- Powlekanie lub malowanie powierzchni metalowej w celu ochrony przed wilgocią i tlenem.
- Utrzymywanie metalu w stanie suchym i wolnym od wilgoci.
- Używanie stali nierdzewnej lub innych metali odpornych na rdzę w obszarach, w których rdza jest problemem.
Leczenie rdzy może być nieco trudniejsze, ale niektóre metody obejmują:
- Szlifowanie lub szczotkowanie drutem zardzewiałego obszaru w celu usunięcia rdzy.
- Nałożenie konwertera rdzy na dotknięty obszar, aby chemicznie zmienić rdzę w bardziej stabilny związek.
- Wypełnianie wszelkich wżerów lub ubytków wypełniaczem metalowym w celu przywrócenia strukturalnej integralności metalu.
Nauka stojąca za rdzą: badanie reakcji chemicznych
Rdza jest wynikiem reakcji chemicznej, która zachodzi, gdy żelazo jest wystawione na działanie tlenu i wilgoci. Główną reakcją chemiczną powodującą rdzewienie jest utlenianie żelaza, które można przedstawić za pomocą następującego równania:
4Fe + 3O2 → 2Fe2O3
Oznacza to, że cztery atomy żelaza łączą się z trzema cząsteczkami tlenu, tworząc dwie cząsteczki tlenku żelaza.
Rola wody i tlenu w rdzewieniu
Woda i tlen to dwa kluczowe pierwiastki niezbędne do powstania rdzy. Kiedy żelazo jest wystawione na działanie wody i tlenu, rozpoczyna się proces rdzewienia. Woda działa jak medium, które przenosi cząsteczki tlenu na powierzchnię żelaza, podczas gdy tlen dostarcza elektrony potrzebne do procesu utleniania.
Wpływ wilgoci i suchości na rdzewienie
Wilgoć odgrywa kluczową rolę w procesie rdzewienia. Kiedy żelazo jest wystawione na działanie wilgoci, tworzy wodorotlenek żelaza, który jest związkiem zawierającym zarówno cząsteczki żelaza, jak i wody. Związek ten jest niestabilny i łatwo się rozkłada, tworząc tlenek żelaza i uwalniając cząsteczki wody. Proces ten powoduje, że żelazo łuszczy się i tworzy kamień, co może ostatecznie doprowadzić do całkowitego rozpadu metalu. Z drugiej strony wysuszenie może spowolnić lub nawet uniemożliwić proces rdzewienia.
Złożona natura rdzewienia
Rdzewienie to złożony proces, który obejmuje ogromną liczbę reakcji chemicznych. Rozpoczyna się utlenianiem żelaza, które następnie łączy się z cząsteczkami wody, tworząc wodorotlenek żelaza. Związek ten następnie rozkłada się, tworząc tlenek żelaza i uwalnia cząsteczki wody. Powstały tlenek żelaza tworzy warstwę ochronną na powierzchni metalu, ale ta warstwa może ostatecznie złuszczać się i wystawiać świeży metal na działanie elementów, powodując kontynuację procesu rdzewienia.
Podobieństwa i różnice między rdzewieniem a korozją
Rdzewienie i korozja są często używane zamiennie, ale to nie to samo. Rdzewienie to specyficzny rodzaj korozji, który pojawia się, gdy żelazo jest wystawione na działanie tlenu i wilgoci. Z drugiej strony korozja to ogólny termin opisujący proces reakcji metali z otoczeniem w celu utworzenia związków. Korozja może przybierać różne formy, w tym rdzewienie, ale może również wystąpić w inny sposób, na przykład gdy metale są wystawione na działanie soli lub kwasu.
Kluczowe czynniki wpływające na rdzewienie
Na proces rdzewienia może wpływać kilka czynników, w tym:
- Obecność wody i tlenu
- Obecność soli lub innych elektrolitów
- Czystość metalu
- Struktura metalu
- Temperatura i wilgotność otoczenia
Zrozumienie tych czynników ma kluczowe znaczenie dla zapobiegania rdzewieniu i konserwacji metalowych przedmiotów w życiu codziennym.
Zatrzymaj rdzę na jej torach: wskazówki dotyczące zapobiegania korozji
Jeśli chodzi o zapobieganie rdzy, rodzaj metalu, który wybierzesz, może mieć duże znaczenie. Niektóre metale są naturalnie bardziej odporne na korozję niż inne. Na przykład stal nierdzewna jest popularnym wyborem do mebli i urządzeń zewnętrznych, ponieważ zawiera chrom, który tworzy warstwę ochronną na powierzchni metalu. Inne metale, takie jak aluminium i miedź, są również stosunkowo odporne na korozję. Jeśli pracujesz nad projektem, który będzie narażony na działanie żywiołów, rozważ użycie jednego z tych metali.
Użyj inhibitora korozji
Jednym z najskuteczniejszych sposobów zapobiegania rdzy jest stosowanie inhibitora korozji. Te związki chemiczne działają poprzez zmniejszenie szybkości korozji metalu lub stopu, który wchodzi w kontakt z cieczą lub gazem. Inhibitory korozji można dodawać do różnych substancji, w tym do wody, oleju i paliwa. Działają poprzez tworzenie bariery ochronnej na powierzchni metalu, która zapobiega przedostawaniu się wilgoci i innych czynników korozyjnych do samego metalu. Niektóre popularne rodzaje inhibitorów korozji obejmują:
- Fosforan cynku
- Azotan sodu
- Benzoesan sodu
- Azotan wapnia
Zachowaj suchość
Wilgoć jest jednym z głównych winowajców rdzy i korozji. Jeśli chcesz zapobiec powstawaniu rdzy na metalowych powierzchniach, ważne jest, aby były jak najbardziej suche. Oznacza to przechowywanie metalowych przedmiotów w suchym miejscu, wycieranie ich po użyciu i unikanie wystawiania ich na działanie wilgoci, gdy tylko jest to możliwe.
Nałóż powłokę ochronną
Innym skutecznym sposobem zapobiegania rdzy jest nałożenie powłoki ochronnej na metalowe powierzchnie. Istnieje wiele dostępnych powłok, w tym farby, żywice epoksydowe i poliuretany. Powłoki te działają poprzez tworzenie bariery między metalem a otoczeniem, zapobiegając przedostawaniu się wilgoci i innych czynników korozyjnych do powierzchni metalu.
regularna konserwacja
Wreszcie, jednym z najlepszych sposobów zapobiegania rdzy jest regularna konserwacja. Oznacza to regularne sprawdzanie metalowych powierzchni pod kątem oznak korozji, czyszczenie w razie potrzeby oraz nakładając niezbędne powłoki ochronne lub inhibitory korozji. Zachowując czujność i podejmując proaktywne kroki w celu zapobiegania rdzy, możesz zachować doskonały wygląd metalowych powierzchni przez wiele lat.
Pozbycie się rdzy: opcje leczenia
Jeśli chodzi o leczenie rdzy, dostępnych jest wiele opcji. Oto niektóre z najpopularniejszych typów konwerterów rdzy:
- Konwertery na bazie kwasu garbnikowego: Roztwory te zawierają kwas garbnikowy, który chemicznie przekształca rdzę w stabilną, obojętną warstwę garbnika żelazowego. Warstwa ta stanowi barierę ochronną przed dalszym rdzewieniem. Konwertery na bazie kwasu garbnikowego to świetna opcja do domowych dekoracji i drobnych przedmiotów metalowych. Ferprime i Qconvert to tylko niektóre przykłady konwerterów na bazie kwasu garbnikowego.
- Konwertery na bazie kwasu fosforowego: te roztwory zawierają kwas fosforowy, który przekształca rdzę w obojętny i stabilny tlenek. Konwertery na bazie kwasu fosforowego są świetną opcją dla większych kawałków metalu, które wymagają szybkiej obróbki. Są również powszechnie stosowane w połączeniu z malowaniem lub żywicą epoksydową, aby stworzyć mocną, odporną na rdzę powierzchnię. Niektóre przykłady konwerterów na bazie kwasu fosforowego obejmują Rust-Oleum Rust Reformer i KBS Coatings RustSeal.
- Konwertery na bazie polimerów: te roztwory zawierają aktywny składnik, który przekształca rdzę w polimer, który tworzy mocną warstwę ochronną. Przetwornice na bazie polimerów to świetna opcja dla przedmiotów, które będą narażone na trudne warunki, takich jak meble ogrodowe czy pojazdy. Są również łatwe w aplikacji, ponieważ można je rozpylać bezpośrednio na zardzewiałą powierzchnię. Niektóre przykłady konwerterów na bazie polimerów obejmują POR-15 Rust Preventive Coating i Rust-Oleum Rust Reformer.
Wybór odpowiedniego konwertera rdzy
Wybierając konwerter rdzy, należy wziąć pod uwagę następujące czynniki:
- Rodzaj metalu, który leczysz
- Rozmiar przedmiotu, który leczysz
- Preferowany rodzaj konwertera rdzy (na bazie kwasu taninowego, kwasu fosforowego lub polimeru)
- Metoda aplikacji (aerozol, do rozpylania lub kwarta/galon)
- Czas potrzebny do wyschnięcia i utwardzenia konwertera
Dodatkowe wskazówki dotyczące leczenia rdzy
Oto kilka dodatkowych wskazówek, o których należy pamiętać podczas leczenia rdzy:
- Przed nałożeniem konwertera upewnij się, że powierzchnia jest czysta i sucha.
- Jeśli rdza jest szczególnie uporczywa, przed nałożeniem konwertera konieczne może być jej mechaniczne usunięcie (szczotką drucianą lub papierem ściernym).
- Zawsze noś rękawice ochronne i okulary podczas pracy z konwerterami rdzy.
- Jeśli używasz konwertera na bazie kwasu fosforowego, możesz obniżyć pH roztworu, zwilżając powierzchnię kwasem (takim jak ocet) przed nałożeniem konwertera. Może to przyspieszyć reakcję i zapewnić dodatkowe wsparcie dla warstwy tlenku.
- Jeśli używasz konwertera na bazie polimeru, upewnij się, że wybierasz konwerter zawierający rozpuszczalnik (taki jak eter monobutylowy glikolu), który działa jako środek zwilżający. Pomoże to konwerterowi wniknąć w rdzę i zapewni mocną, stabilną warstwę.
Wnioski
Tak więc rdza jest reakcją chemiczną, która zachodzi, gdy żelazo wchodzi w kontakt z tlenem i wilgocią.
Ważne jest, aby wiedzieć, jak zapobiegać rdzy i leczyć ją, gdy się pojawi. Dlatego nie bój się zadawać pytań, jeśli nie jesteś czegoś pewien. Pamiętaj tylko, aby zawsze uważać na rdzę i stosować powłoki ochronne.
