Hrdza je oxid železa, zvyčajne červený oxid, ktorý vzniká redoxnou reakciou železa a kyslíka v prítomnosti vody alebo vzdušnej vlhkosti. Niekoľko foriem hrdze je rozlíšiteľných vizuálne aj spektroskopiou a vzniká za rôznych okolností.
Je to veľmi zložitý proces, ale pozrieme sa na všetky faktory, ktoré k nemu prispievajú. Navyše sa podelím o pár rád, ako tomu predchádzať.
V tomto príspevku sa budeme venovať:
Čo je to na svete hrdza?
Hrdza je termín bežne používaný na opis oxidácie železa alebo ocele spôsobenej vystavením vlhkosti a kyslíku. Technicky je hrdza oxid železa, konkrétne hydratovaný oxid železitý alebo oxid-hydroxid železitý. Vzniká, keď železo reaguje s kyslíkom v prítomnosti vody alebo vzdušnej vlhkosti, výsledkom čoho je červenohnedý šupinatý povlak na kove.
Príčiny hrdze
Hrdza vzniká, keď je železo alebo oceľ vystavená vlhkosti a kyslíku. Prítomnosť vody alebo vzdušnej vlhkosti pôsobí ako katalyzátor, ktorý zvyšuje rýchlosť reakcie medzi železom a kyslíkom. Niektoré faktory, ktoré prispievajú k hrdzaveniu, zahŕňajú:
- Geografická poloha: Oblasti s vysokou vlhkosťou, zrážkami alebo vetrom môžu prispieť k šíreniu hrdze.
- Vystavenie soli: Soľ môže urýchliť proces hrdzavenia, čím sa zhoršuje v silne zasolených oblastiach.
- Nedostatok ochrany: Nechránené ocele sú náchylnejšie na hrdzavenie ako tie, ktoré sú potiahnuté alebo natreté.
Prevencia a liečba hrdze
Prevencia hrdze je dobrý spôsob, ako chrániť kov pred nevyhnutnými účinkami oxidácie. Niektoré spôsoby, ako zabrániť hrdzi, zahŕňajú:
- Natierajte alebo natierajte kovový povrch, aby ste ho chránili pred vlhkosťou a kyslíkom.
- Udržiavanie kovu v suchu a bez vlhkosti.
- Použitie nehrdzavejúcej ocele alebo iných kovov odolných voči hrdzi v oblastiach, kde je hrdza problematická.
Ošetrenie hrdze môže byť o niečo náročnejšie, ale niektoré metódy zahŕňajú:
- Zhrdzavené miesto brúsením alebo drôtenou kefou odstráňte, aby ste hrdzu odstránili.
- Aplikácia konvertora hrdze na postihnuté miesto na chemickú zmenu hrdze na stabilnejšiu zmes.
- Vyplnenie akýchkoľvek jamiek alebo dutín kovovým plnivom na obnovenie štrukturálnej integrity kovu.
Veda za hrdzou: Skúmanie chemických reakcií
Hrdza je výsledkom chemickej reakcie, ku ktorej dochádza, keď je železo vystavené kyslíku a vlhkosti. Hlavnou chemickou reakciou, ktorá spôsobuje hrdzavenie, je oxidácia železa, ktorá môže byť vyjadrená nasledujúcou rovnicou:
4Fe + 3O2 → 2Fe2O3
To znamená, že štyri atómy železa sa spoja s tromi molekulami kyslíka a vytvoria dve molekuly oxidu železa.
Úloha vody a kyslíka pri hrdzavení
Voda a kyslík sú dva kľúčové prvky potrebné na vznik hrdze. Keď je železo vystavené vode a kyslíku, začína proces hrdzavenia. Voda pôsobí ako médium, ktoré prenáša molekuly kyslíka na povrch železa, zatiaľ čo kyslík poskytuje elektróny, ktoré sú potrebné pre proces oxidácie.
Vplyv vlhkosti a sucha na hrdzavenie
Vlhkosť hrá kľúčovú úlohu v procese hrdzavenia. Keď je železo vystavené vlhkosti, vytvára hydroxid železitý, čo je zlúčenina, ktorá obsahuje molekuly železa aj vody. Táto zlúčenina je nestabilná a ľahko sa rozkladá, vytvára oxid železa a uvoľňuje molekuly vody. Tento proces spôsobuje, že železo sa odlupuje a vytvára vodný kameň, čo môže nakoniec viesť k úplnému rozpadu kovu. Na druhej strane, suchosť môže proces hrdzavenia spomaliť alebo dokonca zabrániť.
Komplexná povaha hrdzavenia
Hrdzanie je zložitý proces, ktorý zahŕňa obrovské množstvo chemických reakcií. Začína sa oxidáciou železa, ktoré sa potom spája s molekulami vody za vzniku hydroxidu železa. Táto zlúčenina sa potom rozkladá za vzniku oxidu železa a uvoľňuje molekuly vody. Výsledný oxid železa vytvára ochrannú vrstvu na povrchu kovu, ale táto vrstva sa môže nakoniec odlupovať a vystaviť čerstvý kov vplyvom prvkov, čo spôsobí pokračovanie procesu hrdzavenia.
Podobnosti a rozdiely medzi hrdzavením a koróziou
Hrdza a korózia sa často používajú zameniteľne, ale nie sú to isté. Hrdza je špecifický typ korózie, ku ktorej dochádza, keď je železo vystavené kyslíku a vlhkosti. Korózia je na druhej strane všeobecný pojem, ktorý opisuje proces reakcie kovov s prostredím za vzniku zlúčenín. Korózia sa môže vyskytnúť v mnohých rôznych formách, vrátane hrdzavenia, ale môže sa vyskytnúť aj inými spôsobmi, napríklad keď sú kovy vystavené soli alebo kyseline.
Kľúčové faktory, ktoré ovplyvňujú hrdzavenie
Proces hrdzavenia môže ovplyvniť niekoľko faktorov, vrátane:
- Prítomnosť vody a kyslíka
- Prítomnosť soli alebo iných elektrolytov
- Čistota kovu
- Štruktúra kovu
- Teplota a vlhkosť prostredia
Pochopenie týchto faktorov je kľúčové pre prevenciu hrdzavenia a ochranu kovových predmetov v každodennom živote.
Zastavte hrdzu v jej stopách: Tipy na predchádzanie korózii
Pokiaľ ide o prevenciu hrdze, typ kovu, ktorý si vyberiete, môže znamenať veľký rozdiel. Niektoré kovy sú prirodzene odolnejšie voči korózii ako iné. Napríklad nehrdzavejúca oceľ je obľúbenou voľbou pre vonkajší nábytok a spotrebiče, pretože obsahuje chróm, ktorý tvorí ochrannú vrstvu na povrchu kovu. Iné kovy, ako hliník a meď, sú tiež relatívne odolné voči korózii. Ak pracujete na projekte, ktorý bude vystavený poveternostným vplyvom, zvážte použitie jedného z týchto kovov.
Použite inhibítor korózie
Jedným z najúčinnejších spôsobov, ako zabrániť hrdzi, je použitie inhibítora korózie. Tieto chemické zlúčeniny pôsobia tak, že znižujú rýchlosť korózie kovu alebo zliatiny, ktorá prichádza do kontaktu s kvapalinou alebo plynom. Inhibítory korózie sa môžu pridávať do rôznych látok vrátane vody, oleja a paliva. Fungujú tak, že na povrchu kovu vytvárajú ochrannú bariéru, ktorá zabraňuje vniknutiu vlhkosti a iných korozívnych činidiel do samotného kovu. Niektoré bežné typy inhibítorov korózie zahŕňajú:
- Fosforečnan zinočnatý
- Dusitan sodný
- Benzoát sodný
- Dusičnan vápenatý
Udržujte to v suchu
Vlhkosť je jedným z hlavných vinníkov, pokiaľ ide o hrdzu a koróziu. Ak chcete zabrániť tvorbe hrdze na vašich kovových povrchoch, je dôležité, aby boli čo najsuchšie. To znamená skladovať kovové predmety na suchom mieste, po použití ich utrieť a pokiaľ je to možné, nevystavovať ich vlhkosti.
Naneste ochranný náter
Ďalším účinným spôsobom, ako zabrániť hrdzi, je naniesť na kovové povrchy ochranný náter. K dispozícii sú rôzne nátery, vrátane farby, epoxidu a polyuretánu. Tieto povlaky fungujú tak, že vytvárajú bariéru medzi kovom a prostredím, čím zabraňujú vlhkosti a iným korozívnym látkam dostať sa na kovový povrch.
pravidelná údržba
Nakoniec, jedným z najlepších spôsobov, ako zabrániť hrdzi, je pravidelná údržba. To znamená pravidelne kontrolovať kovové povrchy, či nevykazujú známky korózie, čistenie ich podľa potreby a aplikovaním všetkých potrebných ochranných náterov alebo inhibítorov korózie. Tým, že zostanete ostražití a podniknete proaktívne kroky na zabránenie hrdze, môžete zachovať skvelý vzhľad vašich kovových povrchov po celé roky.
Ako sa zbaviť hrdze: Možnosti liečby
Pokiaľ ide o ošetrenie hrdze, k dispozícii sú rôzne možnosti. Tu sú niektoré z najbežnejších typov konvertorov hrdze:
- Konvertory na báze kyseliny trieslovej: Tieto roztoky obsahujú kyselinu trieslovú, ktorá chemicky premieňa hrdzu na stabilnú, inertnú vrstvu tanátu železitého. Táto vrstva poskytuje ochrannú bariéru proti ďalšej korózii. Konvertory na báze kyseliny trieslovej sú skvelou voľbou pre domáce dekorácie a drobné kovové predmety. Ferprime a Qconvert sú niektoré príklady konvertorov na báze kyseliny trieslovej.
- Konvertory na báze kyseliny fosforečnej: Tieto roztoky obsahujú kyselinu fosforečnú, ktorá premieňa hrdzu na oxid, ktorý je inertný a stabilný. Konvertory na báze kyseliny fosforečnej sú skvelou voľbou pre väčšie kusy kovu, ktoré je potrebné rýchlo ošetriť. Bežne sa používajú aj v spojení s náterom alebo epoxidom na vytvorenie pevného povrchu odolného voči hrdzi. Niektoré príklady konvertorov na báze kyseliny fosforečnej zahŕňajú Rust-Oleum Rust Reformer a KBS Coatings RustSeal.
- Konvertory na báze polymérov: Tieto roztoky obsahujú aktívnu zložku, ktorá premieňa hrdzu na polymér, ktorý vytvára silnú ochrannú vrstvu. Konvertory na báze polymérov sú skvelou voľbou pre predmety, ktoré budú vystavené drsným podmienkam, ako je vonkajší nábytok alebo vozidlá. Ľahko sa tiež nanášajú, pretože sa dajú nastriekať priamo na hrdzavý povrch. Niektoré príklady konvertorov na báze polymérov zahŕňajú POR-15 Rust Preventive Coating a Rust-Oleum Rust Reformer.
Výber správneho konvertora hrdze
Pri výbere konvertora hrdze je dôležité zvážiť nasledujúce faktory:
- Typ kovu, ktorý spracovávate
- Veľkosť položky, ktorú ošetrujete
- Typ konvertora hrdze, ktorý uprednostňujete (na báze kyseliny trieslovej, kyseliny fosforečnej alebo na báze polyméru)
- Spôsob aplikácie (aerosólový, sprejovateľný alebo quart/galón)
- Čas potrebný na vyschnutie a vytvrdnutie konvertora
Ďalšie tipy na ošetrenie hrdze
Tu je niekoľko ďalších tipov, ktoré treba mať na pamäti pri ošetrovaní hrdze:
- Pred aplikáciou konvertora sa uistite, že je povrch čistý a suchý.
- Ak je hrdza obzvlášť odolná, možno ju budete musieť pred aplikáciou konvertora mechanicky odstrániť (drôtkou alebo brúsnym papierom).
- Pri práci s konvertormi hrdze vždy noste ochranné rukavice a okuliare.
- Ak používate konvertor na báze kyseliny fosforečnej, možno budete chcieť znížiť pH roztoku navlhčením povrchu kyselinou (napríklad octom) pred aplikáciou konvertora. To môže urýchliť reakciu a poskytnúť dodatočnú podporu pre vrstvu oxidu.
- Ak používate konvertor na báze polyméru, uistite sa, že ste vybrali konvertor, ktorý obsahuje rozpúšťadlo (ako je glykolmonobutyléter), ktoré pôsobí ako zmáčadlo. To pomôže konvertoru preniknúť do hrdze a poskytnúť silnú a stabilnú vrstvu.
záver
Hrdza je teda chemická reakcia, ku ktorej dochádza, keď sa železo dostane do kontaktu s kyslíkom a vlhkosťou.
Je dôležité vedieť, ako predísť hrdzi a ošetriť ju, keď sa objaví. Preto sa nebojte pýtať, ak si nie ste niečím istý. Len nezabudnite byť vždy opatrní s hrdzou a používať ochranné nátery.
