Іржа — це оксид заліза, зазвичай червоний оксид, що утворюється в результаті окисно-відновної реакції заліза та кисню в присутності води або вологи повітря. Кілька форм іржі можна розрізнити як візуально, так і за допомогою спектроскопії, і вони утворюються за різних обставин.
Це дуже складний процес, але ми розглянемо всі фактори, які цьому сприяють. Крім того, я поділюся порадами, як цьому запобігти.
У цьому пості ми розглянемо:
Що таке Rust?
Іржа - це термін, який зазвичай використовується для опису окислення заліза або сталі, викликаного впливом вологи та кисню. Технічно іржа — це оксид заліза, зокрема водний оксид заліза (III) або оксид-гідроксид заліза (III). Він утворюється, коли залізо реагує з киснем у присутності води або повітряної вологи, в результаті чого на металі утворюється червоно-коричневий пластівчастий шар.
Причини іржі
Іржа виникає, коли залізо або сталь піддаються впливу вологи та кисню. Присутність води або вологи повітря діє як каталізатор, збільшуючи швидкість реакції між залізом і киснем. Деякі фактори, що сприяють іржавінню, включають:
- Географічне розташування: місця з високою вологістю, дощем або вітром можуть сприяти поширенню іржі.
- Вплив солі: сіль може пришвидшити процес іржавіння, погіршуючи його у сильно засолених місцях.
- Відсутність захисту: незахищені сталі більш сприйнятливі до іржавіння, ніж покриті або пофарбовані.
Запобігання та лікування іржі
Запобігання іржі є хорошим способом захисту металу від неминучих наслідків окислення. Деякі способи запобігання іржі включають:
- Покриття або фарбування металевої поверхні для захисту від вологи та кисню.
- Зберігайте метал сухим і вільним від вологи.
- Використання нержавіючої сталі або інших металів, стійких до іржі, у місцях, де іржа викликає занепокоєння.
Лікувати іржу може бути дещо складніше, але деякі методи включають:
- Відшліфуйте або обробіть дротяною щіткою іржаву ділянку, щоб видалити іржу.
- Нанесення перетворювача іржі на уражену ділянку, щоб хімічно перетворити іржу на більш стійку сполуку.
- Заповнення будь-яких ямок або порожнин металевим наповнювачем для відновлення структурної цілісності металу.
Наука за іржею: вивчення хімічних реакцій
Іржа є результатом хімічної реакції, яка виникає, коли залізо піддається впливу кисню та вологи. Основною хімічною реакцією, яка викликає іржу, є окислення заліза, яке можна представити наступним рівнянням:
4Fe + 3O2 → 2Fe2O3
Це означає, що чотири атоми заліза поєднуються з трьома молекулами кисню, утворюючи дві молекули оксиду заліза.
Роль води та кисню в іржавінні
Вода та кисень є двома ключовими елементами, необхідними для виникнення іржі. Коли залізо піддається впливу води та кисню, починається процес іржавіння. Вода діє як середовище, яке переносить молекули кисню на поверхню заліза, а кисень забезпечує електрони, необхідні для процесу окислення.
Вплив вологи та сухості на іржавіння
Волога відіграє вирішальну роль у процесі іржавіння. Коли залізо піддається впливу вологи, воно утворює гідроксид заліза, який є сполукою, яка містить як залізо, так і молекули води. Ця сполука нестабільна і легко руйнується, утворюючи оксид заліза та вивільняючи молекули води. Цей процес призводить до розшаровування заліза та утворення окалини, що з часом може призвести до повного руйнування металу. З іншого боку, сухість може уповільнити або навіть запобігти процесу іржавіння.
Комплексна природа іржавіння
Іржавіння - це складний процес, який включає велику кількість хімічних реакцій. Воно починається з окислення заліза, яке потім поєднується з молекулами води з утворенням гідроксиду заліза. Потім ця сполука розпадається, утворюючи оксид заліза та вивільняючи молекули води. Оксид заліза, що утворюється, утворює захисний шар на поверхні металу, але цей шар може згодом відшаровуватися та піддавати свіжий метал впливу елементів, спричиняючи продовження процесу іржавіння.
Подібності та відмінності між іржавінням і корозією
Іржавіння та корозія часто взаємозамінні, але це не одне й те саме. Іржавіння - це особливий тип корозії, який виникає, коли залізо піддається впливу кисню та вологи. Корозія, з іншого боку, є загальним терміном, який описує процес реакції металів з навколишнім середовищем з утворенням сполук. Корозія може виникати в різних формах, включаючи іржавіння, але вона може виникати й іншими способами, наприклад, коли метали піддаються впливу солі або кислоти.
Ключові фактори, що впливають на іржавіння
На процес іржавіння можуть впливати кілька факторів, зокрема:
- Наявність води і кисню
- Наявність солі або інших електролітів
- Чистота металу
- Будова металу
- Температура і вологість навколишнього середовища
Розуміння цих факторів має вирішальне значення для запобігання іржавінню та збереження металевих предметів у повсякденному житті.
Зупиніть іржу: поради щодо запобігання корозії
Що стосується запобігання іржі, тип металу, який ви виберете, може мати велике значення. Деякі метали від природи більш стійкі до корозії, ніж інші. Наприклад, нержавіюча сталь є популярним вибором для вуличних меблів і приладів, оскільки вона містить хром, який утворює захисний шар на поверхні металу. Інші метали, такі як алюміній і мідь, також відносно стійкі до корозії. Якщо ви працюєте над проектом, який буде підданий впливу елементів, подумайте про використання одного з цих металів.
Використовуйте інгібітор корозії
Одним із найефективніших способів запобігання іржі є використання інгібітора корозії. Ці хімічні сполуки діють, зменшуючи швидкість корозії металу чи сплаву, який контактує з рідиною чи газом. Інгібітори корозії можна додавати до різноманітних речовин, включаючи воду, масло та паливо. Вони працюють, утворюючи захисний бар’єр на поверхні металу, який запобігає потраплянню вологи та інших корозійних агентів на сам метал. Деякі поширені типи інгібіторів корозії включають:
- Фосфат цинку
- нітрит натрію
- Бензоат натрію
- Нітрат кальцію
Тримайте його сухим
Волога є одним із головних винуватців іржі та корозії. Якщо ви хочете запобігти утворенню іржі на ваших металевих поверхнях, важливо тримати їх якомога сухішими. Це означає зберігати металеві предмети в сухому місці, протирати їх після використання та уникати впливу вологи, коли це можливо.
Нанесіть захисне покриття
Ще один ефективний спосіб запобігти іржі — нанести захисне покриття на металеві поверхні. Доступні різноманітні покриття, включаючи фарбу, епоксидну смолу та поліуретан. Ці покриття створюють бар’єр між металом і навколишнім середовищем, запобігаючи потраплянню вологи та інших корозійних агентів на поверхню металу.
Регулярне обслуговування
Нарешті, один із найкращих способів запобігти утворенню іржі – це регулярно проводити технічне обслуговування. Це означає регулярний огляд ваших металевих поверхонь на наявність ознак корозії, очистка за потреби та нанесення будь-яких необхідних захисних покриттів або інгібіторів корозії. Зберігаючи пильність і вживаючи профілактичних заходів для запобігання іржі, ви зможете зберегти чудовий зовнішній вигляд ваших металевих поверхонь на довгі роки.
Позбутися іржі: варіанти лікування
Коли справа доходить до обробки іржі, доступні різні варіанти. Ось деякі з найпоширеніших типів перетворювачів іржі:
- Конвертери на основі дубильної кислоти: ці розчини містять дубильну кислоту, яка хімічним шляхом перетворює іржу на стабільний інертний шар танату заліза. Цей шар забезпечує захисний бар'єр від подальшого утворення іржі. Перетворювачі на основі дубильної кислоти є чудовим варіантом для прикраси домашнього вжитку та дрібних металевих виробів. Ferprime і Qconvert є деякими прикладами перетворювачів на основі дубильної кислоти.
- Перетворювачі на основі фосфорної кислоти: ці розчини містять фосфорну кислоту, яка перетворює іржу в інертний і стабільний оксид. Конвертери на основі фосфорної кислоти є чудовим варіантом для великих шматків металу, які потрібно швидко обробити. Вони також зазвичай використовуються в поєднанні з фарбуванням або епоксидною смолою для створення міцної, стійкої до іржі поверхні. Деякі приклади перетворювачів на основі фосфорної кислоти включають Rust-Oleum Rust Reformer і KBS Coatings RustSeal.
- Перетворювачі на основі полімерів: ці розчини містять активний інгредієнт, який перетворює іржу на полімер, який створює міцний захисний шар. Перетворювачі на основі полімерів є чудовим варіантом для предметів, які будуть піддаватися впливу важких умов, наприклад вуличних меблів або транспортних засобів. Їх також легко наносити, оскільки їх можна розпилювати безпосередньо на іржаву поверхню. Деякі приклади перетворювачів на основі полімерів включають POR-15 антикорозійне покриття та Rust-Oleum Rust Reformer.
Вибір правильного перетворювача іржі
Вибираючи засіб для перетворення іржі, важливо враховувати такі фактори:
- Тип металу, який ви обробляєте
- Розмір предмета, який ви обробляєте
- Тип перетворювача іржі, якому ви віддаєте перевагу (на основі дубильної кислоти, на основі фосфорної кислоти або на основі полімеру)
- Спосіб застосування (аерозоль, розпилення або кварта/галон)
- Час, необхідний для висихання та затвердіння конвертера
Додаткові поради щодо лікування іржі
Ось кілька додаткових порад, про які слід пам’ятати під час обробки іржі:
- Перед нанесенням конвертера переконайтеся, що поверхня чиста та суха.
- Якщо іржа особливо стійка, вам може знадобитися видалити її механічним способом (дротяною щіткою або наждачним папером) перед нанесенням перетворювача.
- Під час роботи з перетворювачами іржі завжди надягайте захисні рукавички та окуляри.
- Якщо ви використовуєте перетворювач на основі фосфорної кислоти, ви можете знизити pH розчину, змочивши поверхню кислотою (наприклад, оцтом) перед нанесенням конвертера. Це може прискорити реакцію та забезпечити додаткову підтримку для оксидного шару.
- Якщо ви використовуєте конвертор на основі полімеру, переконайтеся, що ви вибрали конвертер, який містить розчинник (наприклад, монобутиловий ефір гліколю), який діє як змочувач. Це допоможе конвертеру проникнути крізь іржу та створить міцний стабільний шар.
Висновок
Отже, іржа - це хімічна реакція, яка виникає при контакті заліза з киснем і вологою.
Важливо знати, як запобігти іржі та лікувати її, коли вона з’являється. Тому не бійтеся задавати запитання, якщо ви в чомусь не впевнені. Просто пам’ятайте, що завжди потрібно бути обережними з іржею та використовувати захисні покриття.
