Rooste: mis see on ja kuidas oma materjale ohutult hoida

Rooste on raudoksiid, tavaliselt punane oksiid, mis tekib raua ja hapniku redoksreaktsioonil vee või õhuniiskuse juuresolekul. Nii visuaalselt kui spektroskoopiliselt on eristatavad mitmed rooste vormid, mis tekivad erinevates tingimustes.

Selles artiklis käsitlen rooste tekkimise põhitõdesid, sealhulgas selle põhjuseid ja ennetamist.

Mis on ketendav kasukas? Rooste ja selle põhjuste mõistmine

Rooste on termin, mida tavaliselt kasutatakse raua või terase oksüdatsiooni kirjeldamiseks. Tehniliselt on rooste raudoksiid, täpsemalt hüdraatunud raud(III)oksiid, mis tekib siis, kui raud reageerib hapniku ja veega õhu juuresolekul. Seda reaktsiooni nimetatakse roostetamiseks ja see tekib siis, kui metall puutub pika aja jooksul kokku õhu ja niiskusega, mille tulemusena moodustub punakaspruun ketendav kiht.

Kuidas rooste tekib?

Kui raud või teras puutub kokku hapniku ja veega, tekib reaktsioon, mille tulemusena moodustub raudoksiid. Seda reaktsiooni katalüüsib vee või õhuniiskuse olemasolu, mis põhjustab metalli korrodeerumise ja veepõhiste raud(III)oksiidide ja raud(III)oksiidhüdroksiidi moodustumise. Aja jooksul võib tekkiv ketendav kiht levida ja põhjustada kaitsmata terastes täppide või õõnsuste teket, vähendades nende tugevust.

Kas roostet saab ära hoida?

Kuigi rooste tekkimine on aastate jooksul vältimatu, saab seda hõlpsasti ära hoida või ravida erinevate meetoditega, sealhulgas:

• Metallpinnale kaitsekatte kandmine, et vähendada kokkupuudet õhu ja niiskusega.
• Metallpindade korrapärane puhastamine ja kuivatamine, et vähendada setete ja niiskuse esinemist.
• Vältige kinniseid ruume, pragusid ja lünki, kuhu niiskus võib koguneda ja põhjustada rooste kiiret levikut.
• Roostevaba terase või muude roostekindlate metallide kasutamine piirkondades, kus roostetamine on tavaline probleem.

Millised on rooste tagajärjed?

Roostel võib olla metallpindadele mitu mõju, sealhulgas:

• Metalli tugevuse ja vastupidavuse vähendamine.
• Kitsaste või sügavate süvendite tekitamine, mis võivad kiiresti levida ja põhjustada täiendavaid kahjustusi.
• Metallpinna laiemaks ja poorsemaks muutmine, mis võib põhjustada suurenenud roostetamist.
• Lõhe või pilu tekitamine, mis võib niiskust kinni hoida ja põhjustada rooste kiiret levikut.
• Aitab kaasa aukude või õõnsuste tekkele kaitsmata terastes.

Keemilised reaktsioonid: roostetamise taga olev teadus

Roostetamine on keemiline protsess, mis tekib siis, kui raud puutub kokku õhu ja niiskusega. Roostetamine on mitmete keemiliste reaktsioonide tulemus, mis hõlmab raua, hapniku ja vee molekulide kombinatsiooni. Peamine roostetamisel tekkiv keemiline reaktsioon on raua oksüdeerumine, mis tekitab raudoksiidi.

Hapniku ja niiskuse roll

Hapnik ja niiskus on peamised elemendid, mis põhjustavad roostetamist. Kui raud puutub kokku õhuga, ühineb see hapnikuga, moodustades raudoksiidi. Vett on vaja ka roostetamiseks, kuna see kannab hapnikku ja muid ühendeid, mis on vajalikud keemilise reaktsiooni toimumiseks.

Roostetamise keemiline reaktsioon

Keemiline reaktsioon roostetamisel on: 4Fe + 3O2 → 2Fe2O3. See tähendab, et neli rauaaatomit ühinevad kolme hapnikumolekuliga, moodustades kaks raudoksiidi molekuli. Roostetamine algab siis, kui raud oksüdeeritakse hapniku toimel raud(II)ioonideks. Seejärel ühinevad raua(II) ioonid veemolekulidega, moodustades raudhüdroksiidi. See ühend oksüdeerub seejärel edasi, moodustades raudoksiidi, mis on punakaspruun skaala, mida me tavaliselt seostame roostega.

Roostetamise mõju metallile

How to strip wire fast

Share

Watch on

Roostetamisel võib metallile olla mitmeid negatiivseid mõjusid, sealhulgas ketendus, korrosioon ja konstruktsiooni nõrgenemine. Roostetamine tekib siis, kui raud puutub kokku õhu ja niiskusega ning tekkiv raudoksiid on nõrk ja rabe materjal, mis võib kergesti lahti tulla. See võib põhjustada metalli nõrgenemise ja lõpuks ebaõnnestumise. Silla või muu konstruktsiooni puhul võib roostetamine olla tõsine ohutusprobleem.

Roostetamise vältimine

Roostetamise vältimine nõuab niiskuse ja hapniku olemasolu eemaldamist. Seda saab teha, hoides metalli kuivana ja kattes selle kaitsekihiga, näiteks värvi või õliga. Teine viis roostetamise vältimiseks on kasutada metalli, mis on vähem roostetav, näiteks roostevaba teras või puhas raud.

Roostetamise mõistmise tähtsus

Roostetamise ajal tekkivate keemiliste reaktsioonide mõistmine on rooste vältimiseks ja töötlemiseks ülioluline. Roostetamine on keeruline protsess, mis hõlmab mitme ühendi ja elektrokeemiliste reaktsioonide kombinatsiooni. Mõistes roostetamisega kaasnevaid põhielemente ja reaktsioone, saame oma igapäevaelus roostet paremini ennetada ja ravida.

Miks on rooste ohutusoht ja kuidas seda vältida?

Rooste ei ole ainult kosmeetiline probleem, see võib kujutada endast tõsist ohtu ehitusele ja tööriistadele. Siin on põhjus:

• Rooste nõrgendab metallosade konstruktsioonilist terviklikkust, ohustades tavakasutajaid ja möödujaid.
• Roostetanud osadega tööriistad võivad puruneda või talitlushäireid põhjustada, põhjustades tõsiseid vigastusi või isegi surma.
• Rooste võib määrida ja rikkuda tooteid, mis toob kaasa rahalisi kahjusid nii tootjatele kui ka tarbijatele.

Rooste terviseriskid

Rooste ei ole ainult füüsiline oht, vaid võib põhjustada ka terviseriske järgmistel põhjustel:

• Rooste võib sisaldada baktereid, sealhulgas teetanust, mis võivad põhjustada tõsiseid infektsioone, kui see satub kehasse läbi torkehaava, näiteks roostes küüne kaudu.
• Rooste kasvukohad, nagu õues või niiskes keskkonnas, võivad olla ohtlikud hingamisteede probleemidega inimestele, kuna rooste on oksiidne aine, mis võib olla sissehingamisel kahjulik.

Rooste vältimine ja ohutuse tagamine

Rooste vältimiseks ja ohutuse tagamiseks võib võtta järgmisi meetmeid:

• Tuleks kehtestada regulaarsed kontrollirežiimid, et tuvastada ja käsitleda rooste kasvu ehituses ja tööriistades.
• Tuleks kehtestada õigusaktid, mis tagavad tootjate vastutusele võtmise ohutute ja roostevabade toodete tootmise eest.
• Rooste teket ennetavate toodete (nt roosteinhibiitorid ja katted) kasutamine võib olla tõhus rooste kasvu peatamiseks.
• Keemilise reaktsiooni, õhu ja niiskuse kombinatsioon on peamised rooste põhjused, seega võib metallosade kuivana ja puhtana hoidmine aidata vältida rooste tekkimist.

Vaata ette! Need materjalid võivad roostetada

Teras on raua ja süsiniku segu, mis teeb sellest populaarse valiku ehituses ja tootmises. Teras on aga ka üks olulisemaid roostetavaid metalle. Võrreldes teiste metallidega roostetab teras suhteliselt kiiresti, eriti kokkupuutel vee ja hapnikuga. Terasvalu ja sepistatud on kaks erinevat tüüpi terast, mis võivad roostetada.

Malm: mitte nii tugev rooste vastu

Malm on sulam, mis sisaldab rauda, ​​süsinikku ja vähesel määral muid elemente. See tekib sula raua valamisel, sellest ka nimi. Malm on tuntud oma kulumiskindluse poolest, kuid see pole nii tugev rooste vastu. Malmesemed võivad regulaarselt roostetada, eriti kui need puutuvad kokku vee ja hapnikuga.

Sepistatud raud: roostetab vähem kui teras ja malm

Sepis on puhas raua vorm, mis sisaldab väga vähe süsinikku. See on tuntud oma rooste- ja korrosioonikindluse poolest, mistõttu on see populaarne välimööbli ja dekoratiivesemete valik. Sepis roostetab vähem kui teras ja malm, kuid vajab siiski kaitset vee ja hapniku eest.

Roostevaba teras: roostevastane kaitse

Roostevaba teras on sulam, mis sisaldab rauda, ​​kroomi ja vähesel määral muid elemente. Nende elementide kombinatsioon moodustab kaitsekihi, mis kaitseb metalli rooste ja korrosiooni eest. Roostevaba teras on peaaegu roostekindel, mistõttu on see populaarne valik köögiseadmete, meditsiiniseadmete ja välimööbli jaoks.

Kuidas roostet ära hoida

Rooste vältimine nõuab metallile varje või kaitse paigaldamist. Siin on mõned näpunäited rooste vältimiseks:

• Pühkige regulaarselt kuivaks kõik veega kokkupuutuvad metallid.
• Eemaldage kõik roosteplekid, pühkides need ära vee ja äädika seguga.
• Kandke metallile värvikiht, et kaitsta seda vee ja hapniku eest.

Pidage meeles, et ainult raud ja rauda sisaldavad sulamid võivad roostetada. Seega, kui soovite roostet vältida, valige metallid, nagu roostevaba teras või sepis.

Metallid, mis jäävad läikivaks: juhend materjalide kohta, mis ei roosteta

Rooste on paljude metallesemete häda, mis põhjustab nende korrodeerumist ja lagunemist aja jooksul. Kuid kas teadsite, et on metalle, mis on rooste- ja korrosioonikindlad? Selles jaotises uurime nende metallide omadusi ja seda, miks nad võivad jääda läikivaks ja uueks ka pärast aastatepikkust kasutamist.

Metallid, mis ei roosteta

Siin on mõned metallid, mis on tuntud oma rooste- ja korrosioonikindluse poolest:

• Roostevaba teras: seda tüüpi teras sisaldab kroomi, mis reageerib hapnikuga, moodustades metalli pinnale kaitsekihi. See kiht kaitseb terast edasise korrosiooni eest ja aitab sellel roostele vastu seista.

• Alumiinium: Sarnaselt roostevaba terasega moodustab alumiinium õhuga kokkupuutel kaitsva oksiidikihi. See kiht on õhuke ja läbipaistev, nii et see ei mõjuta metalli välimust. Alumiinium on ka kerge ja hõlpsasti töödeldav, mistõttu on see paljude rakenduste jaoks populaarne valik.

• Vask: vask on looduslik korrosioonivastane metall, mida kasutatakse sageli elektrijuhtmetes ja torustikes. Õhu ja veega kokkupuutel moodustab vask roheka patina, mis kaitseb metalli edasise korrosiooni eest.

• Messing: messing on vase ja tsingi segu ning see on klassifitseeritud "kollaseks metalliks". Messing on korrosiooni- ja tuhmumiskindel ning seda kasutatakse sageli dekoratiivesemetes ja muusikariistades.

• Pronks: pronks on vase ja muude elementide, näiteks tina, alumiiniumi või nikli segu. See on tuntud oma vastupidavuse ja korrosioonikindluse poolest ning seda kasutatakse sageli kujudes, kellades ja muudes elementidega kokkupuutuvates objektides.

• Kuld ja plaatina: need väärismetallid on väga korrosiooni- ja tuhmumiskindlad, mistõttu sobivad need ideaalselt ehete ja muude dekoratiivesemete jaoks.

Kuidas metallid roostele vastu peavad

Niisiis, mis on nende metallide puhul see, mis võimaldab neil rooste ja korrosiooni vastu seista? Siin on mõned tegurid, mis mängu tulevad:

• Kaitsekihid: Nagu me varem mainisime, moodustavad metallid, nagu roostevaba teras ja alumiinium, õhu ja veega kokkupuutel kaitsekihi. Need kihid kaitsevad metalli edasise korrosiooni eest ja aitavad sellel rooste vastu seista.

• Rauapuudus: Rooste tekib siis, kui raud reageerib hapniku ja veega, tekitades raudoksiidi. Metallid, mis sisaldavad vähe või üldse mitte rauda, ​​roostetavad seetõttu vähem.

• Keemiline reaktsioonivõime: Mõned metallid on lihtsalt vähem reaktiivsed kui teised, mis tähendab, et nad moodustavad vähem tõenäolisemalt keemilisi ühendeid, mis põhjustavad roostet ja korrosiooni.

• Elementide kombinatsioon: Mõned metallid, nagu pronks, on võimelised roostele vastu, kuna need on erinevate elementide kombinatsioon. See segu loob metalli, mis on korrosioonikindlam kui ükski selle üksikkomponent.

Roostekindlate objektide loomise meetodid

Kui soovite luua rooste- ja korrosioonikindlaid objekte, tasub kaaluda järgmisi meetodeid:

• Tsingimine: see protsess hõlmab metalleseme katmist tsingikihiga, mis kaitseb rooste ja korrosiooni eest.

• Ilmastikukindlus: mõned metallid, nagu vask ja pronks, tekitavad aja jooksul elementide mõjul kaitsva patina. See paatina toimib kaitsekilbina edasise korrosiooni eest.

• Roostevaba teras: Nagu me varem mainisime, on roostevaba teras väga rooste- ja korrosioonikindel. Roostevaba terase kasutamine esemete jaoks, mis puutuvad kokku vee või niiskusega, on kiire ja lihtne viis tagada, et need jäävad roostevabaks.

• Regulaarne hooldus: isegi rooste- ja korrosioonikindlad metallid vajavad heas seisukorras püsimiseks hooldust. Esemete puhtana ja kuivana hoidmine ning niiskusest eemal hoidmine võib aidata pikendada nende eluiga.

Rooste lahes hoidmise viisid

Üks parimaid viise rooste vältimiseks on metalltoodete õige ladustamine. Siin on mõned näpunäited, mida meeles pidada.

• Rooste aeglustamiseks hoidke metallosi või tooteid madala niiskusega kohas või kontrollitud temperatuuri ja niiskusega keskkonnas.
• Niiskuse taseme vähendamiseks kasutage ladustamisel kuivatusaineid.
• Pühkige metallpindu regulaarselt, et eemaldada kogunenud niiskus.
• Hoidke metallitükke kuivas riides või mähkige need kilesse, et need kuivaksid.

Tsinkimine

Tsingimine on protsess, mille käigus raud või teras kaetakse tsingiga, et kaitsta seda rooste eest. Tsink on väga korrosioonikindel ning raua või terasega ühinedes loob see kaitsekatte, mis takistab rooste teket. Tsingimine on suurepärane meetod rooste vältimiseks, eriti välistingimustes kasutatavate tarvikute või hapniku ja vee suhtes väga reageerivate mustmetallide puhul.

Regulaarne hooldus

Metalltoodete eest hoolitsemine on rooste moodustumise vältimiseks ülioluline. Siin on mõned viisid roosteohu vähendamiseks:

• Kraapige rooste leviku vältimiseks maha niipea, kui see ilmub.
• Hoidke metallpinnad kuivad ja vältige kokkupuudet märgade pindadega.
• Suurepärase roostevastase kaitse tagamiseks kasutage kvaliteetset roostekindlat katet või kaitsvat oksiidikihti.
• Kontrollige regulaarselt metalltooteid kriimustuste, pragude või muude kahjustuste nähtude suhtes, mis võivad niiskust kinni hoida ja põhjustada rooste teket.
• Suurepärase roostevastase kaitse tagamiseks kasutage roostevaba terast või muid väga vastupidavaid metalle.
• Metalltoodete valtsimine loob siledama pinnatekstuuri, mis hoiab kinni ja hoiab vähem niiskust, vähendades rooste tekkimise ohtu.

Muud ennetusmeetodid

Siin on mõned täiendavad viisid rooste moodustumise vältimiseks:

• Kasutage erinevaid metalle, mis on hapniku ja vee suhtes vähem reageerivad, nagu kroom või roostevaba teras.
• Hoidke metalltooteid kuivas keskkonnas, et vähendada niiskuse pinnale jõudmise ohtu.
• Kasutage saadaolevaid roostevastaseid tooteid, nagu roosteinhibiitorid või kaitsekatted, et pakkuda täiendavat roostekaitsekihti.
• Hoidke metalltooted eemal kuumadest või külmadest pindadest, mis võivad põhjustada kondensaadi teket ja suurendada rooste tekkimise ohtu.

Pidage meeles, et rooste korral on ennetamine võtmetähtsusega. Astudes vajalikke samme oma metalltoodete kaitsmiseks, saate tagada, et need püsivad roostevabad ja parimas võimalikus seisukorras veel aastaid.

Rooste töötlemine: parim viis metalli muundamiseks ja kaitsmiseks

Rooste töötlemisel on turul saadaval mitut tüüpi muundureid. Siin on kõige levinumad:

• Happepõhised muundurid: seda tüüpi muundurid muudavad rooste keemiliselt inertseks oksiidiks. Need sisaldavad peamise koostisosana fosforhapet ja on tuntud oma kiire reaktsioonikiiruse poolest. Lisaks alandavad need rooste pH-d, mis kiirendab reaktsiooni. Happepõhiseid muundureid on kõige parem kasutada väikeste roostelaikude korral ja need on saadaval aerosoolina või pihustatavatena.

• Tanniinhappel põhinevad muundurid: need muundurid sisaldavad park- või raudhapet, mis muudab rooste keemiliselt stabiilseks punakaspruuniks kihiks. Neid on kõige parem kasutada suuremate roostekohtade korral ja need on saadaval kvarti või galloni suuruses.

• Orgaanilistel polümeeridel põhinevad muundurid: seda tüüpi muundurid sisaldavad spetsiaalset tüüpi polümeeri, mis toimib roostevastase ainena. Need tagavad kõva, kuiva ja tugeva kaitsekihi otse metallpinnale. Orgaanilistel polümeeridel põhinevad muundurid on saadaval nii aerosoolina kui ka pihustatavatena.

Roostekaitse parandamine värviga

Kuigi roostemuundurid pakuvad kaitsekihti, võib värvi lisamine kaitset veelgi parandada. Siin on mõned asjad, mida meeles pidada.

• Kasutage kvaliteetset värvi, mis on mõeldud spetsiaalselt metallpindadele.

• Kandke värv peale konverteri täielikku kuivamist.

• Kui värvite vana pinda uuesti, eemaldage kindlasti lahtine värv ja lihvige pind enne konverteri ja värvi pealekandmist.

Järeldus

Niisiis on rooste keemiline reaktsioon, mis tekib siis, kui raud puutub kokku hapniku ja veega. See on üsna tavaline probleem, kuid saate seda ennetada, kui töötlete oma metalli korralikult. Seega, ärge unustage hoida oma metalli kuiva ja puhtana! Sa saad hakkama. Täname lugemise eest!

Olen Joost Nusselder, Tools Doctori asutaja, sisuturundaja ja isa. Mulle meeldib uusi seadmeid proovida ja olen koos oma meeskonnaga loonud põhjalikke ajaveebiartikleid alates 2016. aastast, et aidata lojaalseid lugejaid tööriistade ja meisterdamisnõuannetega.