Hrđa: što je to i kako zaštititi svoje materijale

Hrđa je željezni oksid, obično crveni oksid nastao redoks reakcijom željeza i kisika u prisutnosti vode ili vlage iz zraka. Nekoliko oblika hrđe može se razlikovati vizualno i spektroskopski, a nastaju pod različitim okolnostima.

U ovom ću članku pokriti osnove hrđe, uključujući njezine uzroke i prevenciju.

Što je Flaky Coat? Razumijevanje hrđe i njezinih uzroka

Hrđa je izraz koji se obično koristi za opisivanje oksidacije željeza ili čelika. Tehnički, hrđa je željezni oksid, točnije hidratizirani željezov(III) oksid koji nastaje kada željezo reagira s kisikom i vodom u prisutnosti zraka. Ova reakcija je poznata kao hrđanje i događa se kada je metal izložen zraku i vlazi dulje vrijeme, što rezultira stvaranjem crvenkasto-smeđeg ljuspičastog sloja.

Kako nastaje hrđa?

Kada željezo ili čelik dođu u dodir s kisikom i vodom, dolazi do reakcije koja rezultira stvaranjem željeznog oksida. Ova reakcija je katalizirana prisutnošću vode ili zračne vlage, što uzrokuje korodiranje metala i stvaranje vodenih željeznih(III) oksida i željezov(III) oksid-hidroksida. Tijekom vremena, rezultirajući ljuskavi sloj može se proširiti i uzrokovati stvaranje rupa ili šupljina u nezaštićenom čeliku, smanjujući njihovu čvrstoću.

Može li se hrđa spriječiti?

Iako je hrđa neizbježna pojava tijekom godina, može se lako spriječiti ili liječiti raznim metodama, uključujući:

• Nanošenje zaštitnog premaza na metalnu površinu kako bi se smanjila izloženost zraku i vlazi.
• Redovito čišćenje i sušenje metalnih površina kako bi se smanjila prisutnost naslaga i vlage.
• Izbjegavajte zatvorene prostore, pukotine i praznine u kojima se može nakupiti vlaga i uzrokovati brzo širenje hrđe.
• Korištenje nehrđajućeg čelika ili drugih metala otpornih na hrđu u područjima gdje je hrđanje čest problem.

Kakvi su učinci hrđe?

Hrđa može imati nekoliko učinaka na metalne površine, uključujući:

• Smanjenje čvrstoće i trajnosti metala.
• Stvaranje uskih ili dubokih jama koje se mogu brzo širiti i uzrokovati daljnju štetu.
• Čini metalnu površinu širom i poroznijom, što može dovesti do pojačanog hrđanja.
• Stvaranje pukotine ili praznine koja može zadržati vlagu i uzrokovati brzo širenje hrđe.
• Doprinosi stvaranju šupljina ili šupljina u nezaštićenim čelicima.

Kemijske reakcije: Znanost iza hrđanja

Hrđanje je kemijski proces koji se događa kada je željezo izloženo zraku i vlazi. Proces hrđanja rezultat je složenog niza kemijskih reakcija koje uključuju kombinaciju molekula željeza, kisika i vode. Glavna kemijska reakcija koja se događa tijekom hrđanja je oksidacija željeza, koja proizvodi željezni oksid.

Uloga kisika i vlage

Kisik i vlaga ključni su elementi koji uzrokuju pojavu hrđanja. Kada je željezo izloženo zraku, spaja se s kisikom i stvara željezni oksid. Voda je također potrebna za hrđanje jer prenosi kisik i druge spojeve koji su potrebni za odvijanje kemijske reakcije.

Kemijska reakcija hrđanja

Kemijska reakcija za hrđanje je: 4Fe + 3O2 → 2Fe2O3. To znači da se četiri atoma željeza spajaju s tri molekule kisika i proizvode dvije molekule željeznog oksida. Proces hrđanja počinje kada željezo kisikom oksidira u ione željeza(II). Ioni željeza(II) zatim se spajaju s molekulama vode da bi formirali željezov hidroksid. Ovaj spoj zatim dalje oksidira stvarajući željezni oksid, koji se pojavljuje kao crveno-smeđa ljuska koju obično povezujemo s hrđom.

Učinci hrđanja na metal

How to strip wire fast

Share

Watch on

Hrđanje može imati brojne negativne učinke na metal, uključujući ljuštenje, koroziju i slabljenje strukture. Do hrđanja dolazi kada je željezo izloženo zraku i vlazi, a željezni oksid koji nastaje je slab i lomljiv materijal koji se lako može oljuštiti. To može uzrokovati slabljenje metala i na kraju kvar. U slučaju mosta ili druge strukture, hrđanje može biti ozbiljan sigurnosni problem.

Sprječavanje hrđanja

Sprječavanje hrđanja zahtijeva uklanjanje prisutnosti vlage i kisika. To se može učiniti tako da se metal osuši i premaže zaštitnim slojem, poput boje ili ulja. Drugi način za sprječavanje hrđanja je korištenje metala za koji je manje vjerojatno da će hrđati, poput nehrđajućeg čelika ili čistog željeza.

Važnost razumijevanja hrđanja

Razumijevanje kemijskih reakcija koje se događaju tijekom hrđanja ključno je za sprječavanje i liječenje hrđe. Hrđanje je složen proces koji uključuje kombinaciju nekoliko spojeva i elektrokemijskih reakcija. Razumijevanjem ključnih elemenata i reakcija uključenih u hrđanje, možemo bolje spriječiti i liječiti hrđu u svakodnevnom životu.

Zašto je rđa opasnost po sigurnost i kako je spriječiti

Hrđa nije samo kozmetički problem, ona može predstavljati ozbiljne sigurnosne opasnosti u konstrukciji i alatima. Evo zašto:

• Hrđa slabi strukturni integritet metalnih komponenti, ugrožavajući obične korisnike i prolaznike.
• Alati s zahrđalim dijelovima mogu se slomiti ili pokvariti, uzrokujući ozbiljne ozljede ili čak smrt.
• Hrđa može ostaviti mrlje i uništiti proizvode, što dovodi do financijskih gubitaka za proizvođače i potrošače.

Zdravstveni rizici hrđe

Hrđa nije samo fizička opasnost, ona također može predstavljati rizik za zdravlje zbog sljedećih razloga:

• Hrđa može utočiti bakterije, uključujući tetanus, koji može uzrokovati ozbiljne infekcije ako uđe u tijelo kroz ubodnu ranu, kao što je zahrđali čavao.
• Mjesta s rastom hrđe, poput otvorenih ili vlažnih okruženja, mogu biti opasna za osobe s respiratornim problemima jer je hrđa oksidna tvar koja može biti štetna ako se udiše.

Sprječavanje hrđe i osiguranje sigurnosti

Kako biste spriječili hrđu i osigurali sigurnost, mogu se poduzeti sljedeće mjere:

• Trebalo bi uspostaviti redovite inspekcijske režime kako bi se identificirao i riješio rast hrđe u konstrukciji i alatima.
• Zakoni bi trebali postojati kako bi se osiguralo da proizvođači budu odgovorni za proizvodnju proizvoda koji su sigurni i bez hrđe.
• Korištenje proizvoda koji pomažu u sprječavanju hrđe, kao što su inhibitori hrđe i premazi, može biti učinkovito u zaustavljanju rasta hrđe.
• Kombinacija kemijske reakcije, zraka i vlage glavni su uzroci hrđe, stoga održavanje metalnih komponenti suhima i čistima može spriječiti hrđu.

Pazi! Ovi su materijali skloni hrđanju

Čelik je mješavina željeza i ugljika, što ga čini popularnim izborom za gradnju i proizvodnju. Međutim, čelik je također jedan od najznačajnijih metala koji hrđaju. U usporedbi s drugim metalima, čelik relativno brzo hrđa, osobito kada je izložen vodi i kisiku. Lijevani čelik i kovano željezo dvije su različite vrste čelika koje mogu hrđati.

Lijevano željezo: Nije tako otporno na hrđu

Lijevano željezo je legura koja sadrži željezo, ugljik i tragove drugih elemenata. Nastaje kada se rastaljeno željezo ulije u odljevak, otuda i naziv. Lijevano željezo je poznato po svojoj otpornosti na habanje, ali nije toliko otporno na hrđu. Predmeti od lijevanog željeza mogu redovito hrđati, posebno kada su izloženi vodi i kisiku.

Kovano željezo: hrđa manje od čelika i lijevanog željeza

Kovano željezo je čisti oblik željeza koji sadrži vrlo malo ugljika. Poznato je po svojoj otpornosti na hrđu i koroziju, što ga čini popularnim izborom za vanjski namještaj i ukrasne predmete. Kovano željezo manje hrđa od čelika i lijevanog željeza, ali ipak zahtijeva zaštitu od vode i kisika.

Nehrđajući čelik: Štit protiv hrđe

Nehrđajući čelik je legura koja sadrži željezo, krom i tragove drugih elemenata. Kombinacija ovih elemenata tvori zaštitni sloj koji štiti metal od hrđe i korozije. Nehrđajući čelik gotovo je otporan na hrđu, što ga čini popularnim izborom za kuhinjske uređaje, medicinsku opremu i vanjski namještaj.

Kako spriječiti hrđu

Sprječavanje hrđe zahtijeva nanošenje štitnika ili zaštite na metal. Evo nekoliko savjeta za sprječavanje hrđe:

• Redovito obrišite sav metal koji je bio izložen vodi.
• Uklonite mrlje od hrđe tako da ih obrišete mješavinom vode i octa.
• Nanesite sloj boje na metal kako biste ga zaštitili od vode i kisika.

Zapamtite, samo željezo i legure koje sadrže željezo mogu hrđati. Stoga, ako želite izbjeći hrđu, odaberite metale poput nehrđajućeg čelika ili kovanog željeza.

Metali koji ostaju sjajni: vodič kroz materijale koji ne hrđaju

Hrđa je prokletstvo mnogih metalnih predmeta, uzrokujući njihovu koroziju i degradaciju tijekom vremena. Ali jeste li znali da postoje metali koji su otporni na hrđu i koroziju? U ovom odjeljku istražit ćemo svojstva ovih metala i zašto mogu ostati sjajni i novog izgleda čak i nakon godina korištenja.

Metali koji ne hrđaju

Evo nekih metala koji su poznati po svojoj otpornosti na rđu i koroziju:

• Nehrđajući čelik: Ova vrsta čelika sadrži krom, koji reagira s kisikom i stvara zaštitni sloj na površini metala. Ovaj sloj štiti čelik od daljnje korozije i pomaže mu u otpornosti na hrđu.

• Aluminij: Poput nehrđajućeg čelika, aluminij stvara zaštitni sloj oksida kada je izložen zraku. Ovaj sloj je tanak i proziran, tako da ne utječe na izgled metala. Aluminij je također lagan i jednostavan za rad, što ga čini popularnim izborom za mnoge primjene.

• Bakar: Bakar je prirodni metal protiv korozije koji se često koristi u električnom ožičenju i vodovodu. Kada je izložen zraku i vodi, bakar stvara zelenkastu patinu koja štiti metal od daljnje korozije.

• Mjed: Mjed je mješavina bakra i cinka i klasificira se kao "žuti metal". Mjed je otporan na koroziju i tamnjenje, a često se koristi u ukrasnim predmetima i glazbenim instrumentima.

• Bronca: Bronca je mješavina bakra i drugih elemenata, poput kositra, aluminija ili nikla. Poznato je po svojoj izdržljivosti i otpornosti na koroziju, a često se koristi u kipovima, zvonima i drugim predmetima koji su izloženi vremenskim nepogodama.

• Zlato i platina: Ovi plemeniti metali vrlo su otporni na koroziju i tamnjenje, što ih čini idealnim za nakit i druge ukrasne predmete.

Kako se metali odupiru hrđi

Dakle, što je to u tim metalima što im omogućuje otpornost na hrđu i koroziju? Evo nekih čimbenika koji dolaze u obzir:

• Zaštitni slojevi: Kao što smo ranije spomenuli, metali poput nehrđajućeg čelika i aluminija stvaraju zaštitne slojeve kada su izloženi zraku i vodi. Ovi slojevi štite metal od daljnje korozije i pomažu mu u otpornosti na hrđu.

• Nedostatak željeza: hrđa nastaje kada željezo reagira s kisikom i vodom stvarajući željezni oksid. Metali koji sadrže malo ili nimalo željeza stoga imaju manju vjerojatnost da će hrđati.

• Kemijska reaktivnost: neki su metali jednostavno manje reaktivni od drugih, što znači da je manja vjerojatnost da će tvoriti kemijske spojeve koji dovode do rđe i korozije.

• Kombinacija elemenata: Neki metali, poput bronce, mogu se oduprijeti hrđi jer su kombinacija različitih elemenata. Ova mješavina stvara metal koji je otporniji na koroziju od bilo koje njegove pojedinačne komponente.

Metode za izradu objekata otpornih na hrđu

Ako želite stvoriti objekte koji su otporni na hrđu i koroziju, evo nekoliko metoda koje treba razmotriti:

• Galvanizacija: Ovaj proces uključuje premazivanje metalnog predmeta slojem cinka, koji djeluje kao štit protiv hrđe i korozije.

• Atmosferilije: neki metali, poput bakra i bronce, s vremenom razviju zaštitnu patinu kada su izloženi vremenskim uvjetima. Ova patina djeluje kao štit protiv daljnje korozije.

• Nehrđajući čelik: Kao što smo ranije spomenuli, nehrđajući čelik vrlo je otporan na hrđu i koroziju. Korištenje nehrđajućeg čelika za predmete koji će biti izloženi vodi ili vlazi brz je i jednostavan način da osigurate da ostanu bez hrđe.

• Redovito održavanje: čak i metali koji su otporni na hrđu i koroziju zahtijevaju određeno održavanje kako bi ostali u vrhunskom stanju. Održavanje predmeta čistima i suhima te njihovo pohranjivanje podalje od vlage može pomoći produljiti njihov životni vijek.

Načini za zadržavanje hrđe

Jedan od najboljih načina za sprječavanje hrđe je pravilno skladištenje metalnih proizvoda. Evo nekoliko savjeta koje treba imati na umu:

• Čuvajte metalne dijelove ili proizvode u prostoru s niskom vlagom ili u okruženju s kontroliranom temperaturom i vlagom kako biste usporili hrđu.
• U skladištu koristite sredstva za sušenje kako biste smanjili razinu vlage.
• Redovito brišite metalne površine kako biste uklonili vlagu koja se možda nakupila.
• Metalne dijelove pohranite u suhu krpu ili ih zamotajte u plastiku kako bi ostali suhi.

pocinčavanja

Galvanizacija je postupak kojim se željezo ili čelik oblaže cinkom kako bi se zaštitili od hrđe. Cink je vrlo otporan na koroziju, a kada se spoji sa željezom ili čelikom, stvara zaštitni sloj koji sprječava stvaranje hrđe. Pocinčavanje je izvrsna metoda za sprječavanje hrđe, posebno za vanjske dodatke ili željezne metale koji su visoko reaktivni na kisik i vodu.

Redovito održavanje

Briga o metalnim proizvodima ključna je za sprječavanje stvaranja hrđe. Evo nekoliko načina za smanjenje rizika od hrđe:

• Ostružite hrđu čim se pojavi kako biste spriječili njezino širenje.
• Držite metalne površine suhima i izbjegavajte kontakt s mokrim površinama.
• Koristite visokokvalitetni premaz otporan na hrđu ili zaštitni oksidni sloj kako biste osigurali vrhunsku zaštitu od hrđe.
• Redovito provjeravajte ima li na metalnim proizvodima ogrebotina, pukotina ili drugih znakova oštećenja koji mogu zadržati vlagu i uzrokovati stvaranje hrđe.
• Koristite nehrđajući čelik ili druge vrlo otporne metale kako biste osigurali vrhunsku zaštitu od hrđe.
• Metalni proizvodi od valjanja stvaraju glađu teksturu površine koja hvata i zadržava manje vlage, smanjujući rizik od stvaranja hrđe.

Druge metode prevencije

Evo nekoliko dodatnih načina za sprječavanje stvaranja hrđe:

• Koristite različite metale koji su manje reaktivni na kisik i vodu, poput kroma ili nehrđajućeg čelika.
• Držite metalne proizvode u suhom okruženju kako biste smanjili rizik od prodora vlage na površinu.
• Koristite dostupne proizvode za sprječavanje hrđe, kao što su inhibitori hrđe ili zaštitni premazi, kako biste osigurali dodatni sloj zaštite od hrđe.
• Metalne proizvode držite podalje od vrućih ili hladnih površina koje mogu uzrokovati stvaranje kondenzacije i povećati rizik od stvaranja hrđe.

Zapamtite, prevencija je ključna kada je hrđa u pitanju. Poduzimanjem potrebnih koraka za zaštitu vaših metalnih proizvoda, možete osigurati da ostanu bez hrđe iu najboljem mogućem stanju godinama koje dolaze.

Tretiranje hrđe: najbolji način za pretvorbu i zaštitu vašeg metala

Kada je u pitanju tretiranje hrđe, na tržištu je dostupno nekoliko vrsta pretvarača. Evo najčešćih:

• Pretvornici na bazi kiseline: Ove vrste pretvarača kemijski pretvaraju hrđu u inertni oksid. Sadrže fosfornu kiselinu kao primarni sastojak i poznati su po brzini reakcije. Osim toga, snižavaju pH hrđe, što ubrzava reakciju. Konvertori na bazi kiseline najbolje se koriste na malim mrljama hrđe i dostupni su u obliku aerosola ili spreja.

• Pretvarači na bazi taninske kiseline: Ovi pretvornici sadrže taninsku ili željezovu kiselinu, koja kemijski pretvara hrđu u stabilan, crvenkasto-smeđi sloj. Najbolje ih je koristiti na većim mrljama hrđe i dostupni su u veličinama litre ili galona.

• Konverteri na bazi organskih polimera: Ove vrste konvertera sadrže posebnu vrstu polimera koji djeluje kao sredstvo za sprječavanje hrđe. Pružaju čvrst, suh i jak zaštitni sloj izravno na metalnoj površini. Pretvornici na bazi organskih polimera dostupni su u obliku aerosola i spreja.

Poboljšanje zaštite od hrđe pomoću boje

Dok pretvarači hrđe nude zaštitni sloj, dodavanje boje može dodatno poboljšati zaštitu. Evo nekih stvari koje treba imati na umu:

• Koristite visokokvalitetnu boju koja je posebno dizajnirana za metalne površine.

• Nanesite boju nakon što se pretvarač potpuno osušio.

• Ako ponovno bojite staru površinu, svakako ogulite svu labavu boju i izbrusite površinu prije nanošenja pretvarača i boje.

Zaključak

Dakle, hrđa je kemijska reakcija koja se događa kada željezo dođe u dodir s kisikom i vodom. To je prilično čest problem, ali možete ga spriječiti pravilnim postupanjem s metalom. Dakle, ne zaboravite održavati svoj metal suhim i čistim! Bit češ dobro. Hvala na čitanju!

Ja sam Joost Nusselder, osnivač tvrtke Tools Doctor, marketer sadržaja i otac. Volim isprobavati novu opremu, a zajedno sa svojim timom od 2016. stvaram detaljne članke na blogu kako bih vjernim čitateljima pomogao alatima i savjetima za izradu.