Hrdza: Čo to je a ako udržať svoje materiály v bezpečí

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.

V tomto článku sa budem venovať základom hrdze, vrátane jej príčin a prevencie.

Čo je to Flaky Coat? Pochopenie hrdze a jej príčin

Hrdza je termín bežne používaný na opis oxidácie železa alebo ocele. Technicky je hrdza oxid železa, konkrétne hydratovaný oxid železitý, ktorý vzniká, keď železo reaguje s kyslíkom a vodou v prítomnosti vzduchu. Táto reakcia je známa ako hrdzavenie a vyskytuje sa, keď je kov dlhodobo vystavený vzduchu a vlhkosti, čo vedie k vytvoreniu červenohnedého šupinatého povlaku.

Ako vzniká hrdza?

Keď sa železo alebo oceľ dostanú do kontaktu s kyslíkom a vodou, dôjde k reakcii, ktorej výsledkom je vznik oxidu železa. Táto reakcia je katalyzovaná prítomnosťou vody alebo vzdušnej vlhkosti, čo spôsobuje koróziu kovu a tvorbu hydratovaných oxidov železitých a oxid-hydroxidov železitých. V priebehu času sa môže výsledný šupinatý povlak rozšíriť a spôsobiť jamkovanie alebo tvorbu dutín v nechránených oceliach, čím sa zníži ich pevnosť.

Dá sa hrdzi predísť?

Hoci je hrdza v priebehu rokov nevyhnutným javom, dá sa jej ľahko predchádzať alebo ju ošetriť rôznymi metódami, vrátane:

• Nanášanie ochranného náteru na kovový povrch na zníženie vystavenia vzduchu a vlhkosti.
• Pravidelne čistite a sušte kovové povrchy, aby ste znížili prítomnosť usadenín a vlhkosti.
• Vyhnite sa stiesneným priestorom, štrbinám a medzerám, kde sa môže hromadiť vlhkosť a spôsobiť rýchle šírenie hrdze.
• Použitie nehrdzavejúcej ocele alebo iných kovov odolných voči hrdzi v oblastiach, kde je hrdzavenie bežným problémom.

Aké sú účinky hrdze?

Hrdza môže mať na kovových povrchoch niekoľko účinkov, vrátane:

• Zníženie pevnosti a trvanlivosti kovu.
• Vytváranie úzkych alebo hlbokých jám, ktoré sa môžu rýchlo šíriť a spôsobiť ďalšie škody.
• Širší a poréznejší kovový povrch, čo môže viesť k zvýšenému hrdzaveniu.
• Vytvorenie štrbiny alebo medzery, ktorá môže zachytiť vlhkosť a spôsobiť rýchle šírenie hrdze.
• Prispieva k tvorbe jamiek alebo dutín v nechránených oceliach.

Chemické reakcie: Veda za hrdzavením

Hrdzanie je chemický proces, ku ktorému dochádza, keď je železo vystavené vzduchu a vlhkosti. Proces hrdzavenia je výsledkom komplexnej série chemických reakcií, ktoré zahŕňajú kombináciu molekúl železa, kyslíka a vody. Hlavnou chemickou reakciou, ktorá sa vyskytuje počas hrdzavenia, je oxidácia železa, pri ktorej vzniká oxid železa.

Úloha kyslíka a vlhkosti

Kyslík a vlhkosť sú kľúčové prvky, ktoré spôsobujú výskyt hrdze. Keď je železo vystavené vzduchu, spája sa s kyslíkom a vytvára oxid železa. Na vznik hrdzavenia je tiež potrebná voda, pretože prenáša kyslík a ďalšie zlúčeniny, ktoré sú potrebné na uskutočnenie chemickej reakcie.

Chemická reakcia hrdzavenia

Chemická reakcia na hrdzavenie je: 4Fe + 3O2 → 2Fe2O3. To znamená, že štyri atómy železa sa spoja s tromi molekulami kyslíka a vytvoria dve molekuly oxidu železa. Proces hrdzavenia začína, keď je železo oxidované na ióny železa (II) kyslíkom. Ióny železa (II) sa potom spoja s molekulami vody za vzniku hydroxidu železa. Táto zlúčenina potom ďalej oxiduje za vzniku oxidu železa, ktorý sa javí ako červeno-hnedá šupina, ktorú bežne spájame s hrdzou.

Účinky hrdzavenia na kov

How to strip wire fast

Share

Watch on

Hrdza môže mať množstvo negatívnych účinkov na kov, vrátane odlupovania, korózie a oslabenia štruktúry. Hrdzanie nastáva, keď je železo vystavené vzduchu a vlhkosti a výsledný oxid železa je slabý a krehký materiál, ktorý sa môže ľahko odlupovať. To môže spôsobiť oslabenie kovu a nakoniec zlyhanie. V prípade mosta alebo inej konštrukcie môže byť hrdzavenie vážnym bezpečnostným problémom.

Zabránenie hrdzaveniu

Zabránenie hrdzaveniu vyžaduje odstránenie prítomnosti vlhkosti a kyslíka. Dá sa to dosiahnuť tak, že necháte kov suchý a natriete ho ochrannou vrstvou, ako je farba alebo olej. Ďalším spôsobom, ako zabrániť hrdzaveniu, je použitie kovu, ktorý je menej náchylný na hrdzavenie, ako je nehrdzavejúca oceľ alebo čisté železo.

Dôležitosť porozumenia hrdzaveniu

Pochopenie chemických reakcií, ktoré sa vyskytujú počas hrdzavenia, je rozhodujúce pre prevenciu a liečbu hrdze. Hrdzanie je zložitý proces, ktorý zahŕňa kombináciu niekoľkých zlúčenín a elektrochemických reakcií. Pochopením kľúčových prvkov a reakcií spojených s hrdzou môžeme lepšie predchádzať hrdzi a liečiť ju v našom každodennom živote.

Prečo je hrdza bezpečnostným rizikom a ako mu predchádzať

Hrdza nie je len kozmetický problém, môže predstavovať vážne bezpečnostné riziká v konštrukcii a nástrojoch. Tu je dôvod:

• Hrdza oslabuje štrukturálnu integritu kovových komponentov a ohrozuje bežných používateľov a okoloidúcich.
• Nástroje s hrdzavými časťami sa môžu zlomiť alebo zlyhať a spôsobiť vážne zranenie alebo dokonca smrť.
• Hrdza môže zašpiniť a zničiť výrobky, čo vedie k finančným stratám pre výrobcov aj spotrebiteľov.

Zdravotné riziká hrdze

Hrdza nie je len fyzické nebezpečenstvo, ale môže predstavovať aj zdravotné riziká z nasledujúcich dôvodov:

• Hrdza môže obsahovať baktérie vrátane tetanu, ktorý môže spôsobiť vážne infekcie, ak sa dostane do tela cez bodnú ranu, napríklad hrdzavým nechtom.
• Miesta s rastom hrdze, napríklad vonku alebo vo vlhkom prostredí, môžu byť nebezpečné pre ľudí s dýchacími problémami, pretože hrdza je oxidová látka, ktorá môže byť škodlivá pri vdýchnutí.

Predchádzanie hrdzi a zaistenie bezpečnosti

Na zabránenie hrdze a zaistenie bezpečnosti je možné vykonať nasledujúce opatrenia:

• Mali by byť zavedené režimy pravidelných kontrol na identifikáciu a riešenie rastu hrdze v konštrukciách a nástrojoch.
• Mali by existovať právne predpisy, ktoré zabezpečia, že výrobcovia budú niesť zodpovednosť za výrobu výrobkov, ktoré sú bezpečné a bez hrdze.
• Používanie produktov, ktoré pomáhajú predchádzať hrdzi, ako sú inhibítory hrdze a nátery, môže byť účinné pri zastavení rastu hrdze.
• Kombinácia chemickej reakcie, vzduchu a vlhkosti sú hlavnými príčinami hrdze, takže udržiavanie kovových komponentov v suchu a čistote môže pomôcť predchádzať hrdzi.

Pozor! Tieto materiály sú náchylné na hrdzavenie

Oceľ je zmesou železa a uhlíka, čo z nej robí obľúbenú voľbu pre konštrukciu a výrobu. Oceľ je však tiež jedným z najvýznamnejších hrdzavých kovov. V porovnaní s inými kovmi oceľ pomerne rýchlo hrdzavie, najmä ak je vystavená vode a kyslíku. Odliatok a kovania sú dva rôzne druhy ocele, ktoré môžu hrdzavieť.

Liatina: Nie je taká silná proti hrdzi

Liatina je zliatina, ktorá obsahuje železo, uhlík a stopové množstvá iných prvkov. Vzniká, keď sa roztavené železo naleje do odliatku, odtiaľ názov. Liatina je známa svojou odolnosťou voči opotrebovaniu, no nie je taká odolná voči hrdzi. Liatinové predmety môžu pravidelne hrdzavieť, najmä ak sú vystavené vode a kyslíku.

Kované železo: Hrdzavie menej ako oceľ a liatina

Tepané železo je čistá forma železa, ktorá obsahuje veľmi málo uhlíka. Je známy svojou odolnosťou voči hrdzi a korózii, vďaka čomu je obľúbenou voľbou pre vonkajší nábytok a dekoratívne predmety. Kované železo hrdzavie menej ako oceľ a liatina, ale stále vyžaduje ochranu pred vodou a kyslíkom.

Nerezová oceľ: Štít proti hrdzi

Nerezová oceľ je zliatina, ktorá obsahuje železo, chróm a stopové množstvá iných prvkov. Kombinácia týchto prvkov vytvára ochrannú vrstvu, ktorá chráni kov pred hrdzou a koróziou. Nerezová oceľ je takmer nepriepustná pre hrdzu, vďaka čomu je obľúbenou voľbou pre kuchynské spotrebiče, lekárske vybavenie a vonkajší nábytok.

Ako zabrániť hrdzi

Prevencia hrdze vyžaduje použitie štítu alebo ochrany na kov. Tu je niekoľko tipov, ako zabrániť hrdzi:

• Kov, ktorý je vystavený vode, pravidelne utierajte dosucha.
• Odstráňte všetky hrdzavé škvrny tak, že ich utriete zmesou vody a octu.
• Naneste vrstvu farby na kov, aby ste ho chránili pred vodou a kyslíkom.

Pamätajte, že hrdzavie môže iba železo a zliatiny, ktoré obsahujú železo. Ak sa teda chcete vyhnúť hrdzi, vyberte si kovy ako nehrdzavejúca oceľ alebo kované železo.

Kovy, ktoré zostanú lesklé: Sprievodca materiálmi, ktoré nehrdzavejú

Hrdza je skazou mnohých kovových predmetov, čo spôsobuje, že časom korodujú a degradujú. Vedeli ste však, že existujú kovy, ktoré odolávajú hrdzi a korózii? V tejto časti sa pozrieme na vlastnosti týchto kovov a na to, prečo si môžu zachovať lesk a nový vzhľad aj po rokoch používania.

Kovy, ktoré nehrdzavejú

Tu sú niektoré z kovov, ktoré sú známe svojou odolnosťou voči hrdzi a korózii:

• Nerezová oceľ: Tento typ ocele obsahuje chróm, ktorý reaguje s kyslíkom a vytvára na povrchu kovu ochrannú vrstvu. Táto vrstva chráni oceľ pred ďalšou koróziou a pomáha jej odolávať hrdzi.

• Hliník: Rovnako ako nehrdzavejúca oceľ, aj hliník vytvára ochrannú vrstvu oxidu, keď je vystavený vzduchu. Táto vrstva je tenká a priehľadná, takže neovplyvňuje vzhľad kovu. Hliník je tiež ľahký a ľahko sa s ním pracuje, vďaka čomu je obľúbenou voľbou pre mnohé aplikácie.

• Meď: Meď je prírodný antikorózny kov, ktorý sa často používa v elektrických rozvodoch a inštalatérstve. Keď je meď vystavená vzduchu a vode, vytvára zelenkastú patinu, ktorá chráni kov pred ďalšou koróziou.

• Mosadz: Mosadz je zmes medi a zinku a je klasifikovaná ako „žltý kov“. Mosadz je odolná voči korózii a zafarbeniu a často sa používa v dekoratívnych predmetoch a hudobných nástrojoch.

• Bronz: Bronz je zmes medi a iných prvkov, ako je cín, hliník alebo nikel. Je známy svojou trvanlivosťou a odolnosťou voči korózii a často sa používa na sochy, zvony a iné predmety, ktoré sú vystavené poveternostným vplyvom.

• Zlato a platina: Tieto vzácne kovy sú vysoko odolné voči korózii a poškriabaniu, vďaka čomu sú ideálne pre šperky a iné dekoratívne predmety.

Ako kovy odolávajú hrdzi

Takže, čo je na týchto kovoch, čo im umožňuje odolávať hrdzi a korózii? Tu sú niektoré z faktorov, ktoré vstupujú do hry:

• Ochranné vrstvy: Ako sme už spomenuli, kovy ako nehrdzavejúca oceľ a hliník vytvárajú ochranné vrstvy, keď sú vystavené vzduchu a vode. Tieto vrstvy chránia kov pred ďalšou koróziou a pomáhajú mu odolávať hrdzi.

• Nedostatok železa: Hrdza sa tvorí, keď železo reaguje s kyslíkom a vodou za vzniku oxidu železa. Kovy, ktoré obsahujú málo alebo žiadne železo, sú preto menej náchylné na hrdzavenie.

• Chemická reaktivita: Niektoré kovy sú jednoducho menej reaktívne ako iné, čo znamená, že je menej pravdepodobné, že vytvoria chemické zlúčeniny, ktoré vedú k hrdzi a korózii.

• Kombinácia prvkov: Niektoré kovy, ako napríklad bronz, sú schopné odolávať hrdzi, pretože sú kombináciou rôznych prvkov. Táto zmes vytvára kov, ktorý je odolnejší voči korózii ako ktorákoľvek z jeho jednotlivých zložiek.

Metódy na vytváranie predmetov odolných voči hrdzi

Ak chcete vytvoriť predmety, ktoré sú odolné voči hrdzi a korózii, je potrebné zvážiť niekoľko metód:

• Galvanizácia: Tento proces zahŕňa potiahnutie kovového predmetu vrstvou zinku, ktorý pôsobí ako štít proti hrdzi a korózii.

• Poveternostné vplyvy: Niektoré kovy, ako napríklad meď a bronz, si časom, keď sú vystavené poveternostným vplyvom, vytvárajú ochrannú patinu. Táto patina pôsobí ako štít proti ďalšej korózii.

• Nerezová oceľ: Ako sme už spomenuli, nehrdzavejúca oceľ je vysoko odolná voči hrdzi a korózii. Použitie nehrdzavejúcej ocele na predmety, ktoré budú vystavené vode alebo vlhkosti, je rýchly a jednoduchý spôsob, ako zabezpečiť, aby zostali bez hrdze.

• Pravidelná údržba: Dokonca aj kovy, ktoré sú odolné voči hrdzi a korózii, vyžadujú určitú údržbu, aby zostali v špičkovom stave. Udržiavanie predmetov v čistote a suchu a ich skladovanie mimo vlhkosti môže pomôcť predĺžiť ich životnosť.

Spôsoby, ako udržať hrdzu v zátoke

Jedným z najlepších spôsobov, ako zabrániť hrdzi, je správne skladovanie kovových výrobkov. Tu je niekoľko tipov, ktoré treba mať na pamäti:

• Kovové časti alebo výrobky skladujte v priestoroch s nízkou vlhkosťou alebo v prostredí s kontrolovanou teplotou a vlhkosťou, aby sa spomalila hrdzavenie.
• Pri skladovaní používajte sušiace činidlá na zníženie vlhkosti.
• Kovové povrchy pravidelne utierajte, aby ste odstránili nahromadenú vlhkosť.
• Kovové kusy skladujte v suchej utierke alebo ich zabaľte do plastu, aby zostali suché.

zinkovanie

Galvanizácia je proces, pri ktorom je železo alebo oceľ potiahnutá zinkom, aby boli chránené pred hrdzou. Zinok je vysoko odolný voči korózii a keď sa spojí so železom alebo oceľou, vytvorí ochranný povlak, ktorý zabráni tvorbe hrdze. Galvanizácia je vynikajúcou metódou na zabránenie hrdze, najmä pre vonkajšie príslušenstvo alebo železné kovy, ktoré sú vysoko reaktívne na kyslík a vodu.

pravidelná údržba

Starostlivosť o kovové výrobky je rozhodujúca, aby sa zabránilo tvorbe hrdze. Tu je niekoľko spôsobov, ako znížiť riziko hrdze:

• Zoškrabte akúkoľvek hrdzu hneď, ako sa objaví, aby ste zabránili jej šíreniu.
• Kovové povrchy udržiavajte suché a vyhýbajte sa kontaktu s mokrými povrchmi.
• Použite vysokokvalitný antikorózny náter alebo ochrannú vrstvu oxidu, aby ste zabezpečili vynikajúcu ochranu proti hrdzi.
• Pravidelne kontrolujte kovové výrobky, či na nich nie sú škrabance, praskliny alebo iné známky poškodenia, ktoré by mohli zadržiavať vlhkosť a spôsobiť tvorbu hrdze.
• Na zabezpečenie vynikajúcej ochrany proti hrdzi použite nehrdzavejúcu oceľ alebo iné vysoko odolné kovy.
• Valcovanie kovových výrobkov vytvára hladšiu povrchovú štruktúru, ktorá zachytáva a zadržiava menej vlhkosti, čím sa znižuje riziko tvorby hrdze.

Iné metódy prevencie

Tu je niekoľko ďalších spôsobov, ako zabrániť tvorbe hrdze:

• Používajte rôzne kovy, ktoré menej reagujú na kyslík a vodu, ako je chróm alebo nehrdzavejúca oceľ.
• Uchovávajte kovové výrobky v suchom prostredí, aby ste znížili riziko preniknutia vlhkosti na povrch.
• Použite dostupné produkty na ochranu proti hrdzi, ako sú inhibítory hrdze alebo ochranné nátery, aby ste poskytli ďalšiu vrstvu ochrany proti hrdzi.
• Kovové výrobky držte mimo horúcich alebo studených povrchov, ktoré môžu spôsobiť kondenzáciu a zvýšiť riziko tvorby hrdze.

Pamätajte, že pri hrdzi je kľúčová prevencia. Tým, že podniknete potrebné kroky na ochranu vašich kovových výrobkov, môžete zabezpečiť, aby zostali bez hrdze a v najlepšom možnom stave po celé roky.

Ošetrenie hrdze: Najlepší spôsob premeny a ochrany kovu

Pokiaľ ide o ošetrenie hrdze, na trhu je dostupných niekoľko typov meničov. Tu sú tie najbežnejšie:

• Konvertory na báze kyseliny: Tieto typy konvertorov chemicky premieňajú hrdzu na inertný oxid. Obsahujú kyselinu fosforečnú ako primárnu zložku a sú známe svojou rýchlou reakčnou rýchlosťou. Okrem toho znižujú pH hrdze, čo urýchľuje reakciu. Konvertory na báze kyseliny sa najlepšie používajú na malých hrdzavých miestach a sú dostupné vo forme aerosólu alebo spreja.

• Konvertory na báze kyseliny trieslovej: Tieto konvertory obsahujú kyselinu trieslovú alebo železitú, ktorá chemicky premieňa hrdzu na stabilnú červenohnedú vrstvu. Najlepšie sa používajú na väčších hrdzavých miestach a sú k dispozícii v litrových alebo galónových veľkostiach.

• Konvertory na báze organického polyméru: Tieto typy konvertorov obsahujú špeciálny typ polyméru, ktorý pôsobí ako prostriedok proti hrdzi. Poskytujú tvrdú, suchú a silnú ochrannú vrstvu priamo na kovovom povrchu. Konvertory na báze organických polymérov sú dostupné vo forme aerosólov aj sprejov.

Zlepšenie ochrany proti hrdzi pomocou farby

Zatiaľ čo konvertory hrdze ponúkajú ochrannú vrstvu, pridanie farby môže ochranu ešte zlepšiť. Tu je niekoľko vecí, ktoré treba mať na pamäti:

• Použite vysokokvalitnú farbu, ktorá je špeciálne navrhnutá na kovové povrchy.

• Farbu naneste po úplnom vyschnutí konvertora.

• Ak prelakujete starý povrch, pred nanesením konvertora a farby sa uistite, že ste odlúpli všetku uvoľnenú farbu a povrch prebrúsili.

záver

Hrdza je teda chemická reakcia, ku ktorej dochádza, keď sa železo dostane do kontaktu s kyslíkom a vodou. Je to celkom bežný problém, ale môžete mu zabrániť správnym ošetrením kovu. Takže nezabudnite udržiavať kov suchý a čistý! Budeš v poriadku. Vďaka za prečítanie!

Som Joost Nusselder, zakladateľ spoločnosti Tools Doctor, obchodník s obsahom a otec. Rád skúšam nové vybavenie a spolu s mojím tímom od roku 2016 vytváram podrobné blogové články, aby som pomohol verným čitateľom s nástrojmi a tipmi na tvorbu.