Іржа: що це таке та як захистити свої матеріали

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.

У цій статті я розповім про основи іржі, включаючи її причини та запобігання.

Що за Flaky Coat? Розуміння іржі та її причин

Іржа - це термін, який зазвичай використовується для опису окислення заліза або сталі. Технічно іржа — це оксид заліза, зокрема гідратований оксид заліза (III), який утворюється, коли залізо реагує з киснем і водою в присутності повітря. Ця реакція відома як іржавіння і відбувається, коли метал піддається дії повітря та вологи протягом тривалого періоду часу, що призводить до утворення червонувато-коричневого лускатого шару.

Як виникає іржа?

Коли залізо або сталь контактують з киснем і водою, відбувається реакція, в результаті якої утворюється оксид заліза. Ця реакція каталізується присутністю води або вологи повітря, що спричиняє корозію металу та утворення водних оксидів заліза (III) і оксид-гідроксиду заліза (III). Згодом шар, що утворюється, може поширюватися та спричиняти утворення ямок або порожнин у незахищених сталях, знижуючи їх міцність.

Чи можна запобігти іржі?

Хоча іржа є неминучою появою з роками, її можна легко запобігти або лікувати різними методами, зокрема:

• Нанесення захисного покриття на металеву поверхню для зменшення впливу повітря та вологи.
• Регулярно очищайте та сушіть металеві поверхні, щоб зменшити наявність відкладень та вологості.
• Уникайте замкнутих просторів, щілин і прогалин, де може накопичуватися волога та спричиняти швидке поширення іржі.
• Використання нержавіючої сталі або інших металів, стійких до іржі, у місцях, де іржа є загальною проблемою.

Які наслідки іржі?

Іржа може мати декілька впливів на металеві поверхні, зокрема:

• Зниження міцності і довговічності металу.
• Створення вузьких або глибоких ям, які можуть швидко поширюватися та завдавати подальшої шкоди.
• Зробити металеву поверхню ширшою та пористішою, що може призвести до посилення іржавіння.
• Створення щілини або щілини, яка може затримувати вологу та спричиняти швидке поширення іржі.
• Сприяє утворенню пітингу або утворення порожнин у незахищених сталях.

Хімічні реакції: наука про іржавіння

Іржавіння - це хімічний процес, який відбувається, коли залізо піддається впливу повітря та вологи. Процес іржавіння є результатом складної серії хімічних реакцій, які включають поєднання молекул заліза, кисню та води. Основною хімічною реакцією, яка відбувається під час іржавіння, є окислення заліза, в результаті якого утворюється оксид заліза.

Роль кисню і вологи

Кисень і волога є ключовими елементами, які викликають іржу. Коли залізо піддається дії повітря, воно з’єднується з киснем, утворюючи оксид заліза. Вода також необхідна для виникнення іржі, оскільки вона переносить кисень та інші сполуки, необхідні для проходження хімічної реакції.

Хімічна реакція іржавіння

Хімічна реакція іржавіння: 4Fe + 3O2 → 2Fe2O3. Це означає, що чотири атоми заліза поєднуються з трьома молекулами кисню, утворюючи дві молекули оксиду заліза. Процес іржавіння починається, коли залізо киснем окислюється до іонів заліза(II). Потім іони заліза(II) з’єднуються з молекулами води, утворюючи гідроксид заліза. Потім ця сполука окислюється далі, утворюючи оксид заліза, який виглядає як червоно-коричневий наліт, який ми зазвичай асоціюємо з іржею.

Вплив іржі на метал

How to strip wire fast

Share

Watch on

Іржавіння може мати низку негативних наслідків для металу, включаючи відшарування, корозію та ослаблення конструкції. Іржавіння виникає, коли залізо піддається впливу повітря та вологи, і утворюється оксид заліза є слабким і крихким матеріалом, який легко відшаровується. Це може призвести до того, що метал послабиться і в кінцевому підсумку виходить з ладу. У випадку моста чи іншої конструкції іржавіння може бути серйозною проблемою для безпеки.

Запобігання іржавінню

Запобігання іржавінню вимагає усунення присутності вологи та кисню. Це можна зробити, тримаючи метал сухим і покриваючи його захисним шаром, наприклад фарбою або маслом. Ще один спосіб запобігти іржавінню — використовувати метал, який менш схильний до іржавіння, наприклад нержавіючу сталь або чисте залізо.

Важливість розуміння іржавіння

Розуміння хімічних реакцій, які відбуваються під час іржавіння, має вирішальне значення для запобігання та лікування іржі. Іржавіння - це складний процес, який включає поєднання кількох сполук і електрохімічних реакцій. Розуміючи ключові елементи та реакції, пов’язані з іржею, ми можемо краще запобігати та лікувати іржу в нашому повсякденному житті.

Чому іржа становить загрозу безпеці та як їй запобігти

Іржа – це не просто косметична проблема, вона може становити серйозну загрозу безпеці в конструкції та інструментах. Ось чому:

• Іржа послаблює структурну цілісність металевих компонентів, створюючи небезпеку для звичайних користувачів і перехожих.
• Інструменти з іржавими частинами можуть зламатися або вийти з ладу, спричинивши серйозні травми або навіть смерть.
• Іржа може пофарбувати та зіпсувати продукти, що призведе до фінансових втрат як для виробників, так і для споживачів.

Ризики іржі для здоров'я

Іржа є не лише фізичною небезпекою, вона також може становити ризик для здоров’я через такі причини:

• Іржа може переховувати бактерії, зокрема правець, які можуть спричинити серйозні інфекції, якщо потрапити в організм через колоту рану, наприклад через іржавий цвях.
• Місця, де росте іржа, як-от надворі або у вологому середовищі, можуть бути небезпечними для людей із проблемами дихання, оскільки іржа є оксидною речовиною, яка може бути шкідливою при вдиханні.

Запобігання іржі та забезпечення безпеки

Щоб запобігти іржі та забезпечити безпеку, можна вжити таких заходів:

• Повинні бути встановлені режими регулярних перевірок для виявлення та усунення зростання іржі на конструкції та інструментах.
• Має бути прийняте законодавство, яке гарантуватиме відповідальність виробників за виробництво безпечних і неіржавілих продуктів.
• Використання продуктів, які допомагають запобігти іржі, таких як інгібітори іржі та покриття, може бути ефективним у зупинці зростання іржі.
• Поєднання хімічної реакції, повітря та вологи є основними причинами іржі, тому збереження металевих компонентів сухими та чистими може допомогти запобігти іржі.

Стережись! Ці матеріали схильні до іржавіння

Сталь є сумішшю заліза та вуглецю, що робить її популярним вибором для будівництва та виробництва. Однак сталь також є одним із найбільш значних металів, що іржавіють. У порівнянні з іншими металами сталь відносно швидко іржавіє, особливо під впливом води та кисню. Лита сталь і оброблена залізом — два різних типи сталі, які можуть іржавіти.

Чавун: не такий міцний проти іржі

Чавун — це сплав, який містить залізо, вуглець та незначні кількості інших елементів. Він утворюється, коли розплавлене залізо заливається в лиття, звідси і назва. Чавун відомий своєю стійкістю до зносу, але він не настільки стійкий до іржі. Чавунні предмети можуть регулярно іржавіти, особливо під впливом води та кисню.

Коване залізо: іржавіє менше, ніж сталь і чавун

Коване залізо — це чиста форма заліза, яка містить дуже мало вуглецю. Він відомий своєю стійкістю до іржі та корозії, що робить його популярним вибором для вуличних меблів і декоративних предметів. Коване залізо іржавіє менше, ніж сталь і чавун, але все одно потребує захисту від води та кисню.

Нержавіюча сталь: щит від іржі

Нержавіюча сталь – це сплав, який містить залізо, хром та незначні кількості інших елементів. Поєднання цих елементів утворює захисний шар, який захищає метал від іржі та корозії. Нержавіюча сталь майже не схильна до іржі, що робить її популярним вибором для кухонної техніки, медичного обладнання та вуличних меблів.

Як запобігти іржі

Щоб запобігти утворенню іржі, потрібно нанести на метал екран або захист. Ось кілька порад щодо запобігання іржі:

• Регулярно витирайте насухо будь-який метал, який піддається впливу води.
• Видаліть плями іржі, протерши їх сумішшю води та оцту.
• Нанесіть шар фарби на метал, щоб захистити його від води та кисню.

Пам’ятайте, що іржавіти можуть лише залізо та сплави, що містять залізо. Отже, якщо ви хочете уникнути іржі, вибирайте такі метали, як нержавіюча сталь або кованого заліза.

Метали, які залишаються блискучими: посібник із матеріалів, які не іржавіють

Іржа є лихом для багатьох металевих предметів, спричиняючи їх корозію та деградацію з часом. Але чи знаєте ви, що існують метали, стійкі до іржі та корозії? У цьому розділі ми дослідимо властивості цих металів і дізнаємося, чому вони можуть залишатися блискучими та новими навіть після років використання.

Метали, які не іржавіють

Ось деякі з металів, які відомі своєю стійкістю до іржі та корозії:

• Нержавіюча сталь: цей тип сталі містить хром, який реагує з киснем, утворюючи захисний шар на поверхні металу. Цей шар захищає сталь від подальшої корозії та допомагає їй протистояти іржі.

• Алюміній: як і нержавіюча сталь, алюміній утворює захисний оксидний шар під впливом повітря. Цей шар тонкий і прозорий, тому не впливає на зовнішній вигляд металу. Алюміній також легкий і з ним легко працювати, що робить його популярним вибором для багатьох застосувань.

• Мідь: мідь є природним антикорозійним металом, який часто використовується в електропроводці та сантехніці. Під впливом повітря та води мідь утворює зеленуватий наліт, який захищає метал від подальшої корозії.

• Латунь: латунь є сумішшю міді та цинку, і її класифікують як «жовтий метал». Латунь стійка до корозії та потьмяніння, і її часто використовують у декоративних предметах і музичних інструментах.

• Бронза: Бронза - це суміш міді та інших елементів, таких як олово, алюміній або нікель. Він відомий своєю довговічністю та стійкістю до корозії, і його часто використовують у статуях, дзвонах та інших об’єктах, які піддаються впливу стихії.

• Золото та платина: ці дорогоцінні метали мають високу стійкість до корозії та потьмяніння, що робить їх ідеальними для ювелірних виробів та інших декоративних предметів.

Як метали протистоять іржі

Отже, що ж такого в цих металах, що дозволяє їм протистояти іржі та корозії? Ось деякі фактори, які беруть участь у грі:

• Захисні шари: як ми згадували раніше, такі метали, як нержавіюча сталь і алюміній, утворюють захисні шари під впливом повітря та води. Ці шари захищають метал від подальшої корозії та допомагають йому протистояти іржі.

• Брак заліза: іржа утворюється, коли залізо реагує з киснем і водою, утворюючи оксид заліза. Тому метали, які містять мало або зовсім не містять заліза, менш схильні до іржі.

• Хімічна реакційна здатність: деякі метали просто менш реактивні, ніж інші, що означає, що вони менш імовірно утворюють хімічні сполуки, які призводять до іржі та корозії.

• Комбінація елементів: деякі метали, як-от бронза, здатні протистояти іржі, оскільки є комбінацією різних елементів. Ця суміш створює метал, більш стійкий до корозії, ніж будь-який з його окремих компонентів.

Методи створення стійких до іржі об’єктів

Якщо ви хочете створювати об’єкти, стійкі до іржі та корозії, ось кілька методів, які слід розглянути:

• Оцинкування: цей процес передбачає покриття металевого предмета шаром цинку, який діє як щит від іржі та корозії.

• Повітрювання: на деяких металах, як-от мідь і бронза, з часом утворюється захисна патина під впливом погодних умов. Ця патина діє як щит від подальшої корозії.

• Нержавіюча сталь: як ми згадували раніше, нержавіюча сталь має високу стійкість до іржі та корозії. Використання нержавіючої сталі для об’єктів, які будуть піддаватися впливу води або вологи, є швидким і простим способом гарантувати, що вони не іржавіють.

• Регулярне технічне обслуговування: навіть метали, стійкі до іржі та корозії, вимагають певного догляду, щоб залишатися в ідеальному стані. Зберігайте об’єкти в чистоті та сухості, а також зберігайте їх подалі від вологи, що може допомогти продовжити термін їх служби.

Способи захисту від іржі

Одним із найкращих способів запобігти іржі є правильне зберігання металевих виробів. Ось кілька порад, про які варто пам’ятати:

• Зберігайте металеві деталі або вироби в місцях із низьким рівнем вологи або в приміщенні з контрольованою температурою та вологістю, щоб уповільнити іржу.
• Використовуйте вологопоглиначі під час зберігання, щоб знизити рівень вологи.
• Регулярно протирайте металеві поверхні, щоб видалити вологу, яка могла накопичитися.
• Зберігайте металеві частини в сухій тканині або загорніть їх у пластик, щоб вони залишалися сухими.

Оцинкування

Оцинкування - це процес, який покриває залізо або сталь цинком для захисту від іржі. Цинк має високу стійкість до корозії, і коли він поєднується із залізом або сталлю, він створює захисне покриття, яке запобігає утворенню іржі. Оцинкування є чудовим методом запобігання іржі, особливо для зовнішніх аксесуарів або чорних металів, які мають високу реакцію до кисню та води.

Регулярне обслуговування

Догляд за металевими виробами має вирішальне значення для запобігання утворенню іржі. Ось кілька способів зменшити ризик утворення іржі:

• Зішкрібайте будь-яку іржу, як тільки вона з’явиться, щоб запобігти її поширенню.
• Тримайте металеві поверхні сухими та уникайте контакту з вологими поверхнями.
• Використовуйте високоякісне покриття, стійке до іржі, або захисний оксидний шар, щоб забезпечити чудовий захист від іржі.
• Регулярно перевіряйте металеві вироби на наявність подряпин, тріщин або інших ознак пошкодження, які можуть утримувати вологу та спричиняти утворення іржі.
• Використовуйте нержавіючу сталь або інші високостійкі метали, щоб забезпечити чудовий захист від іржі.
• Прокат металевих виробів створює більш гладку текстуру поверхні, яка вловлює та утримує менше вологи, зменшуючи ризик утворення іржі.

Інші методи профілактики

Ось кілька додаткових способів запобігання утворенню іржі:

• Використовуйте різні метали, які менш реагують на кисень і воду, наприклад хром або нержавіючу сталь.
• Зберігайте металеві вироби в сухому середовищі, щоб зменшити ризик потрапляння вологи на поверхню.
• Використовуйте доступні засоби для запобігання іржі, такі як інгібітори іржі або захисні покриття, щоб забезпечити додатковий рівень захисту від іржі.
• Тримайте металеві вироби подалі від гарячих або холодних поверхонь, які можуть спричинити утворення конденсату та збільшити ризик утворення іржі.

Пам’ятайте, що профілактика є ключовою, коли мова йде про іржу. Вживаючи необхідних заходів для захисту ваших металевих виробів, ви можете гарантувати, що вони залишатимуться без іржі та будуть у найкращому стані на довгі роки.

Лікування іржі: найкращий спосіб перетворити та захистити свій метал

Коли справа доходить до обробки іржі, на ринку є кілька типів перетворювачів. Ось найпоширеніші з них:

• Перетворювачі на основі кислот: ці типи перетворювачів хімічно перетворюють іржу на інертний оксид. Вони містять фосфорну кислоту як основний інгредієнт і відомі своєю швидкою реакцією. Крім того, вони знижують рН іржі, що прискорює реакцію. Перетворювачі на кислотній основі найкраще використовувати на невеликих плямах іржі та доступні у формі аерозолю або розпилювача.

• Конвертери на основі дубильної кислоти: ці конвертери містять дубильну або залізну кислоту, яка хімічним шляхом перетворює іржу на стійкий червоно-коричневий шар. Їх найкраще використовувати на великих плямах іржі, і вони доступні в кварті або галоні.

• Перетворювачі на основі органічних полімерів: ці типи перетворювачів містять спеціальний тип полімеру, який діє як засіб, що перешкоджає корозії. Вони забезпечують твердий, сухий і міцний захисний шар безпосередньо на поверхні металу. Перетворювачі на основі органічних полімерів доступні як у формі аерозолю, так і у формі розпилення.

Покращення захисту від іржі за допомогою фарби

Хоча перетворювачі іржі пропонують захисний шар, додавання фарби може ще більше покращити захист. Ось деякі речі, про які слід пам’ятати:

• Використовуйте високоякісну фарбу, яка спеціально розроблена для металевих поверхонь.

• Фарбу наносити після повного висихання конвертера.

• Якщо перефарбовувати стару поверхню, обов’язково видаліть залишки фарби та відшліфуйте поверхню перед нанесенням конвертера та фарби.

Висновок

Отже, іржа - це хімічна реакція, яка виникає при контакті заліза з киснем і водою. Це досить поширена проблема, але ви можете їй запобігти, обробляючи метал належним чином. Тому не забувайте тримати свій метал сухим і чистим! Ви будете добре. Дякуємо за читання!

Я Йост Нуссельдер, засновник Tools Doctor, контент-маркетолог і тато. Я люблю випробовувати нове обладнання, і разом зі своєю командою я створюю детальні статті в блозі з 2016 року, щоб допомогти лояльним читачам інструментами та порадами щодо виготовлення.