Що є спільного між іржавим цвяхом, мостом, що проржавів, або залізним парканом, що прохудився? Чому взагалі іржавіють залізні конструкції та вироби із заліза? Що таке іржа як така? На ці запитання намагатимемося дати відповіді в нашій статті. Розглянемо причини іржавлення металів та способи захисту від цього шкідливого для нас природного явища.
Іржа — ключова проблема, яка означає, що кожна металева поверхня час від часу потребує оновлення та захисту. Практично немає можливості повністю виключити процес корозії, але, залежно від типу металу, технічне обслуговування даної конструкції може уповільнити корозію. Тут ефективні різні препарати та захисні обробки.
Залізо та сталь в електротехніці
Серед відомих нині феромагнітних металів залізо займає особливе становище. Висока проникність, дуже високе насичення поряд з невисокою вартістю, хорошими механічними та технологічними властивостями — все це зумовило виняткове поширення заліза та його сплавів, головним чином з кремнієм як м'які магнітні матеріали.
В електротехніці залізо застосовується для сердечників і полюсних черевиків електромагнітів всіляких конструкцій та призначень, для різних деталей реле, пускачів, електромагнітних вимірювальних приладів, для магнітопроводів, мембран в телефонії, магнітних екранів, для полюсів електричних машин, що проводять постійний магнітний потік, і т.п.
Листова електротехнічна сталь є найважливішим магнітним матеріалом, що має найбільше поширення в електротехніці.Ця сталь застосовується в електродвигунах, генераторах, трансформаторах всіх видів та призначень, у дроселях, електромагнітних механізмах, реле, пускачах, вимірювальних приладах.
Причини іржавлення
Все починається із видобутку металу. Не тільки залізо, а й, наприклад, алюміній і магній — видобувають спочатку у вигляді руди. Алюмінієва, марганцева, залізна, магнієва руди містять у собі не чисті метали, які хімічні сполуки: карбонати, оксиди, сульфіди, гидроксиды.
Це хімічні сполуки металів з вуглецем, киснем, сіркою, водою тощо. буд. утворенню хімічних сполук.
Однак більшість металів у природних умовах все ж таки не є вільними, і щоб вивільнити їх з вихідних сполук, необхідно руди плавити, відновлювати таким чином чисті метали.
Але виплавляючи металовмісну руду, ми хоч і отримуємо метал у чистому вигляді, це все ж таки стан нестійкий, далекий від природного. Тому чистий метал у звичайних умовах навколишнього середовища прагне повернутися назад у вихідний стан, тобто окислитися, а це і є корозія металу.
Про схильність металу до електрохімічної корозії можна судити певною мірою за його становищем в електрохімічному ряду напруг.
Так, метали, що мають більш негативний електрохімічний потенціал, є «менш шляхетними» і більш здатні кородувати, ніж метали, що знаходяться на іншому кінці ряду і є «благороднішими» і мало або зовсім не піддаються корозії.На величину потенціалу і, отже, на становище металу у ряді напруг можуть впливати різні зовнішні та внутрішні фактори.
Потенціали сплавів залежать від складу та структури сплавів. Сплави евтектичного типу мають потенціал менш шляхетної складової. Сплави, що утворюють тверді розчини, зазвичай дають при деякому відсотковому складі стрибкоподібний перехід від потенціалу одного компонента до іншого потенціалу. У разі складніших структур поява нової фази спричиняє також стрибкоподібну зміну потенціалу сплаву.
Наприклад, потенціали мідноцинкових сплавів (латунів) до 39% Zn (α-латуні) дорівнюють потенціалу міді. При подальшому підвищенні вмісту цинку настають стрибкоподібні зміни потенціалу у бік більш негативних значень.
Потенціали інтерметалічних хімічних сполук, що утворюються в сплавах, завжди вищі за потенціал менш благородного компонента, а іноді бувають вищими (благороднішими) потенціалів обох компонентів.
Таким чином, корозія є природним для металів процесом руйнування, що відбувається в умовах їхньої взаємодії з навколишнім середовищем. Зокрема іржавіння – це процес утворення гідроксиду заліза Fe(ОН)3, який протікає у присутності води.
Але на руку людям грає той природний факт, що окислювальна реакція протікає у звичній нам атмосфері не особливо стрімко, вона йде з дуже невеликою швидкістю, тому мости та літаки не руйнуються миттєво, а каструлі не розсипаються на очах у рудий порошок. До того ж корозію в принципі можна уповільнити, вдавшись до деяких традиційних хитрощів.
Наприклад, нержавіюча сталь не іржавіє, хоч і складається із заліза, схильного до окислення, вона тим не менш не покривається рудим гідроксидом. А річ тут у тому, що нержавіюча сталь – це не чисте залізо, нержавіюча сталь – це сплав заліза та іншого металу, головним чином – хрому.
Крім хрому до складу сталі можуть входити нікель, молібден, титан, ніобій, сірка, фосфор і т. д. Додавання до сплавів додаткових елементів, відповідальних за певні властивості одержуваних сплавів, називається легуванням.
Шляхи захисту від корозії
Як ми зазначили вище, головним легуючим елементом, що додається до звичайної сталі для надання їй антикорозійних властивостей, є хром. Хром окислюється швидше заліза, тобто приймає удар себе. На поверхні нержавіючої сталі, таким чином, з'являється спочатку захисна плівка з оксиду хрому, яка має темний колір, і не така пухка, як звичайна залізна іржа.
Оксид хрому не пропускає через себе шкідливі для заліза агресивні іони з навколишнього середовища, і метал виявляється захищеним від корозії, немов міцним захисним герметичним костюмом. Тобто оксидна плівка у разі несе захисну функцію.
Кількість хрому в нержавіючій сталі, як правило, не нижче 13%, трохи менше в нержавіючій сталі міститься нікелю, і в менших кількостях є інші легуючі добавки.
Саме завдяки захисним плівкам, що приймають на себе вплив навколишнього середовища першими, багато металів виходять стійкими до корозії у різних середовищах. Наприклад, ложка, тарілка або каструля, виготовлені з алюмінію, ніколи особливо не блищать, вони, якщо придивитися, мають білий відтінок.Це якраз оксид алюмінію, який утворюється при контакті чистого алюмінію з повітрям, і захищає від метал від корозії.
Плівка оксиду виникає сама, і якщо зачистити алюмінієву каструлю наждачним папером, то через кілька секунд блиску поверхня знову стане білястою – алюміній на зачищеній поверхні знову окислиться під дією кисню повітря.
Оскільки плівка оксиду алюмінію утворюється на ньому сама, без особливих технологічних хитрощів, вона називається пасивною плівкою. Такі метали, на яких оксидна плівка утворюється природним чином, називаються такими, що пасивуються. Зокрема алюміній — метал, що пасивується.
Деякі метали примусово переводять у пасивний стан, наприклад, вищий оксид заліза — Fe2О3 здатний захистити залізо та його сплави на повітрі при високих температурах і навіть у воді, чим не може похвалитися ні рудий гідроксид, ні нижчі оксиди того ж заліза.
Є у явищі пасивації та нюанси. Наприклад, у міцній сірчаній кислоті миттєво пасивована сталь виявляється стійкою до корозії, а слабкому розчині сірчаної кислоти відразу почнеться корозія.
Чому так відбувається? Розгадка парадоксу, що здається, полягає в тому, що в міцній кислоті на поверхні нержавіючої сталі миттєво утворюється пасивуюча плівка, оскільки кислота більшої концентрації має яскраво виражені окислювальні властивості.
У той самий час слабка кислота не окислює сталь досить швидко, і захисна плівка не формується, починається просто корозія.У таких випадках, коли окислювальне середовище недостатньо агресивне, для досягнення ефекту пасивації вдаються до спеціальних хімічних добавок (інгібіторів, уповільнювачів корозії), що допомагають утворенню пасивної плівки на поверхні металу.
Так як не всі метали схильні до утворення на їх поверхні пасивних плівок, навіть примусово, то додавання сповільнювачів в окислювальне середовище просто призводить до превентивного утримання металу в умовах відновлення, коли окислення енергетично пригнічується, тобто в умовах присутності в агресивному середовищі добавки виявляється .
Є й інший шлях утримання металу в умовах відновлення, якщо немає можливості використовувати інгібітор, — застосувати активніше покриття: оцинковане відро не іржавіє, оскільки цинк покриття корродує при контакті з навколишнім середовищем вперед заліза, тобто приймає удар на себе, будучи активнішим металом , Цинк охоче вступає в хімічну реакцію.
Дно корабля часто захищене аналогічним чином: до нього кріплять шматок протектора, і тоді протектор руйнується, а днище залишається неушкодженим.
Електрохімічний антикорозійний захист підземних комунікацій — також дуже поширений шлях боротьби з утворенням на них іржі. Умови відновлення створюються подачею негативного катодного потенціалу на метал, й у такому режимі процес окислення металу не зможе протікати просто енергетично.
Хтось може запитати, чому схильні до ризику корозії поверхні просто не фарбують фарбою, чому б просто не покривати щоразу емаллю вразливу до корозії деталь? Навіщо потрібні саме різні способи?
Відповідь проста.Емаль може пошкодитися, наприклад автомобільна фарба може в непомітному місці відколотися, і кузов почне поступово і безперервно іржавіти, оскільки сірчисті з'єднання, солі, вода, кисень повітря стануть надходити до цього місця, і в результаті кузов руйнуватиметься.
Щоб такий розвиток подій запобігти, вдаються до додаткової антикорозійної обробки кузова. Автомобіль – це не емальована тарілка, яку можна у разі пошкодження емалі просто викинути, і купити нову.
Поточний стан справ
Незважаючи на вивченість і пропрацьованість явища корозії, незважаючи на застосовувані різнобічні методи захисту, корозія досі становить певну небезпеку. Трубопроводи руйнуються і це призводить до викидів нафти та газу, падають літаки, зазнають краху поїзда. Природа складніша, ніж може здатися на перший погляд, і людству належить вивчити ще багато сторін корозії.
Так, навіть корозієстійкі сплави виявляються стійкими лише в деяких передбачуваних умовах, для роботи в яких вони спочатку призначені. Наприклад, нержавіючі сталі не терплять хлоридів, і уражаються ними – виникає виразкова, точкова та міжкристальна корозія.
Зовні без натяку на іржу конструкція може раптово впасти, якщо всередині утворилися дрібні, але дуже глибокі поразки. Мікротріщини, що пронизують товщу металу непомітні зовні.
Навіть сплав не схильний до корозії може раптово розтріскатися, будучи під тривалим механічним навантаженням – просто величезна тріщина раптово зруйнує конструкцію. Таке вже траплялося у всьому світі з металевими будівельними конструкціями, механізмами, і навіть із літаками та вертольотами.
Що потрібно пам'ятати під час захисту металу від корозії?
Правильна підготовка поверхні – це найважливіша частина всього процесу консервації металу, тому що час і швидкість подальшої корозії багато в чому залежить від підготовки поверхні до фарбування. Метал слід очистити, хоча б від фрагментів, що відшаровуються, старих лакофарбових покриттів і вогнищ іржі, вимити, очистити від пилу і після цього потрібно дати йому повністю висохнути.
Відповідна фарба – призначена для фарбування даного металу та певного типу поверхні. Якщо необхідно використовувати шар грунтовки (надається виробником фарби), його не можна пропускати!
Умови нанесення – при фарбуванні на відкритому повітрі важливими є температура та загальні погодні умови. Слід уникати екстремальних погодних явищ та по можливості враховувати ризик їх виникнення, враховуючи час висихання щойно нанесеної фарби.
Для різних фарб рекомендації можуть бути різними. Часто двокомпонентні фарби вимагають трохи вищої температури нанесення ніж однокомпонентні фарби. Деякі з них вкрай нестерпні до вологи, тому що час затвердіння шару буде значно більшим. У разі дуже вологої основи фарба може не затвердіти, тому що вода зв'язує затверджувач.
Метод нанесення фарби – інструменти, що використовуються для фарбування, можуть надати поверхні певну структуру або просто служать для фарбування всієї поверхні. Забарвлення розпиленням – найшвидший спосіб, і його зазвичай вибирають для захисту великих поверхонь чи місць складної форми та/або важкодоступних місць.
Інформація, опублікована на даному веб-сайті, представлена виключно для ознайомлення, за застосування цієї інформації адміністрація сайту відповідальності не несе.
Найуразливішим матеріалом, схильним до корозійних процесів, є метал. Даний фактор пояснюється негативним впливом води та кисню, які, вступаючи в реакцію з металом, утворюють на поверхні оксид або гідроксид. Якщо вчасно не усунути вогнища, зона ураження пошириться углиб металевого виробу. Цей процес поступово зробить його малофункціональним або зовсім непридатним для застосування. Далі йтиметься про те, як видалити іржу.
Чому з'являється іржа
Процес корозії активізується внаслідок окислення заліза. Основним провокатором є вологе середовище чи вода у поєднанні з киснем. Характерні червоні плями з'являються на елементах будівельних конструкцій, автомобілях та іншому транспорті, інструментах, садово-городньому інвентарі і навіть посуді.
Крім кисню та води зруйнувати метал здатні солі. Під їх впливом утворюється агресивне середовище. Вогнища поразки поширюються з великою швидкістю. Щоб захистити залізо від швидкого руйнування, слід уважно вивчати склад засобів по догляду, наприклад, за автомобілем або сантехнікою. Іноді солі містяться у побутовій хімії. Замість якісного очищення металеві вироби окислюються. У зимовий час варто частіше мити транспорт після поїздок обробленими від снігу та зледеніння дорогами. Як посипання застосовують все ту ж сіль, що роз'їдає.
Ще одним провокатором освіти окалін є блукаючи струми.Вони становлять небезпеку переважно для наземного електротранспорту.
Помилковою вважається думка, що перемогти корозію надзвичайно складно, а іноді й неможливо. Якщо вирішити проблему розпочати своєчасно, вибрати відповідний спосіб, можна не тільки локалізувати зону ураження, але й повністю зупинити процес руйнування заліза.
Шкода від іржі чи чому з нею потрібно боротися
Іржа – не просто руді плями на виробі. Це сигнал про те, що метал зазнає руйнування. Прогресування процесу знижує міцність матеріалу. Металеві предмети поступово втрачають функціонал, стають непридатними до застосування.
Інтенсивність руйнівної сили залежить та умовами експлуатації металевих виробів. Вологе середовище прискорює корозію. Тому фахівці рекомендують періодично контролювати стан конструкцій, предметів побуту з виявлення перших ознак окислення.
Також як боротьба пропонується дотримання правил з догляду за виробами з металу.
- Регулярне очищення поверхні.
- Створення умов експлуатації із середніми та низькими показниками вологості.
- Покриття виробів захисними складами (виконується в міру зношування старого шару).
- Виключення ударного впливу на захисний шар, внаслідок якого він може зашкодити.
Зовнішнє та внутрішнє очищення труб від корозії
Труби із зовнішнього боку очистити доступніше, ніж зсередини. На поверхні добре помітні характерні ознаки корозії. Використовуючи механічний спосіб, вийде впоратися із незначним окисленням. Для видалення окалин знадобиться додаткове хімічне чищення із застосуванням спеціальних складів. Відмінно справляється із завданням видальник іржі КППС Classic.Після обробки виріб фарбують спочатку ґрунтовкою з антикорозійним ефектом, потім фарбою.
Внутрішня поверхня труб очищається складніше. Самостійно зробити це доступно лише у приватних будинках. У багатоквартирному будинку без втручання фахівців не обійтись. Щоб метал не руйнувався, необхідно регулярно проводити промивання системи хімічними засобами. Вибираються вони з урахуванням ступеня ураження внутрішньої поверхні.
Механічні способи боротьби з корозією металу
Даний метод передбачає застосування спеціальних інструментів, що допомагають відскребти ділянку на металевому виробі. Зазвичай спосіб використовують для видалення продукту окислення, що тільки що проявився, або як один з етапів комплексного чищення.
Механічне видалення продуктів окислення виконується за допомогою різних пристроїв:
- насадок для дриля;
- щіток з металу;
- шліфувальних машин;
- сталевих мочалок;
- наждакового паперу;
- інших абразивів.
Фольга – один із побутових способів видалення поверхневої іржі Джерело assets.rbl.ms
Хімічні способи видалення іржі з металу
Стійку прогресуючу іржу видаляють за допомогою хімічних засобів. Виробляють їх на основі кислот, лугів, абразивів. Кожен продукт має певну сферу застосування за типом матеріалу, що обробляється.
Цей метод має ряд переваг:
- Висока ефективність боротьби з корозією різних стадіях (від появи іржі до великої області окислення).
- Можливість очищення важкодоступних місць, з якими механічним способом не впоратися.
- Підходить для обробки тонкого металу та конструкцій складної форми.
Успіх обробки безпосередньо залежить від вибраного засобу.Не варто експериментувати з невідомими складами, краще довіритись перевіреним продуктам. Одним із таких є видальник іржі КППС Classic. Випускається він як гелю. В'язка консистенція забезпечує глибоке проникнення в мікротріщини та пори незалежно від розташування поверхні. Завдяки ретельному очищенню вдається зупинити процес руйнування. Склад добре розподіляється, прибирає руді плями та окалини, утворює захисну плівку. Після обробки забезпечується висока адгезія з наступним покриттям (грунтовкою, фарбою).
Хімічні засоби ефективно вирішують проблему та утворюють захисну плівку Джерело r1.mt.ru
Професійний засіб КППС Classic є безпечним для металу, тому його можна застосовувати в побуті. Популярність гелю на провідних торгових майданчиках обумовлена його високою якістю, якій виробник приділяє особливу увагу. Підприємство спеціалізується на випуску антикорозійних очисників. Виробничий досвід враховується під час створення кожного продукту.
Як видалити іржу в домашніх умовах
Іржаві плями у господарстві можна знайти всюди. І йдеться не лише про металеві вироби. Характерні підтікання нерідко з'являються на сантехніці, плитці, одязі. Спосіб очищення вибирають з урахуванням типу матеріалу, який потрібно обробити.
З унітазу, керамічної сантехніки, плитки
Жовті та коричневі плями на сантехніці не піддаються відтирання звичайними миючими засобами. Для їхнього видалення доцільно використовувати антикорозійний склад. Його консистенція має бути занадто рідка, щоб активні компоненти встигли проникнути вглиб структури.
Серед великої кількості спеціальних засобів важко визначитися з вибором, оскільки речовини, що діють, в їх складах використовуються різні. Для кераміки та фаянсу більше підходить кислотний очисник. Такий продукт забороняється застосовувати на емальованих ваннах через велику ймовірність пошкодження емалі.
Плями на сантехніці доцільно виводити кислотними складами Джерело img.buzzfeed.com
З одягу
Позбутися слідів іржі на одязі можна шляхом нанесення на забруднення засобу для догляду за сантехнікою. Процедуру виконують у рукавичках та масці. Небагато втративши тканину, потрібно дочекатися зникнення плями. Після цього річ прополіскують і стирають.
Альтернативний метод – використання двовідсоткової соляної кислоти. Цей спосіб підходить для тканин будь-якого типу. Одяг занурюють у кислоту і залишають доти, доки забруднення не розчиниться. Після цього виконують полоскання у розчині з нашатирю (на літр води беруть 2 ст. л. аміаку).
З садового інвентарю
Видалити плями іржі на садовому інвентарі допоможе уайт-спірит або гас. Змочивши ганчірку вибраним засобом, потрібно ретельно обробити окислену ділянку. При сильній корозії рекомендується замочити інструмент у розчиннику на кілька годин, але краще залишити в ньому на ніч.
З посуду
На металевому посуді іноді виявляються руді плями. Для очищення підходить продукт, який є на будь-якій кухні – сода. Нею ретельно натирають місця з іржею, потім витримують 2-4 години. Після цього поверхню знову протирають та обполіскують під проточною водою.
З значним шаром корозії добре справляються харчові продукти, виготовлені на основі кислоти: оцет, кетчуп, лимонна кислота.Вибраний засіб наносять на зону ураження, залишають на 1:00. По завершенню часу ще раз жорсткою частиною губки проходять поверхнею. Посуд обполіскують і протирають насухо.
Відео опис
Наочне відео про те, як прибрати іржу швидко та ефективно:
Коротко про головне
Звільнення від іржі – завдання вирішуване. Виконати її простіше, якщо правильно вибрати спосіб видалення продуктів окислення, врахувати тип матеріалу виробу, що очищається, підібрати відповідний хімічний склад. Перевагу краще віддавати перевіреним очисникам, які не завдають шкоди металевим виробам. При цьому не варто нехтувати заходами безпеки, які передбачають застосування засобів індивідуального захисту.
Реклама. АТ "КППС". ІПН: 9726068823