Ржавление это: Из-за чего металлы ржавеют

Из-за чего металлы ржавеют

Ржавчина — итог окисления металла, также общий термин для определения оксидов железа.

Что есть общего между ржавым гвоздем, проржавевшим мостом или прохудившимся железным забором? Отчего вообще ржавеют железные конструкции и изделия из железа? Что такое ржавчина как таковая? На эти вопросы постараемся дать ответы в нашей статье. Рассмотрим причины ржавления металлов и способы защиты от этого вредного для нас природного явления.

Причины ржавления

Все начинается с добычи металла. Не только железо, но и, например, алюминий, и магний – добывают изначально в виде руды. Алюминиевая, марганцевая, железная, магниевая руды содержат в себе не чистые металлы, а их химические соединения: карбонаты, оксиды, сульфиды, гидроксиды.

Это химические соединения металлов с углеродом, кислородом, серой, водой и т. д. Чистых металлов в природе раз, два и обчелся — платина, золото, серебро — благородные металлы – они встречаются в форме металлов в свободном состоянии, и не сильно стремятся к образованию химических соединений.

Однако большинство металлов в природных условиях все же не являются свободными, и чтобы высвободить их из исходных соединений, необходимо руды плавить, восстанавливать таким образом чистые металлы.

Но выплавляя металлсодержащую руду, мы хоть и получаем металл в чистом виде, это все же состояние неустойчивое, далекое от естественного природного. По этой причине чистый металл в обычных условиях окружающей среды стремится вернуться назад в исходное состояние, то есть окислиться, а это и есть коррозия металла.

Таким образом, коррозия является естественным для металлов процессом разрушения, происходящим в условиях их взаимодействия с окружающей средой. В частности ржавление — это процесс образования гидроксида железа Fe(ОН)3, который протекает в присутствии воды.

Но на руку людям играет тот естественный факт, что окислительная реакция протекает в привычной нам атмосфере не особо стремительно, она идет с очень небольшой скоростью, поэтому мосты и самолеты не разрушаются мгновенно, а кастрюли не рассыпаются на глазах в рыжий порошок. К тому же коррозию в принципе можно замедлить, прибегнув к некоторым традиционным хитростям.

Например, нержавеющая сталь не ржавеет, хотя и состоит из железа, склонного к окислению, она тем не менее не покрывается рыжим гидроксидом. А дело здесь в том, что нержавеющая сталь — это не чистое железо, нержавеющая сталь — это сплав железа и другого металла, главным образом — хрома.

Кроме хрома в состав стали могут входить никель, молибден, титан, ниобий, сера, фосфор и т. д. Добавление в сплавы дополнительных элементов, ответственных за определенные свойства получаемых сплавов, называется легированием.

Пути защиты от коррозии

Как мы отметили выше, главным легирующим элементом, добавляемым к обычной стали для придания ей антикоррозийных свойств, является хром. Хром окисляется быстрее железа, то есть принимает удар на себя. На поверхности нержавеющей стали, таким образом, появляется сначала защитная пленка из оксида хрома, которая имеет темный цвет, и не такая рыхлая как обычная железная ржавчина.

Оксид хрома не пропускает через себя вредные для железа агрессивные ионы из окружающей среды, и металл оказывается защищенным от коррозии, словно прочным герметичным защитным костюмом. То есть оксидная пленка в данном случае несет защитную функцию.

Количество хрома в нержавеющей стали, как правило, не ниже 13%, чуть меньше в нержавеющей стали содержится никеля, и в гораздо меньших количествах имеются другие легирующие добавки.

Именно благодаря защитным пленкам, принимающим на себя воздействие окружающей среды первыми, многие металлы получаются стойкими к коррозии в различных средах. Например, ложка, тарелка или кастрюля, изготовленные из алюминия, никогда особо не блестят, они, если присмотреться, имеют белесый оттенок. Это как раз оксид алюминия, который образуется при контакте чистого алюминия с воздухом, и защищает затем металл от коррозии.

Пленка оксида возникает сама, и если зачистить алюминиевую кастрюлю наждачной бумагой, то через несколько секунд блеска поверхность снова станет белесой — алюминий на зачищенной поверхности вновь окислится под действием кислорода воздуха.

Поскольку пленка оксида алюминия образуется на нем сама, без особых технологических ухищрений, она называется пассивной пленкой. Такие металлы, на которых оксидная пленка образуется естественным образом, называются пассивирующимися. В частности алюминий — пассивирующийся металл.

Некоторые металлы принудительно переводят в пассивное состояние, например высший оксид железа — Fe2О3 способен защитить железо и его сплавы на воздухе при высоких температурах и даже в воде, чем не может похвастаться ни рыжий гидроксид, ни низшие оксиды все того же железа.

Есть в явлении пассивации и нюансы. Например, в крепкой серной кислоте мгновенно пассивированная сталь оказывается устойчивой к коррозии, а в слабом растворе серной кислоты тут же начнется коррозия.

Почему так происходит? Разгадка кажущегося парадокса состоит в том, что в крепкой кислоте на поверхности нержавеющей стали мгновенно образуется пассивирующая пленка, поскольку кислота большей концентрации обладает ярко выраженными окислительными свойствами.

В то же время слабая кислота не окисляет сталь достаточно быстро, и защитная пленка не формируется, начинается просто коррозия. В таких случаях, когда окисляющая среда не достаточно агрессивна, для достижения эффекта пассивации прибегают к специальным химическим добавкам (ингибиторам, замедлителям коррозии), помогающим образованию пассивной пленки на поверхности металла.

Так как не все металлы склонны к образованию на их поверхности пассивных пленок, даже принудительно, то добавление замедлителей в окисляющую среду попросту приводит к превентивному удержанию металла в условиях восстановления, когда окисление энергетически подавляется, то есть в условиях присутствия в агрессивной среде добавки оказывается энергетически невыгодным.

Есть и другой путь удержания металла в условиях восстановления, если нет возможности использовать ингибитор, – применить более активное покрытие: оцинкованное ведро не ржавеет, поскольку цинк покрытия корродирует при контакте с окружающей средой вперед железа, то есть принимает удар на себя, являясь более активным металлом, цинк охотнее вступает в химическую реакцию.

Днище корабля часто защищено аналогичным образом: к нему крепят кусок протектора, и тогда протектор разрушается, а днище остается невредимым.

Электрохимическая антикоррозийная защита подземных коммуникаций — также весьма распространенный путь борьбы с образованием на них ржавчины. Условия восстановления создаются подачей отрицательного катодного потенциала на металл, и в таком режиме процесс окисления металла уже не сможет протекать просто энергетически.

Кто-то может спросить, почему подверженные риску коррозии поверхности просто не красят краской, почему бы просто не покрывать каждый раз эмалью уязвимую к коррозии деталь? Для чего нужны именно разные способы?

Ответ прост. Эмаль может повредиться, например автомобильная краска может в неприметном месте отколоться, и кузов начнет постепенно но непрерывно ржаветь, поскольку сернистые соединения, соли, вода, кислород воздуха, – станут поступать к этому месту, и в итоге кузов будет разрушаться.

Чтобы такое развитие событий предотвратить, прибегают к дополнительной антикоррозийной обработке кузова. Автомобиль — это не эмалированная тарелка, которую можно в случае повреждения эмали просто выбросить, и купить новую..

Текущее положение дел

Несмотря на кажущуюся изученность и проработанность явления коррозии, несмотря на применяемые разносторонние методы защит, коррозия по сей день представляет определенную опасность. Трубопроводы разрушаются и это приводит к выбросам нефти и газа, падают самолеты, терпят крушение поезда. Природа более сложна, чем может показаться на первый взгляд, и человечеству предстоит изучить еще многие стороны коррозии.

Так, даже коррозиестойкие сплавы оказываются стойкими лишь в некоторых предсказуемых условиях, для работы в которых они изначально предназначены. Например, нержавеющие стали не терпят хлоридов, и поражаются ими — возникает язвенная, точечная и межкристальная коррозия.

Внешне без намека на ржавчину конструкция может внезапно рухнуть, если внутри образовались мелкие, но очень глубокие поражения. Микротрещины, пронизывающие толщу металла незаметны снаружи.

Даже сплав не подверженный коррозии может внезапно растрескаться, будучи под длительной механической нагрузкой — просто огромная трещина внезапно разрушит конструкцию. Такое уже случалось по всему миру с металлическими строительными конструкциями, механизмами, и даже с самолетами и вертолетами.

Ранее ЭлектроВести писали, что немецкий исследовательский институт Фраунхофера по переработке материалов и ресурсным стратегиям (Fraunhofer IWKS) создал экологически устойчивый «Центр демонтажа и переработки в области электрической мобильности» (нем. — Zentrum für Demontage und Recycling — Elektromobilität ZDR-EMIL). Он разместился в городе Ханау (Hanau) в Федеральной земле Гессен при поддержке регионального министерства науки и искусств. 

По материалам: electrik.info.

Типы и причины коррозии, способы ее предотвращения Блоги по решениям для ходовых и управляющих систем

Предотвращение коррозии — важнейшая задача во многих отраслях промышленности. В отсутствие защитных мер коррозия может оказать пагубное влияние на инфраструктуру, а также безопасность и эффективность бизнеса. Риску подвержен и бюджет компаний: по результатам исследования, проведенного организацией NACE International, ежегодные затраты на борьбу с коррозией составляют 2,5 триллиона долл. США.
С другой стороны, современным инженерам-конструкторам доступно значительно больше инструментов, чем прежде. Более глубокое понимание типов и причин коррозии, усовершенствованные материалы и передовые подходы — все это помогает техническим специалистам предотвращать разрушение металлов и снижать его интенсивность.

В этой публикации представлено краткое содержание новой брошюры Parker о борьбе с коррозией.

Определение коррозии

Коррозия — это процесс, при котором инфраструктура, продукция и детали разрушаются вследствие химической либо электрохимической реакции с окружающей средой.
 

Основные типы коррозии

Сегодня в разных отраслях промышленности распространены шесть типов коррозии.
•    Электрохимическая коррозия, возникающая при контакте двух материалов с разными электрохимическими свойствами (например, сталь и латунь) в агрессивной среде и приводящая к разрушению менее устойчивого материала.
•    Точечная коррозия, при которой в металле быстро возникают глубокие и узкие отверстия, в то время как остальная поверхность остается неповрежденной. Обычно это происходит с самопассивирующимися материалами, такими как нержавеющая сталь или сплавы алюминия.

•    Равномерная коррозия, которая развивается постепенно на открытой для воздействия поверхности металла, оставляя равномерный слой отложений.
•    Щелевая коррозия, охватывающая те участки, где в небольших углублениях (выемках или углах) скапливается жидкость.
•     Межкристаллитная коррозия, которая возникает внутри зернистой структуры сплава или рядом с ней и вызывает локальные повреждения.
•    Коррозионное растрескивание под напряжением, когда материал подвергается непрерывной или меняющейся нагрузке в агрессивной среде, что приводит к появлению трещин.
 

Что вызывает коррозию?

Коррозия — результат воздействия ряда различных факторов, характерных для каждой конкретной отрасли. Ниже перечислены распространенные примеры для отдельных отраслей.
•    В сфере строительства коррозия часто возникает в ситуациях, когда металлы подвергаются воздействию природных факторов и экстремальных температур.
•    Подземные разработки обычно проводят в средах с кислой водой (нередко содержащей хлориды и сульфаты) в сочетании с высокой влажностью и температурой.
•    В лесной промышленности коррозия обычно появляется при работе на удаленных участках, когда оборудование паркуют прямо на траве или земле. За ночь там накапливается большое количество воды, которая может вызывать коррозию встроенных механических систем и компонентов.
Условия окружающей среды также влияют на скорость развития и распространение коррозии. При повышенной влажности металлы реагируют друг с другом и разрушаются гораздо быстрее, чем в сухих условиях.
В агрессивных средах обычно присутствуют следующие факторы (отдельно или в различных сочетаниях):
•    влажность;
•    экстремальные температуры;
•    сырые поверхности;
•    взвешенные в воздухе частицы;
•    соль;
•    промышленные смазочные материалы.
 

Предотвращение коррозии и защита

Инженерам доступен целый ряд методов, которые помогают снизить интенсивность коррозии или предотвратить ее возникновение. Ниже перечислены методы, более подробно описанные в брошюре о борьбе с коррозией.
•    Выбор материалов. Ключевую роль играет выбор подходящих материалов с учетом задачи и условий ее выполнения. В агрессивной среде разрушению подвержены все металлы, однако сплавы могут резко отличаться друг от друга по своим показателям. Решающее значение в этом случае имеет баланс между пределом прочности на разрыв и стойкостью к нагреву, воздействию химических веществ и коррозии.
•    Совместимость материалов. При разработке продуктов инженеры должны учитывать вероятность соприкосновения потенциально несовместимых материалов. Так, сочетания меди и нержавеющей стали или бронзы и стали могут стать причиной электрохимической коррозии. Для решения этой проблемы следует выбирать совместимые материалы и сплавы либо применять изоляцию, которая позволяет предотвратить образование электрической цепи.
•    Защитные покрытия. На некоторые металлы, такие как сталь, железо и алюминий, можно нанести защитное покрытие, устойчивое к коррозии. Чтобы выбрать оптимальную комбинацию металла и покрытия, требуется тщательно проанализировать требования к прочности, надежности, трению, моменту затяжки и коррозионной стойкости.
•    Коррозионные испытания. В ходе контролируемых испытаний можно смоделировать различные агрессивные атмосферы, включая распыленную соленую воду, солевой туман, сухость и влажность. Такие испытания обычно проводят с соблюдением очень точных параметров, например моделируют сезонные циклы, чтобы воссоздать реальные погодные условия.
•    Системы защиты от коррозии. Эффективная система защиты помогает предприятиям успешно справляться с коррозией. Мониторинг состояния и анализ журналов для учета инцидентов улучшают понимание практических аспектов, связанных с коррозией, а обмен информацией между подразделениями позволяет выявить потенциальную зависимость между капиталовложениями, методами обслуживания и сроком службы активов.
 

Борьба с коррозией: брошюра

Скачать брошюру  

Автор статьи — доктор Филипп Вагенер (Philipp Wagener)

 

 

 

 

Связанные статьи:

Пыль гораздо вреднее, чем кажется

 

Коррозия металлов

Коррозия – это самопроизвольный окислительно-восстановительный процесс разрушения металлов и сплавов вследствие взаимодействия с окружающей средой.

Различают два вида коррозии – химическую и электрохимическую. Химическая коррозия обусловлена взаимодействием металлов с веществами, содержащимися в окружающей среде. В производственных условиях такими веществами, помимо О₂, являются SO₂, CO₂, H₂S, NH₃ и др.

Химическую коррозию, обусловленную взаимодействием металлов с газами, называют газовой. Основной вклад в газовую коррозию металла вносит кислород воздуха. Различные металлы обладают различной устойчивостью по отношению к О₂. Некоторые металлы (Al, Cr, Zn, Pb, Sn) образуют на воздухе плотные пленки оксидов, не разрушающиеся при изгибе или нагревании. Такие пленки защищают металл от дальнейшего доступа к нему газов и жидкостей, и процесс коррозии резко замедляется. Оксидные пленки других металлов (например, Fe) представляют собой рыхлые, пористые, механически непрочные образования. Они не предохраняют металл от доступа к нему газов и жидкостей. Поэтому такие металлы корродируют особенно быстро.

Процесс химической коррозии Fe схематически можно представить следующими уравнениями:

2Fe + O₂=2FeO

4Fe + 3O₂ = 2Fe₂O₃

3Fe + 2O₂ =FeO · Fe₂O₃

4Fe + 3O₂ +6H₂O=4Fe(OH)₃

Fe(OH)₃=^t H₂O+FeOOH (ржавчина)

Однако наибольший вред приносит не химическая, а электрохимическая коррозия, связанная с переходом электронов от одних участков металла к другим. Химическая коррозия сопровождает электрохимическую и усиливает ее.

---

Сущность электрохимической коррозии

Металлы обычно содержат примеси других металлов и неметаллов. При соприкосновении таких  металлов с электролитом (которым может служить Н₂О, адсорбированная из воздуха, поскольку в ней как правило имеются ионы растворенных веществ) на поверхности металла возникает множество микрогальванических пар. В этих парах атомы более активного металла (обычно Fe) играют роль анода, а атомы менее активного – роль катода.

На катоде идет процесс восстановления молекул О₂ в нейтральной и щелочной средах, или ионов Н⁺ – в кислой среде.

На аноде происходит окисление атомов металла, из которых состоит анод, с образованием катионов Meⁿ⁺.

Последние переходят в электролит (растворение анода) и соединяются с ионами ОН^–, с образованием гидроксида Me(OH)_n и других продуктов. Называемых ржавчиной. В результате металл, играющий роль анода, разрушается.

Скорость электрохимической коррозии тем больше, чем дальше друг от друга расположены металлы в ряду напряжений, и чем выше температура окружающей среды.

Чистые металлы устойчивы к коррозии. Однако, так ка абсолютно чистым металлов нет, а также вследствие того, что гальваническая пара может быть образована отдельными участками одного и того же металла, находящимися в различных условиях (под разными электролитами или под одним и тем же электролитом разной концентрации), то электрохимическая коррозия имеет место всегда при соприкосновении металла с электролитом (атмосферной влагой).

Роль катода при электрохимической коррозии могут выполнять не только менее активные металлы, но и примеси неметаллов, способных принимать электроны.

Коррозия – процесс поверхностный и при отсутствии трещин внутри металла развиваться не может. Поэтому одним из способов защиты от коррозии является нанесение на поверхность металла металлических и неметаллических покрытий.

В качестве металлических покрытий используются пленки Au, Ag, Ni, Cr, Zn и других металлов, которые мало подвергаются коррозии из-за своей индифферентности или по причине образования прочных оксидных пленок. Некоторые из этих металлов (Au, Ag,  Ni, Cr), помимо защитной, выполняют и эстетическую – придают изделиям приятный внешний вид.

Различают два вида металлических покрытий – анодное и катодное. Покрытие называется

• анодным, если оно изготовлено из металла более активного, чем защищаемый;
• катодным, если изготовлено из менее активного металла.

Примером анодных покрытий для изделий из железа являются пленки из Cr, Zn, примером катодных – пленки из Ni, Sn, Ag, Au. Катодные покрытия не защищают металлы в случае нарушения их целостности (трещины, царапины), так как при наличии электролита возникает гальваническая пара, роль растворимого анода в которой играет защищаемый металл.

Неметаллические покрытия также делятся на два вида: неорганические и органические. В качестве органических покрытий используются пленки лаков, красок, пластмасс, резины, битума, в качестве неорганических – эмали.

Протекторная защита заключается в соединении защищаемого изделия проводником с протектором – пластиной из более активного металла (Al, Mg, Zn). В процессе коррозии протектор служит анодом и разрушается, предохраняя от коррозии металлическое изделие или конструкцию.

Электрохимическая (катодная) защита заключается в соединении защищаемого изделия с катодом внешнего источника тока, вследствие чего изделие становится катодом. Анодом служит вспомогательный, обычно стальной, электрод (кусок металла), который и разрушается в процессе коррозии.

---

 

Автор: Метельский А.В.
Источник: Метельский А.В., Химия в Экзаменационных вопросах и ответах, Минск, изд. «Беларуская энцыклапедыя», 1999 год
Дата в источнике: 1999 год

виды, особенности, защита от коррозии

Атмосферная коррозия металлов – один из основных факторов риска при использовании металлоконструкций на открытом воздухе. Процесс начинается под действием внешних факторов и приводит к постепенному разрушению материала.

В этом материале мы расскажем о том, как формируется такой тип коррозии, в чем его опасность и какие средства используют для защиты металла.

Понятие и виды атмосферной коррозии

Появление ржавчины стимулируется микроклиматом, наблюдаемым в нижних слоях атмосферы. Материалы без дополнительной защиты постепенно начинают страдать от такой проблемы.

При этом, атмосферная коррозия не такая стремительная и губительная, как почвенная и морская. Это дает возможность использовать специальные средства для защиты от нее и продлевать длительность эксплуатаций изделий из металла.

Особенность атмосферной коррозии заключается в том, что у разных материалов и в зависимости от климата, ее протекание сильно отличается.

Есть 3 вида атмосферной коррозии:

Сухая атмосферная коррозия

В этом случае повреждение начинается и без воздействия влаги – на поверхности металла не появляется характерной деструктивной пленки из жидкости. Для протекания процесса, нужно чтобы влажность окружающей среды была меньше 60%.

По своей сути процесс – химический. Он слишком стремителен в силу образования окислительного слоя – он постепенно замедляет распространение ржавения внутрь. Аналогичный принцип используется и при пассивации металлов.

Если рассматривать течение процесса подробнее, его делят на два этапа:

• Быстрый. Начинается при соприкосновении необработанного материала с воздухом.
• Медленный. Постепенное протекание ржавения металла после того, как на нем появился слой окислов.

При этом ржавчина, пусть и медленно, но распространяется. Поверхность постепенно темнеет, а структура материала начинает разрушаться, теряет прочность.

Интенсивность протекания процесса будет зависеть от температуры окружающей среды. Если она высокая, скорость увеличится. Толщина пленки варьируется в зависимости от самого материала. Доказано, что дополнительным стимулятором развития процесса становится рассеивание в атмосфере агрессивных газов.

Влажная атмосферная коррозия

Такой тип коррозии стимулируется появлением слоя влаги на металле. Для России такой тип повреждений наиболее характерен. Если влажность воздуха превышает 60%, риск развития коррозийного поражения увеличивается.

Уйти от него невозможно – даже при утреннем выпадении росы влажность уже оказывается достаточной, чтобы покрыть деталь опасной пленкой.

Риск поражения также увеличивается из-за высокого уровня загрязненности воздуха, контакта с агрессивными химическими средами.

Конденсация влаги проходит по трем основным механизмам:

• Химический. Влага начинает накапливаться, потому что коррозийные продукты начинают контактировать с влажным воздухом. Это усугубляет процесс, потому ржавые участки сильнее задерживают воду.
• Капиллярная. Возникает в трещинах, зазорах и щелях.
• Абсорбционная. Связана с действием одноименных сил на стальной поверхности.

Часто в развитии процесса участвуют все три механизма, но на разных этапах его появления. Итог один – материал теряет прочность и постепенно начинает разрушаться.

Мокрая атмосферная коррозия

Быстрый и опасный тип атмосферной коррозии. Начинает появляться при стопроцентной влажности воздуха, когда на металле скапливаются капли воды.

Также процесс характерен и для тех конструкций, которые постоянно помещены в воду. Если вода загрязнена, имеет повышенную кислотность или концентрацию соли, риск только увеличивается.

Как факторы влияют на появление коррозии

Когда мы рассмотрели виды атмосферной коррозии, пришло время внимательнее оценить факторы ее возникновения и развития.

На изделие их может воздействовать сразу несколько, а при усугублении влияния скорость только растет.

Среди распространенных факторов:

Повышенная влажность воздуха

Как уже было описано выше, она создает пленку разной толщины, которая начинает разрушать материал.

Главный параметр – относительная атмосферная влажность. Она начинает значительно влиять на металл, когда уровень превышает 60%.

При стопроцентной влажности, развивается мокрая коррозия, затрагивающая практически все виды материалов.

В зависимости от сплава, критический уровень влажности может меняться. Так сталь, цинк, медь и никель начинают ржаветь при показателях выше 70%. 

Техногенное загрязнение воздуха становится дополнительным фактором порчи при влажности.

Газовый состав атмосферы

Можно легко заметить, что при аналогичной влажности, уровне осадков и периодичности туманов, в разных регионах материалы ржавеют с отличной друг от друга скоростью. Причина заключается в составе атмосферы. Рассеянные в ней газы могут значительно ускорять процесс.

Наиболее опасная среди всех примесей – диоксид серы. Она дает стимулирование скорости процесса в десятки раз. Некоторые виды газов могут выступать как депассиваторы, а также отражаться на поверхности даже если она прошла обработку.

Именно по этой причине, если вы проводите установку металлоконструкции в промышленном районе с большим количеством опасных производств, нужно внимательно выбирать место. Особенно это актуально при использовании нестабильных металлов, таких, как цинк, кадмий или железо.

Также стоит отметить, что при высокой влажности этот негативный фактор только усугубляется.

Уровень содержания твердых частиц

Речь идет как про пассивные, так и про активные включения. Они влияют на электропроводность влаги, стимулируют ее накопление, выступают как депассиваторы.

К наиболее опасным соединениям относятся такие, как (Nh5)2SO4 и Na2SO4. Они могут быть рассеяны в воздухе в виде пыли и легко переносятся ветром. Именно по этой причине рядом с уже сильно проржавевшими металлическими изделиями коррозия начинает развиваться быстрее, чем в обычной обстановке.

Температура

Так как в нашей полосе наиболее распространена именно влажная или мокрая коррозия, температура играет важную роль в испарении воды. Когда столбик термометра опускается ниже, происходит медленное испарение воды, а значит, деталь ржавеет быстрее.

Также не стоит забывать и о географическом факторе. Он сочетает в себе все три описанных. В разных регионах отличается влажность, уровень осадков и другие факторы.

Кроме того, меняется состав атмосферы, наличие посторонних крупных включений и загрязнителей. Потому одинаковые по составу сплавы ржавеют с разной скоростью даже в разных районах одного города, не говоря уже о регионе.

Как протекает атмосферная коррозия?

Чтобы перейти к вопросу защиты от атмосферной коррозии, важно рассмотреть сам механизм ее протекания.

Представим металлическую заготовку и попробуем посмотреть на нее через микроскоп.

Так вы быстро увидите сформированную на поверхности тонкую пленку. Это электролит. В зависимости от того, в каких условиях хранился или использовался металл, электролит формируется из продуктов коррозии или атмосферной влаги.

При контакте с воздухом, на материале начинается развитие катодного процесса с параллельным замедлением анодного. Если атмосфера сильно загрязнена, состав электролита может меняться, на него начинают воздействовать агрессивные примеси газов и других частиц.

Когда критическая масса набирается, металл ржавеет. Процесс проникает все глубже внутрь. На финальных стадиях в листах появляются дыры, а металлические детали становятся хрупкими. Большинство механизмов защиты от действия атмосферы направлены на то, чтобы изначально не дать процессу случиться.

Как защититься от атмосферной коррозии

Защита от угрозы повреждения металла – это очень важное условие увеличения длительности эксплуатации изделий. Явление появления ржавчины хорошо изучено и для уменьшения риска используется несколько основных средств:

• Нанесение специальных покрытий. Они могут быть как металлическими, так и неметаллическими. При нанесении металлического используется цинк, никель и другие материалы. К неметаллической группе относятся многочисленные смазки, ЛКП, специальные пасты. Многие из них могут применяться не только для защиты, но и в качестве ингибиторов атмосферной коррозии на уже пораженных деталях. Так удается замедлить или блокировать распространение разрушения.
• Стабилизация уровня влажности воздуха. При условии, что воздух чистый, без сильной концентрации вредных примесей, опасных паров, уровень относительной влажности можно поддерживать на отметке в 50%. Это не устранит опасности развития сухой коррозии, но общий риск порчи значительно уменьшит.
• Использование ингибиторов. Так называются вещества, которые способны замедлить или заблокировать распространение коррозийного поражения. Обычно используются вещества летучего типа – от нитритов и бензоатов до карбонатов. Они могут применяться в различных видах – от пропитки до закачивания внутрь металлической емкости.
• Легирование. Обеспечивается на этапе выплавки стали. Такие вещества как медь, хром, никель, титан и некоторые другие помогают существенно уменьшить скорость анодной реакции. На выходе металлу также будет требоваться дополнительная защита, но и сам по себе он хорошо противостоит угрозе.

Мы знаем, как защитить материал от порчи

Так как распространение ржавчины нужно не допустить – она может полностью вывести из строя металлическое изделие, намного выгоднее изначально подумать о правильной защите. Мы справляемся с задачей методом цинкования. Он помогает создать на поверхности защитный слой, который не допускает контакта с воздухом и водой.

У нас три цеха горячего цинкования и самая глубокая ванна в Центральном федеральном округе. Это позволяет выполнять крупные заказы и работать с массивными изделиями.

Оставьте заявку на сайте или звоните нам, чтобы оформить заказ услуги или получить ответы на интересующие вас вопросы.

Вернуться к статьям

Поделиться статьей

электрохимическая коррозия, химическая коррозия, катодная коррозия, атмосферная коррозия, газовая коррозия и др.

Коррозионные процессы классифицируют по механизму взаимодействия металлов с внешней средой; по виду коррозионной среды и условиям протекания процесса; по характеру коррозионных разрушений; по видам дополнительных воздействий, которым подвергается металл одновременно с действием коррозионной среды.

По механизму процесса различают химическую и электрохимическую коррозию металлов.

Химическая коррозия — это процесс взаимодействия металла с коррозионной средой, при котором окисление металла и восстановление окислительного компонента среды протекают единовременно в одном акте. Продукты взаимодействия пространственно не разделены.
Электрохимическая коррозия — это процесс взаимодействия металла с коррозионной средой (раствором электролита), при котором ионизация атомов металла и восстановление окислительного компонента коррозионной среды протекают не в одном акте и их скорости зависят от электродного потенциала.

По виду коррозионной среды и условиям протекания различают несколько видов коррозии.

Газовая коррозия – это химическая коррозия металлов в газовой среде при минимальном содержании влаги (как правило не более 0,1%) или при высоких температурах. В химической и нефтехимической промышленности такой вид коррозии встречается часто. Например, при получении серной кислоты на стадии окисления диоксида серы, при синтезе аммиака, получении азотной кислоты и хлористого водорода, в процессах синтеза органических спиртов, крекинга нефти и т.д.

Атмосферная коррозия — это коррозия металлов в атмосфере воздуха или любого влажного газа.

Подземная коррозия — это коррозия металлов в почвах и грунтах.

Биокоррозия — это коррозия, протекающая под влиянием жизнедеятельности микроорганизмов.

Контактная коррозия — это вид коррозии, вызванный контактом металлов, имеющих разные стационарные потенциалы в данном электролите.

Радиационная коррозия – это коррозия, обусловленная действием радиоактивного излучения.

Коррозия внешним током и коррозия блуждающим током. В первом случае — это коррозия металла, возникающая под воздействием тока от внешнего источника. Во втором случае — под воздействием блуждающего тока.

Коррозия под напряжением — коррозия, вызванная одновременным воздействием коррозионной среды и механических напряжений. Если это растягивающие напряжения, то может произойти растрескивание металла. Это очень опасный вид коррозии, особенно для конструкций, испытывающих механические нагрузки (оси, рессоры, автоклавы, паровые котлы, турбины и т.д.). Если металлические изделия подвергаются циклическим растягивающим напряжениям, то можно вызвать коррозионную усталость. Происходит понижение предела усталости металла. Такому виду коррозии подвержены рессоры автомобилей, канаты, валки прокатных станов.

Коррозионная кавитация — разрушение металла, обусловленное одновременным коррозионным и ударным воздействием внешней среды.

Фреттинг-коррозия — это коррозия, вызванная одновременно вибрацией и воздействием коррозионной среды. Устранить коррозию при трении или вибрации возможно правильным выбором конструкционного материала, снижением коэффициента трения, применением покрытий и т.д.

Коррозия называется сплошной, если она охватывает всю поверхность металла. Сплошная коррозия может быть равномерной, если процесс протекает с одинаковой скоростью по всей поверхности металла, и неравномерной когда скорость процесса неодинакова на различных участках поверхности. Равномерная коррозия наблюдается, например, при коррозии железных труб на воздухе.
При избирательной коррозии разрушается одна структурная составляющая или один компонент сплава. В качестве примеров можно привести графитизацию чугуна или обесцинкование латуней.

Местная (локальная) коррозия охватывает отдельные участки поверхности металла. Местная коррозия может быть выражена в виде отдельных пятен, не сильно углубленных в толщу металла; язв – разрушений, имеющих вид раковины, сильно углубленной в толщу металла, или точек (питтингов), глубоко проникающих в металл.
Первый вид наблюдается, например, при коррозии латуни в морской воде. Язвенная коррозия отмечена у сталей в грунте, а питтинговая — у аустенитной хромоникелевой стали в морской воде.

Подповерхностная коррозия начинается на поверхности, но затем распространяется в глубине металла. Продукты коррозии оказываются сосредоточенными в полостях металла. Этот вид коррозии вызывает вспучивание и расслоение металлических изделий.

Межкристаллитная коррозия характеризуется разрушением металла по границам зерен. Она особенно опасна тем, что внешний вид металла не меняется, но он быстро теряет прочность и пластичность и легко разрушается. Связано это с образованием между зернами рыхлых малопрочных продуктов коррозии. Этому виду разрушений особенно подвержены хромистые и хромоникелевые стали, никелевые и алюминиевые сплавы.

Щелевая коррозия вызывает разрушение металла под прокладками, в зазорах, резьбовых креплениях и т.д.

Общие сведения о коррозии металла. Статьи компании «ООО «Рик-Маркет»»

Коррозия — это разрушение твердых тел, вызванное химическими и электрохимическими процессами, развивающимися на поверхности тела при его взаимодействии с внешней средой. Особенный ущерб приносит коррозия металлов. Распространенный и наиболее знакомый всем нам вид коррозии — ржавление железа. Термин «коррозия» применим к металлам, бетону, некоторым пластмассам и другим материалам. Коррозия — это физикохимическое взаимодействие металла со средой, ведущее к разрушению металла.

Трудно учесть более высокие косвенные потери от простоев и снижения производительности оборудования, подвергшегося коррозии, от нарушения нормального хода технологических процессов, от аварий, обусловленных снижением прочности металлических конструкций, и т. п. Точная оценка ущерба от коррозии железа и стали, конечно, невозможна. Однако на основе некоторых доступных данных по среднему ежегодному объёму замены гофрированных металлических крыш, проводов, трубопроводов, стальных вагонеток и других железных и стальных объектов, подверженных коррозии, можно сделать вывод, что из-за неправильной защиты ежегодные затраты на замену в среднем могут достигать 2 процентов от общего объёма используемой стали.

О коррозии металлов:

Не следует путать понятия «коррозия» и «ржавчина». Если коррозия — это процесс, то ржавчина один из его результатов. Это слово применимо только к железу, входящему в состав стали и чугуна. В дальнейшем под термином «коррозия» мы будем подразумевать коррозию металлов. Согласно международному стандарту ISO 8044 под коррозией понимают физико-химическое или химическое взаимодействие между металлом (сплавом) и средой, приводящее к ухудшению функциональных свойств металла (сплава), среды или включающей их технической системы.
Ржавчина  — это слой частично гидратированных оксидов железа, образующийся на поверхности железа и некоторых его сплавов в результате коррозии.

Кроме коррозии, металлические (в частности, строительные) конструкции подвергаются действию эрозии — разрушению поверхности материала под влиянием механического воздействия. Эрозию провоцируют дожди, ветры, песчаная пыль и прочие природные факторы.

Идеальная защита от коррозии на 80% обеспечивается правильной подготовкой поверхности под окраску и только на 20% качеством используемых лакокрасочных материалов и способом их нанесения (ISO).

Процесс коррозии:

Коррозией металлов называется самопроизвольное их разрушение вследствие химического или электрохимического взаимодействия с окружающей средой.

Среда, в которой металл подвергается коррозии (корродирует), называется коррозионной или агрессивной средой. В случае с металлами, говоря об их коррозии, имеют в виду нежелательный процесс взаимодействия металла со средой.

Стадии коррозионного процесса:

• подвод коррозионной среды к поверхности металла;
• взаимодействие среды с металлом;
• полный или частичный отвод продуктов от поверхности металла.

Классификация коррозионных процессов:

По природе разрушения различают следующие виды коррозии:

Химическая коррозия — это процесс, при котором окисление металла и восстановление окислительного компонента среды протекают в одном акте.
Химическая коррозия возможна в любой коррозионной среде, однако чаще всего она наблюдается в тех случаях, когда коррозионная среда не является электролитом (газовая коррозия, коррозия в неэлектропроводных органических жидкостях).

Электрохимическая коррозия — это разрушение металлов вследствие их электрохимического взаимодействия с электролитически проводящей средой, при котором ионизация атомов металла и восстановление окислительного компонента среды протекает не в одном акте и их скорости зависят от величины электродного потенциала металла. Этот вид коррозии наиболее распространен. При электрохимической коррозии химическое превращение вещества сопровождается выделением электрической энергии в виде постоянного тока.

Биохимическая коррозия — в случае, когда коррозия металла в морской воде усиливается под действием обрастания поверхности морскими организмами.

Электрокоррозия — усиление коррозии под действием анодной поляризации, вызванной внешним электрическим полем (например, при производстве сварочных работ на плаву, при наличии блуждающих токов в акватории).

По типу коррозионной среды:

Некоторые коррозионные среды и вызываемые ими разрушения столь характерны, что по названию этих сред классифицируются и протекающие в них коррозионные процессы.

Как правило, металлические изделия и конструкции подвергаются действию многих видов коррозии — в этих случаях говорят о действии так называемой смешанной коррозии.

Газовая коррозия — коррозия в газовой среде при высоких температурах.

Атмосферная коррозия — коррозия металла в условиях атмосферы при влажности, достаточной для образования на поверхности металла пленки электролита (особенно в присутствии агрессивных газов или аэрозолей кислот, солей и т. д.). Особенностью атмосферной коррозии является сильная зависимость ее скорости и механизма от толщины слоя влаги на поверхности металла или степени увлажнения образовавшихся продуктов коррозии.

Жидкостная коррозия — коррозия в жидких средах.

Подземная коррозия — коррозия металла в грунтах и почвах. Характерной особенностью подземной коррозии является большое различие в скорости доставки кислорода к поверхности подземных конструкций в разных почвах (в десятки тысяч раз).

По характеру разрушения коррозию различают:

Сплошная — Охватывает всю поверхность металла
Местная – Охватывает отдельные участки коррозии
Равномерная – Протекает с приблизительно одинаковой скоростью по всей поверхности
Точечная (питтинг) — В виде отдельных точек диаметром до 2 мм
Язвенная — В виде язв диаметром от 2 до 50 мм
Пятнами – В виде пятен диаметром более 50 мм и глубиной до 2 мм
Подповерхностная — Вызывает расслоение металла и вспучивание слоев
Подпленочная — Протекает под защитным покрытием металла
Межристаллитная — В виде разрушения границ зерен
Селективная (избирательная) — В виде растворения отдельных компонентов сплава
Щелевая – Развивается в щелях и узких зазорах

Mobil Delvac 1240

Масло для тяжелонагруженных дизельных двигателей

Описание продукта

Mobil Delvac 1240 – это масло для тяжелонагруженных дизельных двигателей, разработанное на основе высокоэффективных базовых масел и сбалансированного пакета присадок, включающего в себя беззольные диспергирующие и металлосодержащие моющие присадки, а также ингибиторы, предотвращающие окисление, износ, коррозию и ржавление. Это масло предназначено для широкого диапазона применений, для которых рекомендуется использование сезонного масла класса вязкости SAE 40, включая двухтактные дизельные двигатели (например, двухтактные дизельные двигатели Detroit Diesel серий 53, 71 и 92).

 

Особенности и преимущества

Особенности	Преимущества и потенциальные выгоды
Отличная термическая стабильность и стойкость к окислению	Поддерживает чистоту двигателя и увеличивает интервал замены масла
Хорошая защита от ржавления и коррозии	Длительный срок службы двигателя и смазываемых деталей

 

Применение

• Техника с дизельными двигателями, в том числе с двухтактными
• Шоссейные легкие и крупнотоннажные грузовые автомобили
• Внедорожная техника, эксплуатируемая в строительстве, горнодобывающей промышленности, при разработке карьеров и сельском хозяйстве

 

Спецификации и одобрения

Mobil Delvac 1240 рекомендуется компанией ExxonMobil для применений, где требуются:	Mobil Delvac 1240
API CF-2/CF/SF	X

 

Типичные показатели

Mobil Delvac 1240
Класс вязкости по SAE	40
Вязкость кинематическая, ASTM D445
сСт при 40°C	158
сСт при 100°C	15,5
Индекс вязкости, ASTM D2270	99
Зольность сульфатная, % мас., ASTM D874	0,8
Общее щелочное число, мг KOH/г, ASTM D 2896	7,1
Температура застывания, °C, ASTM D 97	-21
Температура вспышки, °C, ASTM D 92	247
Плотность при 15ºС, кг/л, ASTM D 4052	0,90

 

Охрана труда и техника безопасности

По имеющейся информации не ожидается, что этот продукт оказывает неблагоприятные воздействия на здоровье при использовании его по назначению и соблюдении рекомендаций, приведенных в “Бюллетене данных по безопасности”. Эти Бюллетени предоставляются по запросу местным офисом, ответственным за продажи, или через Интернет. Этот продукт не должен применяться для других целей, кроме тех, для которых он предназначен. При утилизации использованного продукта, соблюдайте меры по защите окружающей среды.

Что такое ржавчина? – NCH Europe

Большинство из нас знает ржавчину как красновато-коричневый шелушащийся слой на металле и больше не думает об этом, однако ржавчина – это термин, обычно используемый для коррозии и окисления железа и его сплавов, таких как сталь. Технически ржавчина – это гидратированный оксид железа (III), также известный как оксид железа (Fe²O³), поскольку он возникает, когда железо вступает в реакцию с кислородом и водой – эта реакция известна как окисление. Если кусок железа оставить на достаточно долгое время, подвергаясь воздействию воды и кислорода, его ржавчина неизбежна – это может занять дни, недели, месяцы или даже годы в зависимости от интенсивности его воздействия, однако он будет ржаветь, если это не так. защищен любым способом.Ржавчина очень распространена, поскольку железо легко вступает в реакцию с кислородом.

Существует не только один тип ржавчины – на самом деле существует три различных типа ржавчины. Некоторые из них встречаются чаще, чем другие, но всех можно предотвратить с помощью правильных методов предотвращения ржавчины или обработки от коррозии. К различным типам ржавчины относятся:

• Точечная коррозия и коррозия в полости – это тип ржавчины, который возникает на незащищенных сталях, используемых в инфраструктуре. Образующиеся ямки могут быстро уменьшить прочность и толщину куска металла; они варьируются от узких и глубоких до более широких и неглубоких, что не является особенно хорошими новостями!

• Контактная коррозия возникает, когда нержавеющая нержавеющая сталь контактирует с другим куском металла, который ржавеет.Это вызывает отложения оксида железа в месте контакта; однако часто он может продолжать распространяться и дальше.

• Щелевая коррозия, тип ржавления, который возникает (например) в зазоре между гайкой и болтом. Это происходит в замкнутых пространствах (отсюда и название «щелевая» коррозия).

Изменения температуры, повышенная влажность (больше влаги в воздухе для реакции) и географические факторы (ближе к морю, ветреные места, особенно дождливые и т. Д.) Могут способствовать усилению ржавчины.Ситуация еще больше усугубляется сильно соленой средой, например, в море, из-за того, что соль может увеличить скорость процесса реакции.

Как обработать металл ржавчиной (целенаправленно!)

Фото: istockphoto.com

Несмотря на то, что ржавчина нежелательна для садовых инструментов и садовой мебели, не всегда что-то удалять. Фактически, с развитием деревенских и промышленных схем декорирования все больше и больше людей принимают вид состаренного металла до такой степени, что вызывают коррозию новой металлической посуды.Металлы из железа или сплавов железа, такие как железо и сталь, конечно, ржавеют естественным образом при достаточном воздействии влаги и кислорода, но сообразительные мастера могут ускорить процесс и быстрее схватить состаренные металлические акценты, создав секретную ржавчину. решение.

Если вы хотите заржаветь петли и фурнитуру, чтобы еще больше скрыть возраст старого деревянного сундука, или вы предпочитаете внешний вид старых металлических подсвечников на столе вашего дома, следуйте этим простым шагам, чтобы ржаветь металл, и вы можете преобразовать любой объект вокруг дом.Всего за час можно добавить годы к вашим металлическим акцентам!

Инструменты и материалы

Фото: istockphoto.com

ШАГ 1. Подготовьте рабочее место.

Переместите металлический предмет, который вы хотите заржаветь, во двор или в открытый гараж в жаркий день. Прямой солнечный свет помогает ускорить процесс ржавления. Кроме того, перекись водорода и уксус могут выделять умеренный уровень дыма, поэтому вам все равно нужно работать в хорошо вентилируемом помещении.

ШАГ 2: При необходимости удалите краску.

Если ваш металл окрашен, нанесите средство для снятия краски на всю поверхность объекта в соответствии с инструкциями производителя, чтобы удалить этот цветной слой. Осторожно сотрите остатки краски скребком.

ШАГ 3: Отшлифуйте металл мелкозернистой наждачной бумагой.

Слегка отшлифуйте всю поверхность металла мелкозернистой наждачной бумагой, чтобы удалить любое имеющееся защитное покрытие, которое может предотвратить ржавчину объекта. Поместите отшлифованный предмет в центр пластикового контейнера, который стоит на твердой земле или на плоской рабочей поверхности в гараже.

ШАГ 4: Распылите белый уксус на металл и подождите несколько минут.

Надев перчатки и защитные очки, чтобы защитить себя от брызг, налейте белый уксус в пластиковую бутылку с распылителем, а затем обильно распылите на металл.

Дайте объекту высохнуть на солнце (пять минут или дольше в зависимости от размера объекта). По мере высыхания кислота уксуса начнет разъедать поверхность металла, и вы увидите, как появляется ржавчина.

ШАГ 5: Нанесите раствор перекиси водорода, уксуса и соли.

Налейте две чашки перекиси водорода, четыре столовые ложки белого уксуса и полторы чайных ложки поваренной соли в пластиковый распылитель. Энергично перемешайте бутылку, чтобы перемешать содержимое. Как только соль растворится, распылите раствор на предмет, чтобы покрыть его частично или полностью, в зависимости от желаемого эффекта. При контакте с металлом перекись должна начать пузыриться, и сразу же начнется образование ржавчины. Дайте объекту высохнуть на солнце еще пять минут или дольше, в зависимости от размера объекта.

При однократном нанесении раствора на металлическом предмете должна образоваться легкая ржавая патина. Однако для получения более глубокой и отчетливой патины повторите нанесение этого раствора для защиты от ржавчины еще до четырех раз.

ШАГ 6: Закройте металл прозрачным акриловым герметиком.

Наконец, нанесите тонкий слой прозрачного акрилового герметика на сухой заржавевший предмет. Хотя аэрозольный баллончик может указывать на то, что выбранный вами герметик предотвращает ржавчину , он не отменяет вашу работу.Он закрепит ржавчину и сохранит состаренный вид на долгие годы, создавая акриловый барьер, который не даст ему случайно испачкать любой другой металл или дерево, с которыми он вступит в контакт в будущем.

Фото: istockphoto.com

Почему некоторые вещи ржавеют?

Вы когда-нибудь видели очень старую машину? Как насчет старого металлического ключа или набора инструментов? Может быть, вы видели валяющийся старый велосипед. Если какие-то из этих вещей были заброшены и оставлены без присмотра в течение нескольких лет, они, вероятно, в плохом состоянии.На самом деле они, вероятно, приобрели красновато-коричневый цвет. Они могут даже отслаиваться во многих местах.

Что это за красновато-коричневый материал? Это пятна, на которых металл подвергся коррозии, и их называют ржавчиной. Когда металлические предметы ржавеют, они подвергаются опасности. Если в ближайшее время о них не позаботиться должным образом, они никому не пригодятся.

Но что такое ржавчина? Ржавчина – очень распространенное соединение. Его научное название – оксид железа (Fe2O3). Ржавчина образуется, когда железо и кислород вступают в реакцию в присутствии воды или влаги в воздухе.

Но знаете ли вы, что ржавчина не всегда бывает красновато-коричневого цвета? Вы бы поверили, что иногда он зеленый? Это так! Когда железо вступает в реакцию с хлоридом в подводной среде, появляется зеленая ржавчина. Иногда это можно увидеть на стали, используемой в подводных столбах.

Ржавчина возникает при коррозии железа или его сплавов, например стали. В присутствии кислорода и воды поверхность куска железа сначала подвергнется коррозии. Через некоторое время любой кусок железа полностью превратится в ржавчину и распадется.

Процесс ржавления – это реакция горения, похожая на огонь. При контакте с кислородом железо вступает в реакцию с кислородом с образованием ржавчины. Однако, в отличие от огня, реакция намного медленнее и не вызывает пламени.

Есть определенные факторы, которые могут ускорить процесс ржавления. Например, вода ускоряет реакцию. Другие вещества, такие как соль, также могут увеличить скорость процесса ржавления.

Для предотвращения ржавчины железо можно покрыть покрытием. Это предотвращает его реакцию с кислородом и водой.Один из таких процессов называется гальванизацией. Обычно это включает покрытие железного предмета слоем цинка. Цинк препятствует реакции железа с кислородом и водой с образованием ржавчины.

Другой метод предотвращения ржавчины намного проще и распространен. Что это такое? Краска! Верно. Простой слой краски может предотвратить реакцию железа с кислородом и водой в окружающей среде.

У вас дома есть ржавые предметы? Как вы можете защитить их от коррозии? Действуй быстро! Они могут не подлежать ремонту, прежде чем вы об этом узнаете.

Стандарты: CCRA.L.3, CCRA.L.6, CCRA.R.1, CCRA.R.2, CCRA.R.4, CCRA.R.10, CCRA.SL.1, NGSS.PS1.B,

Как удалить ржавчину и как ее предотвратить в первую очередь

Моя Субару 2000 года дырявая. Как и многие другие автомобили в Канаде и на севере США, он подвергается воздействию кислорода и воды, которые в сочетании с железом образуют ржавчину.Добавьте немного соли, и вы увидите, как они все работают здесь.

Я часто езжу на нем по эстакаде, где из-за ржавой арматуры бетон отслаивается и падает на дорогу внизу; К счастью, никто не погиб.

Ржавчина может быть незначительным раздражителем, если пачкает вашу одежду или ваши инструменты, или может стать серьезным бедствием для зданий и инфраструктуры.Ржавчина является результатом электрохимической реакции, которая действительно похожа на батарею; Железо превращается в оксид железа с водой в качестве электролита, фактически производя электричество.Вот почему соленая вода ржавеет быстрее, чем пресная; ионы перемещаются легче, это лучший электролит.

Цена ржавчины огромна; Только американские мосты нуждаются в ремонте на сумму 164 миллиарда долларов, и большая часть этой суммы связана с ржавчиной. Но она также поражает нас и на более личном уровне, наиболее очевидно, в наших автомобилях, а также в инструментах и ​​приспособлениях.

Когда вы соединяете железо, воду и кислород, вы получаете ржавчину, поэтому лучший способ предотвратить это – держать их отдельно; это то, что делает краска, или восковые и масляные покрытия, которые продают компании по защите автомобилей.Держите инструменты сухими; протирать велосипед после поездки; держите воду подальше, и она не может ржаветь.

Кислотная обработка

Если у вас есть ржавчина, от которой вы хотите избавиться, есть несколько методов, в основном с использованием кислоты.

В домашних условиях вы можете использовать лимонный сок (лимонная кислота) или уксус (уксусная кислота). Apartment Therapy рекомендует мыло и картофель, предполагая, что это особенно хорошо с кухонной техникой: «Разрежьте картофель пополам и накройте крышкой. открытый конец с мылом для посуды.Используйте картофель, как губку для мытья посуды, и наблюдайте, как ржавчина исчезает, когда она вступает в реакцию с мылом и картофелем ».

Более тяжелые методы включают соляную и фосфорную кислоты, которые я не рекомендую. У меня есть сгоревшая одежда, чтобы показать это.

Другой вариант – улучшить электрическую жизнь и обратить вспять процесс ржавления. Наши друзья из Instructables показывают, как можно использовать электричество для удаления ржавчины:

… в основном вы устанавливаете токопроводящий раствор и вставляете жертвенные аноды.Вы вешаете заржавевший инструмент в раствор и прикрепляете его к отрицательному концу блока питания. Вы присоединяете положительный конец к аноду и включаете питание. Ток проходит через раствор и при этом отслаивается ржавчина – отслаивание / размягчение происходит из-за реакции на поверхности хорошей стали, которая отталкивает ржавчину.

Ллойд Альтер / CC BY 2.0

Заглянув в мою книгу «Удачи в формулах» 1944 года, можно найти все виды токсичных растворов для избавления от ржавчины (цианистый калий у кого-нибудь?), А также еще одно электрохимическое средство, которое не требует добавления электричества, чтобы заставить его работать; на самом деле он строит батарею, которая, кажется, поглощает ржавчину.

“ржавый кусок соединяют с куском цинка и помещают в воду …”

Удачи в формулах / Ллойд Альтер / CC BY 2.0

Лучший способ справиться с ржавчиной – это вообще избегать ее. Держите вещи сухими; покрасить качественными красками и подкрасить, когда они потускнеют; регулярно смазывайте их маслом.

Луна ржавеет, и исследователи хотят знать, почему

Марс давно известен своей ржавчиной. Железо на его поверхности в сочетании с водой и кислородом из древнего прошлого придают Красной планете ее оттенок.Но недавно ученые были удивлены, обнаружив доказательства того, что на нашей безвоздушной Луне тоже есть ржавчина.

В новой статье в Science Advances рассматриваются данные орбитального аппарата Индийской организации космических исследований Chandrayaan-1, который обнаружил водяной лед и нанес на карту различные полезные ископаемые во время исследования поверхности Луны в 2008 году. Ведущий автор Шуай Ли из Гавайского университета имеет подробно изучил эту воду по данным прибора Moon Mineralogy Mapper, или M3, который был построен НАСА Лабораторией реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии.Вода взаимодействует с горными породами, образуя множество минералов, и M3 обнаружил спектры – или свет, отраженный от поверхностей, – которые показали, что полюса Луны имеют совсем другой состав, чем остальная часть ее.

Заинтригованная, Ли сосредоточилась на этих полярных спектрах. Хотя поверхность Луны усеяна богатыми железом камнями, он, тем не менее, был удивлен, обнаружив близкое совпадение со спектральной характеристикой гематита. Минерал представляет собой форму оксида железа или ржавчины, образующуюся при контакте железа с кислородом и водой.Но на Луне не должно быть кислорода или жидкой воды, так как же она может ржаветь?

Metal Mystery

Тайна начинается с солнечного ветра, потока заряженных частиц, истекающих от Солнца, бомбардирующих Землю и Луну водородом. Водород затрудняет образование гематита. Это так называемый восстановитель, то есть он добавляет электроны к материалам, с которыми взаимодействует. Это противоположно тому, что необходимо для производства гематита: чтобы железо ржавело, ему требуется окислитель, который удаляет электроны.И хотя у Земли есть магнитное поле, защищающее ее от этого водорода, у Луны его нет.

«Это очень загадочно, – сказал Ли. «Луна – ужасная среда для образования гематита». Поэтому он обратился к ученым из Лаборатории реактивного движения Эбигейл Фрэман и Вивиан Сан, чтобы те помогли выяснить данные M3 и подтвердить свое открытие гематита.

«Сначала я совершенно не поверил этому. Он не должен существовать, исходя из условий, существующих на Луне», – сказал Фрейман. «Но с тех пор, как мы обнаружили воду на Луне, люди стали предполагать, что может быть большее разнообразие минералов, чем мы думаем, если бы эта вода вступила в реакцию со скалами.

После внимательного изучения Фрейман и Сан пришли к выводу, что данные M3 действительно указывают на присутствие гематита на полюсах Луны. В конце концов, спектры убедительно содержали гематит, и требовалось объяснение, почему это на Луне », – сказал Сан.

Три ключевых ингредиента

В их статье предлагается трехсторонняя модель, объясняющая, как ржавчина может образоваться в такой среде. Для начала, хотя на Луне нет атмосферы, она находится в На самом деле домой следы кислорода.Источник этого кислорода: наша планета. Магнитное поле Земли тянется за планетой, как ветроуказатель. В 2007 году японский орбитальный аппарат Кагуя обнаружил, что кислород из верхних слоев атмосферы Земли может путешествовать на этом заднем магнитосферном хвосте, как это официально известно, путешествуя на расстояние 239 000 миль (385 000 километров) до Луны.

Это открытие согласуется с данными M3, которые обнаружили больше гематита на обращенной к Земле ближней стороне Луны, чем на ее обратной стороне. «Это говорит о том, что кислород Земли может быть движущей силой образования гематита», – сказал Ли.Луна медленно удалялась от Земли в течение миллиардов лет, поэтому также возможно, что через эту трещину перескочило больше кислорода, когда они были ближе друг к другу в древнем прошлом.

Тогда дело в том, что весь водород доставляется солнечным ветром. В качестве восстановителя водород должен предотвращать окисление. Но хвост магнитосферы Земли имеет посреднический эффект. Помимо доставки кислорода на Луну с нашей родной планеты, он также блокирует более 99% солнечного ветра в определенные периоды орбиты Луны (в частности, когда она находится в фазе полнолуния).Это время от времени открывает окна во время лунного цикла, когда может образоваться ржавчина.

Третий кусок головоломки – вода. В то время как большая часть Луны является сухой, водяной лед можно найти в затененных лунных кратерах на обратной стороне Луны. Но гематит был обнаружен далеко от этого льда. Вместо этого в статье основное внимание уделяется молекулам воды, обнаруженным на поверхности Луны. Ли предполагает, что быстро движущиеся частицы пыли, которые регулярно осаждают Луну, могут высвобождать эти переносимые с поверхности молекулы воды, смешивая их с железом в лунном грунте.Тепло от этих ударов может увеличить скорость окисления; Сами частицы пыли также могут нести молекулы воды, имплантируя их на поверхность, так что они смешиваются с железом. В нужные моменты, а именно, когда Луна защищена от солнечного ветра и присутствует кислород, может произойти химическая реакция, вызывающая ржавчину.

Чтобы точно определить, как вода взаимодействует с горными породами, необходимы дополнительные данные. Эти данные также могут помочь объяснить еще одну загадку: почему меньшие количества гематита также образуются на обратной стороне Луны, где кислород Земли не может достичь его.

Грядущая наука

Фрейман сказал, что эта модель может также объяснить гематит, обнаруженный на других безвоздушных телах, таких как астероиды. «Возможно, небольшие кусочки воды и воздействие частиц пыли приводят к ржавчине железа в этих телах», – сказала она.

Ли отметил, что сейчас захватывающее время для изучения Луны. Спустя почти 50 лет с момента последней посадки Аполлона Луна снова стала важным пунктом назначения. НАСА планирует отправить десятки новых инструментов и технологических экспериментов для изучения Луны в начале следующего года, а затем в 2024 году начнутся полеты людей в рамках программы Artemis.

JPL также строит новую версию M3 для орбитального корабля под названием Lunar Trailblazer. Один из его инструментов, Moon Mapper с высоким разрешением (HVM3), будет составлять карту водяного льда в постоянно затененных кратерах на Луне и, возможно, также сможет раскрыть новые подробности о гематите.

«Я думаю, что эти результаты указывают на то, что в нашей солнечной системе происходят более сложные химические процессы, чем предполагалось ранее», – сказал Сан. «Мы можем лучше понять их, отправив будущие миссии на Луну для проверки этих гипотез.«

Химическая реакция, вызывающая ржавчину

Ржавчина – это общее название оксида железа. Самая известная форма ржавчины – красноватый налет, образующий чешуйки на железе и стали (Fe ₂ O ₃ ), но ржавчина также бывает других цветов, включая желтый, коричневый, оранжевый и даже зеленый! Разные цвета отражают различный химический состав ржавчины.

Ржавчина, в частности, относится к оксидам на железе или сплавах железа, таких как сталь. Окисление других металлов имеет другие названия.Например, на серебре есть потускнение, а на меди – зеленоватый оттенок.

Ключевые выводы: как работает Rust

• Ржавчина – это общее название химического вещества, называемого оксидом железа. Технически это гидрат оксида железа, потому что чистый оксид железа – это не ржавчина.
• Ржавчина образуется при контакте железа или его сплавов с влажным воздухом. Кислород и вода в воздухе реагируют с металлом с образованием гидратированного оксида.
• Знакомая красная форма ржавчины (Fe ₂ O ₃ ), но железо имеет другие степени окисления, поэтому оно может образовывать ржавчину других цветов.

Химическая реакция, образующая ржавчину

Хотя ржавчина считается результатом реакции окисления, стоит отметить , не все оксиды железа являются ржавчиной . Ржавчина образуется, когда кислород вступает в реакцию с железом, но простого соединения железа и кислорода недостаточно. Хотя около 21% воздуха состоит из кислорода, в сухом воздухе ржавчины не происходит. Встречается во влажном воздухе и в воде. Для образования ржавчины необходимы три химиката: железо, кислород и вода.

железо + вода + кислород → гидратированный оксид железа (III)

Это пример электрохимической реакции и коррозии. Происходят две различные электрохимические реакции:

Происходит анодное растворение или окисление железа, переходящего в водный (водный) раствор:

2Fe → 2Fe ²⁺ + 4e-

Катодное восстановление кислорода, растворенного в воде, также происходит:

O ₂ + 2H ₂ O + 4e ^– → 4OH ^–

Ион железа и ион гидроксида реагируют с образованием гидроксида железа:

2Fe ²⁺ + 4OH ^– → 2Fe (OH) ₂

Оксид железа реагирует с кислородом с образованием красной ржавчины, Fe ₂ O ₃ .H ₂ O

Из-за электрохимической природы реакции растворенные в воде электролиты способствуют реакции. Например, в соленой воде ржавчина образуется быстрее, чем в чистой.

Помните, что газообразный кислород (O ₂₎ – не единственный источник кислорода в воздухе или воде. Двуокись углерода (CO ₂₎ также содержит кислород. Диоксид углерода и вода реагируют с образованием слабой угольной кислоты. Угольная кислота – лучший электролит, чем чистая вода. Когда кислота атакует железо, вода распадается на водород и кислород.Свободный кислород и растворенное железо образуют оксид железа, высвобождая электроны, которые могут течь к другой части металла. Как только начинается ржавчина, она продолжает разъедать металл.

Предотвращение ржавчины

Ржавчина хрупкая, хрупкая, прогрессирующая и ослабляет железо и сталь. Чтобы защитить железо и его сплавы от ржавчины, поверхность нужно отделить от воздуха и воды. Покрытия можно наносить на утюг. Нержавеющая сталь содержит хром, который образует оксид, подобно тому, как железо образует ржавчину.Разница в том, что оксид хрома не отслаивается, поэтому он образует защитный слой на стали.

Дополнительные ссылки

• Gräfen, H .; Horn, E.M .; Schlecker, H .; Шиндлер, Х. (2000). «Коррозия». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Wiley-VCH. DOI: 10.1002 / 14356007.b01_08
• Holleman, A. F .; Виберг, Э. (2001). Неорганическая химия . Академическая пресса. ISBN 0-12-352651-5.
• Уолдман, Дж.(2015). Ржавчина – самая долгая война . Саймон и Шустер. Нью-Йорк. ISBN 978-1-4516-9159-7.

Почему железо ржавеет (и как это предотвратить)

Железо, возможно, является одним из важнейших металлов в мире. Он относительно прочный, легкий и податливый, что делает его эффективным материалом для изготовления бесчисленных продуктов. Однако в естественном состоянии железо очень подвержено коррозии. Со временем универсальный металл подвергнется коррозии, что приведет к образованию оксида железа, который более известен как ржавчина.

Наука за ржавчиной

Железо, как и железные сплавы, ржавеет из-за химической реакции, известной как окисление. Когда железо подвергается воздействию влаги или кислорода, происходит окисление. Во время этой химической реакции железо превращается в оксид железа. Оксид железа обычно имеет красноватый шелушащийся вид, который со временем становится все хуже. Если оставить без внимания, оксид железа будет распространяться, тем самым ставя под угрозу физическую целостность железа.

Железо может ржаветь как на воздухе, так и под воздействием влаги.И кислород, и влага являются катализаторами ржавления. Когда железо подвергается воздействию воздуха или влаги, окисление превращает его в оксид железа.

Антикоррозийные средства для обработки железа

Металлообрабатывающие и производственные предприятия могут защитить свои металлические изделия от ржавчины. Например, цинкование – это распространенный процесс антикоррозийной обработки железа. Он предполагает нанесение защитного покрытия на поверхность металлической заготовки. При гальванике цинк наносится на поверхность железа.Слой цинка действует как барьер между железом и окружающей средой. В результате утюг не контактирует с воздухом или влагой. Если предположить, что слой цинка не поврежден, гальваническое железо не должно ржаветь.

Другой распространенной антикоррозийной обработкой железа является металлизация поверхности. Гальваника поверхности включает нанесение никеля или хрома. Поскольку никель и хром не содержат железа, они не подвержены коррозии. Покрытие поверхности – это более сложная антикоррозионная обработка, но она очень эффективна для защиты железа от ржавчины.

Что-нибудь простое, например, покраска поверхности железа, может защитить ее от ржавчины. Как и в случае гальванизации, окраска создает барьер на поверхности железа.