Onderwerp:
- Korozja i rdza
- Zwalcz rdzę
- Zapobiegaj rdzy
- Korozja wżerowa
- Korozja kontaktowa
Korozja i rdza:
Pojęcia korozji i rdzy są ze sobą ściśle powiązane. Rdza jest skutkiem korozji. Jednak te dwa pojęcia są często używane zamiennie.
- Korozja to ogólny termin określający niszczenie materiałów w wyniku reakcji (chemicznej) z otoczeniem;
- Rdza pojawia się na powierzchni żelaza lub stali w wyniku kontaktu z wodą i tlenem. Rdza odnosi się do utleniania żelaza, które jest również formą korozji.
Gdy tylko metale zostaną wystawione na działanie normalnej atmosfery (powietrza zewnętrznego), metal ten utworzy wiązanie chemiczne z tlenem. W takim przypadku metal rdzewieje. Rdzę można rozpoznać po czerwono-brązowej warstwie, która pojawia się na metalu i powstaje, gdy żelazo reaguje z tlenem, w obecności wilgoci z zewnętrznego powietrza lub wody. Jest to mieszanina tlenku żelaza i wodorotlenku żelaza. Rdza nadal się rozwija i może całkowicie pożreć metal. Z biegiem czasu całe żelazo zamieniło się w rdzę i tym samym utraciło swoje korzystne właściwości.
Jeśli żelazo zostanie wystawione na działanie tlenu i wody, z czasem tlen i żelazo połączą się na poziomie atomowym. W ten sposób powstaje nowy związek: tlenek żelaza. Woda przyspiesza cały proces, ponieważ pełni rolę katalizatora. Małe cząsteczki wody wnikają w metal i tworzą jeszcze więcej kwasów, co dodatkowo naraża metal na tworzenie się tlenków. Rdzewienie następuje jeszcze szybciej w wodzie morskiej ze względu na wyższe stężenie jonów chlorku sodu.
Pod lakierem samochodu mogą pojawić się plamy rdzy. Dzieje się tak dlatego, że lakier jest również mniej lub bardziej porowaty i dlatego może przepuszczać wilgoć i tlen. Aby utrzymać szczelną warstwę lakieru, warto regularnie woskować samochód. Zwłaszcza zimą, gdy jest dużo wilgoci i solanki, ta ostatnia metoda jest dobrym sposobem na maksymalne zapobieganie rdzy.
Jeśli pojawią się głębokie rysy lub odpryski od kamieni, warstwa ochronna farby w tym obszarze zniknie, a okolice również mogą zacząć rdzewieć. Dlatego mądrze jest jak najszybciej zatuszować te miejsca pisakiem lub zlecić ich ponowne spryskanie.
Na zdjęciu poniżej widzimy VW Garbusa z zardzewiałymi częściami nadwozia. Pojazd ten objęty jest pozycją „Wędka na szczury”. Pojazdy przerobione na Rad Rot składają się z celowo zużytych i niepomalowanych części (w tym przypadku rdzy) oraz części wyrzuconych.
W bardzo nielicznych przypadkach widać rdzę. Jednak prędzej czy później każdy pojazd będzie musiał sobie z tym poradzić. Oprócz wilgotnego klimatu w Holandii, w zimie solanka znajdująca się na nawierzchni drogi wiąże się ze zwiększonym ryzykiem wystąpienia rdzy. Oprócz części kosmetycznych uszkodzenie może dotyczyć również części podwozia lub nadwozia. W dłuższej perspektywie może to prowadzić do powstania niebezpiecznego pojazdu i odrzucenia go podczas przeglądu technicznego.
Producenci samochodów starają się, aby materiały w samochodzie i wokół niego były jak najbardziej odporne na rdzę. Oto niektóre z zabiegów antykorozyjnych:
- cynkowanie nadwozia;
- stosować zabiegi woskowe;
- nałożyć warstwy podkładu i lakieru bazowego;
- nakładać wysokiej jakości warstwy lakieru.
Zwalczanie rdzy:
Rdza powstaje w wyniku połączenia żelaza z tlenem. Błędem jest sądzić, że rdzę można zwalczyć, upewniając się, że do żelaza nie dociera już tlen. Stal nie jest jednorodną substancją, ale mieszanką materiałów, które łączą się podczas recyklingu, na przykład starych wraków samochodów. Stal zawiera także inne metale. Pomiędzy kryształami dwóch różnych materiałów występuje niewielka różnica napięcia, w której przewodząca ciecz może zapewnić kontakt między kryształami. Powstały prąd elektryczny zapewnia, że najmniej szlachetny metal przejdzie do roztworu. Na przykład, jeśli prąd przepływa pomiędzy żelazem i miedzią, żelazo się rozpuszcza. Rozpuszczone cząsteczki żelaza łączą się z tlenem. Przy najmniejszej ilości wody w warstwie ciała, nawet jeśli jest to tylko jedna cząsteczka wody, proces zostaje zachowany.
Jeżeli pod farbą pojawiła się rdza, nie ma sensu jej spryskiwać. Rdza w dalszym ciągu wżera się pod warstwę farby. Ponieważ objętość skały jest większa niż stali, warstwa farby w końcu pęknie. Tworzy to otwór, przez który może przedostać się dodatkowa woda i przyspieszyć proces rdzy. Aby zwalczyć rdzę, stal jest odrdzewiana poprzez piaskowanie powierzchni. Następnie tak szybko, jak to możliwe, nakłada się warstwę podkładową odporną na rdzę. Nie należy z tym czekać zbyt długo, w przeciwnym razie wilgoć z powietrza zewnętrznego zwiąże się z cząsteczkami żelaza.
Pod warstwą farby tworzy się rdza. Dlatego też rdza w początkowej fazie nie zawsze jest łatwa do rozpoznania. Cztery poniższe zdjęcia przedstawiają belkę skrzynkową VW Golfa IV, w której usunięto zardzewiały metal. Przed rozpoczęciem prac na krawędzi pod parapetem znajdował się jedynie luźny bitum. Dźwigary skrzynkowe nie wykazały żadnych nieprawidłowości. Po usunięciu bitumu widoczne stały się brązowe krawędzie. Metal wokół niego był już skorodowany do tego stopnia, że łatwo się odłamał. Zdjęcia pokazują jak rdza może zachowywać się pod asfaltem.
Zapobieganie rdzy:
W pierwszym akapicie w zestawieniu środków zapobiegających rdzewieniu wspomniano o „cynkowaniu”. Producenci podczas produkcji samochodu nakładają cienką warstwę cynku. Zapewnia to tak zwaną ochronę katodową. Ponieważ elektrony częściej uciekają z cynku, cynk rozpuszcza się wcześniej niż żelazo. Cynk łatwiej wiąże się z tlenem w powietrzu. Cynk jest dość twardy i tworzy warstwę uszczelniającą. W przypadku głębokich zadrapań przez warstwę farby i cynku na stali, stal prawie nie reaguje. Jeśli w pobliżu jest wystarczająca ilość cynku, prąd elektryczny będzie płynął we właściwym kierunku. Z tego powodu cynk zapewnia długotrwałą ochronę przed korozją i rdzą.
Stal ocynkowana ma nie tylko zalety. Wraz ze wzrostem zmniejsza się ilość czystej stali. Producenci potrzebują stali bezcynkowej między innymi do produkcji części silników. Cynk ma właściwość tworzenia pęcherzyków w stali, co powoduje powstawanie słabych punktów.
Korozja wżerowa:
Wżery to lokalny atak na powierzchnię materiału. Korozja wżerowa występuje w materiałach, które chronią się przed korozją warstwą tlenku i występuje głównie w przypadku uszkodzenia tej warstwy tlenku. Korozja wżerowa szybko i głęboko wnika w materiał. To jest najbardziej niebezpieczne, bo materiał pozornie nadal wygląda dobrze, a głębokość korozji nie jest dostatecznie widoczna.
Poniższy rysunek przedstawia przekrój obiektu stalowego z korozją wżerową. Na górze widać jedynie niewielką ilość rdzy. „Wgłębienie” w rdzy odsłania otwór, który pojawił się w stali.
Korozję wżerową możemy spotkać między innymi w przewodach hamulcowych. Gdy otwór stanie się głębszy, istnieje ryzyko wycieku płynu hamulcowego.
Korozja kontaktowa:
Dzieje się tak, gdy dwa różne metale stykają się ze sobą. Pomiędzy tymi dwoma metalami powstaje różnica napięcia, powodująca reakcję. Widzimy to na przykład, gdy śruba ze stali nierdzewnej jest przykręcana do blachy stalowej ocynkowanej. Szlachetniejszy metal sprzyja korozji i dlatego rdzewieje. Nazywa się to korozją kontaktową.
Poniższy rysunek przedstawia dwa przykłady elementu magnezowego, na przykład skrzyni biegów, który jest zabezpieczony śrubą wykonaną ze stopu żelaza. Kiedy powierzchnia styku jest wystawiona na działanie wody, pomiędzy dwoma metalami wytwarza się prąd elektryczny, co prowadzi do korozji kontaktowej. Jednocześnie magnez ulega rozkładowi. Korozji kontaktowej można zapobiec poprzez zahamowanie przepływu prądu elektrycznego pomiędzy dwoma metalami poprzez pokrycie śruby nieprzewodzącą, a zatem izolującą warstwą.
Poniższa tabela pokazuje różne kombinacje materiałów (na przykład części silnika lub obudowa skrzyni biegów) oraz wpływ, jaki wybór materiałów na śrubę lub wkręt wpływa na korozję kontaktową.
