Как сделать ржавчину на металле

Искусственное ржавление металла

В последнее годы обретает все большую популярность ржавый цвет. Добиться такой расцветки можно одним из двух способов: имитировать ржавление или же заржавить металл естественным образом. О том, как сделать ржавчину различными способами, пойдет речь ниже.

Натуральная ржавчина

В данной статье не берется в расчет естественное ржавление металла, которое постепенно происходит с ним под действием окружающей среды. Ускорить появление натуральной ржавчины можно путем химической реакции, которая вызовет коррозию металла.

Прежде всего, нужно убедиться, что металл, который нужно заржавить, подвержен коррозии. Ржавлению подвержены металлы с содержанием железа. Однако многие материалы устойчивы к появлению ржавчины, например, нержавейка или хромовые сплавы. Хорошо поддаются коррозии кованое железо и чугун.

Медно-кислотный раствор

Инструкция:

1. Заливаем в емкость 60 миллилитров хлористоводородной кислоты (соляная кислота). В процессе обязательно используем защитные перчатки и очки.
2. Растворяем в кислоте немного меди (медный провод, монеты и т.п.). Емкость не нужно закрывать слишком плотно, так как в результате реакции внутри образуются газы. Таким образом, примерно через 7 дней получаем раствор, провоцирующий коррозийные процессы.
3. Удаляем остатки меди из кислоты. Разводим медно-кислотный раствор с водой в такой пропорции: на 1 часть кислоты добавляем 50 частей воды.
4. Зачищаем металл, который будем ржавить, от краски. Промываем поверхность водой с мылом.
5. Наносим на металл тонкий слой кислоты. Сделать это можно при помощи пульверизатора или кисточки. Даем материалу просохнуть на свежем воздухе. При этом, как и ранее, не забываем о мерах защиты (перчатки и очки), а также хорошей вентиляции помещения.
6. Примерно через час на металлической поверхности появится видимая ржавчина. Раствор смывать нет необходимости, так как он постепенно улетучится естественным образом. Если образовавшаяся ржавчина кажется недостаточной, можно обработать поверхность вновь.

Раствор уксуса и отбеливателя

Данная методика лучше всего подходит для металлов на основе железа или олова. Обязательное условие: поверхность не должна быть прогрунтованной или покрытой герметиком.

Инструкция:

1. Перемешиваем в емкости часть уксуса с двумя частями хлорной извести.
2. Размещаем металл в емкости так, чтобы он был полностью погружен. Ждем примерно полчаса. По истечении этого срока на поверхности появится ржавчина.
3. Обтираем материал тряпкой.
4. Пока предмет не высохнет полностью, следует избегать прямых контактов с ним, чтобы не повредить кожу хлором.
5. Закрепляем ржавчину с помощью грунтовки. Проще всего будет применить грунтовочный состав в аэрозольном баллончике.

Другие способы

Выше перечислены наиболее распространенные методы ускорения коррозийных процессов. Однако существуют и другие способы.

Ржавление с помощью перекиси водорода и соли:

1. Заливаем перекись в емкость. Желательно использовать бутылку с распылителем, так как подобным способом легче всего наносить жидкость на материал.
2. Хорошо опрыскиваем металл.
3. Посыпаем мокрую поверхность солью. Металл начнет ржаветь почти сразу. Интенсивность ржавления зависит от количества соли.
4. Даем высохнуть металлу на свежем воздухе. Поверхность нельзя вытирать до ее высыхания, иначе ржавление будет очень неравномерным. Протереть поверхность можно только после ее полного высыхания.

Ржавление с помощью перекиси водорода и уксуса:

1. Зачищаем поверхность (в случае надобности).
2. Распыляем перекись по поверхности из пульверизатора.
3. Распыляем уксус по металлу.
4. Ждем несколько часов, пока появится ржавчина.

Ржавление с помощью лимонного сока и соли:

1. Смешиваем 4 части лимонного сока с 1 частью поваренной соли.
2. Обрабатываем раствором зачищенную поверхность. Вскоре появятся следы ржавления.

Имитация ржавчины

Для того, чтобы получить эффект ржавчины необязательно портить материал. Можно имитировать ржавление. Причем придать заржавленный вид можно как металлу, так и другим материалам, в частности древесине.

Краска под ржавчину

Ржавый оттенок образуется смешением красного, желтого и коричневого пигментов. Также можно добавить немного синего — это позволит придать покрытию яркости и глубины.

Существует природный пигмент, который без всякого смешивания разных цветов дает возможность получить ржавый оттенок. Называется этот пигмент — охра (другое название — сурик железный), которая представляет собой смесь глины и гидрата окиси железа.

Природная охра не является самостоятельным видом красок. Это лишь компонент, который в том или ином количестве добавляется в лакокрасочные материалы (краски, эмали) и грунтовки. Помимо этого компонента, в красках присутствуют и другие вещества.

Пигмент отличается следующими характеристиками:

• укрывистость — от 60 до 80 граммов на квадратный метр;
• маслоемкость — от 25 до 35 граммов на 100 граммов вещества;
• PH водной вытяжки — от 7 до 8.

Охра характеризуется стойкостью к агрессивным химическим веществам (органическим растворителям, кислотам, щелочам), а также устойчивостью к свету и влажности.

Имитирующая пленка

Придать металлу ржавый вид можно с помощью специальной пленки. Ниже приведена инструкция по ее применению:

1. Обезжириваем поверхность спиртом.
2. Примеряем элементы пленки к поверхности.
3. Увлажняем металл из специального пульверизатора. К влажной поверхности пленка приклеится более качественно.
4. Отрываем пленку от подложки.
5. Приклеиваем вначале среднюю часть полотна, а затем разравниваем края по поверхности.
6. Сушим приклеенную пленку феном.

Эффект ржавчины на деревянной мебели

Имитация ржавчины может быть осуществлена не только на металле, но и на дереве.

Необходимые материалы:

• краска (2 вида);
• поваренная соль;
• наждачка;
• лак.

Одна из красок должна иметь цвет, максимально схожий с ржавчиной. Вторая краска выступает в качестве основной, она должна подходить под мебель и другие аксессуары в помещении.

Прежде чем наносить краску ржавого цвета, зачищаем поверхность древесины от всех дефектов. Можно также отлакировать дерево. Далее окрашиваем мебель краской под ржавчину и дожидаемся, пока поверхность слегка подсохнет. На еще невысохшую поверхность наносим слой поваренной соли.

Когда поверхность с нанесенной на нее солью высохнет, наносим основную краску. Дожидаемся высыхания поверхности. После этого снимаем соль мелкозернистой наждачкой. Если удалить всю соль не получится, образуется эффект легкой шероховатости, который сильнее подчеркнет ржавый цвет. Последний шаг – обработка дерева защитным слоем лака.

Эффект ржавчины придаст любому изделию совершенно уникальный, неповторимый вид. Причем сделать все это можно своими руками. Главное в процессе работы – соблюдать технологический процесс и придерживаться защитных мер, так как во многих случаях придется работать с небезопасными для здоровья химикатами.

Общие сведения о коррозии металла

Коррозия — это разрушение твердых тел, вызванное химическими и электрохимическими процессами, развивающимися на поверхности тела при его взаимо-действии 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 физико-химическое взаимодействие металла со средой, ведущее к разрушению металла.

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 тех-нической системы.

Как заржавить металл — Справочник металлиста

Экология познания. Усадьба: Иногда за считанные год-два, а то и меньше, казалось бы, новые металлоконструкции, могут покрываться слоем ржавчины. Для покраски таких поверхностей существуют лакокрасочные материалы, допускающие окраску без снятия заржавленного слоя металла.

Одно из основных условий качественной окраски, в том числе и антикоррозионной — это тщательная подготовка поверхности под покрытие. Но зачистить и подготовить металлическую поверхность, покрытую слоем ржавчины, возможно не всегда. Существуют особые лакокрасочные материалы, допускающие окраску без снятия заржавленного слоя металла.

Ржавление металлов

Металлические конструкции подвергаются ржавлению, и происходят данные процессы ступенчато, химические реакции перетекают одна в другую.

Предпосылки и условия для начала процесса ржавления: металл содержит определенные примеси (углерод и сера), к поверхности имеется доступ кислорода и вода.

Углерод и сера, входящие в состав сталей как присадки, действуют как усилители коррозии — слой образованной ржавчины разрушается, оголяется новый слой металла и процесс продолжается.

Если имеется кислая среда и/или присутствуют соли, то процессы ржавление ускоряются еще больше. Кислотность повышают вещества, которые содержатся в атмосферной воде — сернистая и карбонатная кислота. Вода вызывает коррозию незащищенных поверхностей металлов независимо от агрегатного состояния — в виде паров, жидкой фазы или льда.

Когда происходит ржавление металлов, появляющийся слой ржавчины не защищает поверхность, как в случае пассивирования (создание защитной пленки на металлах) и не может препятствовать последующей коррозии.

Ржавчина имеет рыхлую и гигроскопичную структуру, мгновенно накапливает влагу из воздуха и удерживает ее.

Как следствие, если ржавление началось, то нарастание ржавых слоев ускоряет окислительные процессы по двум причинам: уменьшается условная толщина металла и увеличивается продолжительность контактов с влагой и кислородом воздуха.

Кроме того, по плотности ржавчина со сталью не сравнится, это слабый и рыхлый слой, и как следствие, под красочным слоем образуется зона напряжений — расширение корродированного металла.

В итоге красочный слой покрывают сквозные трещины-кракелюры, и краска быстро разрушается и облетает с поверхности даже при локальном повреждении красочного покрытия.

При каких условия можно окрасить металлы без зачистки

Подготовка металлического элемента под окраску состоит из зачистки, шлифовки, огрунтовки за два раза и нанесения защитного красочного слоя под финишную отделку.

Но зачистить металлические поверхности возможно не всегда, по разным причинам — стесненность, недоступность элемента и др. В некоторых случаях возможно, да и намного проще применить специальные покрытия.

Но наличие этих особых ЛКМ конечно же, не значит, что можно обойтись вообще без подготовки под окраску. Это не так, по нескольким причинам.

Во-первых, неплотный ржавый слой поверхности накопил влагу, воздух и возможно, вещества, способные активировать коррозию даже без доступа кислорода и воды.

В таком случае под слоем любой краски реакции окисления будут продолжаться, и неизвестно, как это повлияет на красочный слой — слишком экстремальными будут условия эксплуатации ЛКМ.

Во-вторых, поверхность окрашиваемого элемента может иметь разные характеристики качества. Если ржавчина образовалась равномерным слоем малой толщины, по типу порошковой присыпки, то краска сможет сцепиться с основным металлом, проникнув через ржавый слой, и адгезия будет.

Также гарантировано отслоение красочного слоя, если на металле имеется масляный слой (например, не обезжирили прокатный профиль). Если примеси масла имеются на поверхности остаточно, то поведение красочного покрытия предсказать сложно.

О подготовке поверхности под окраску

Все металлические конструкции требуют подготовки поверхности под окраску, хотя бы по минимуму. Способы подготовки зависят от состояния этих поверхностей:

1. Если ржавчина проявлена в виде небольших пятен или равномерного тонкого слоя, то подготовка заключается в обезжиривании и обеспыливании. Протирают металлические поверхности ветошью с обильным смачиванием растворителями. Хорошим эффектом отличаются средства для обезжиривания в аэрозольных упаковках, в состав которых включены замедлители коррозии (ингибиторы), обеспечивающие снижение химической активности под красочным покрытием до нулевого уровня.
2. В случаях, когда поверхность заржавлена сильно, то зачищают ручным способом, с применением шабера. Отслаивающуюся ржавчину обдирают, а потом обрабатывают металлическими щетками. Зачистка до металлического блеска не нужна, слой ржавчины может оставаться, если он плотный, прочный и сцепленный с поверхностью металла, и желательно равномерный.

Полная просушка поверхности металла под окраску является обязательным условием. При возможности изделия выдерживают под крышей в условиях, близких к нормальным — влажности до 45% и температуре 18 — 30⁰С.

Для того, чтобы максимально качественно окрасить стационарные конструкции в атмосферных условиях, покраску приурочивают в теплой солнечной погоде, не менее трех дней до покраски.

Важно, чтобы влага испарилась из слоев ржавчины как можно больше, это значительно снизит риски быстрого повреждения красочных покрытий.

Огрунтовка

Наносить краску без предварительного снятия ржавых слоев возможно несколькими способами, но основные технологии возможны только в заводских условиях. Тяжелые металлоконструкции проходят особую защитную обработку перед отправкой на стройплощадку. Для частного строительства возможны два способа:

1. Пассивация поверхности составами, содержащими ортофосфорную кислоту, а затем покрытие двухкомпонентными красками. Данные краски относят к дорогостоящим, но эффект от их применения имеется. Слой, которым наносят двухкомпонентный состав, более толстый и образует прочную пленку. Такая пленка делает невозможным даже минимальный газообмен, кислород и водяные пары под покрытие не попадают. Кроме того, двухкомпонентные краски обладают эластичностью при высокой твердости покрытия, и набухающая ржавчина ограничивается, ее прослойка уплотняется и реакции дальнейшего окисления на поверхности под красочным слоем замедляются до нуля.
2. Нанесение слоя универсальной грунтовки, при условии пригодности состава для покрытия по ржавчине, и последующее окрашивание алкидными или полиуретановыми эмалями. Данный способ относят к бюджетным. Грунт и эмаль обеспечит защиту конструкции примерно на два-три года, после чего требуется обновлять покрытие. Слои эмали повторно обезжиривают и зачищают, и наносят поверх следующий слой. Со временем суммарная толщина покрытия будет достаточна, чтобы обеспечить полную изоляцию конструкцию от атмосферной среды.

Требования к краскам и нанесение

• Для покрытия необработанной поверхности применяют лкм, обладающие свойствами:
• Толщина образующейся атмосферостойкой пленки не меньше 150 мкм
• Замедление коррозии под слоем окраски (состав содержит ингибиторы коррозии)
• Модификация образованной ржавчины, частичная пассивация

Разные красочные составы дают различные толщины покрытия, а на итоговую стойкость к внешним воздействиям влияет качество и степень химической чистоты основания. Атмосферостойкие краски базируются на основах из органических растворителей, и имеют в составе различные добавки и присадки. Эти добавки могут дать различный эффект. В идеале — защитное покрытие действует так, что ржавчина деактивируется одновременно с нулевым выходом всех внесенных веществ. Реагенты должны вступить в реакцию, и все образовавшиеся в итоге вещества в идеале должны являться нейтральными соединениями.

Как создать эффект ржавчины на металле и других поверхностях?

На сегодняшний день эффект ржавчины – это один из самых популярных вариантов отделки металлических и иных поверхностей.

Существует два простых способа придания покрытию оттенка ржавчины: имитация ржавления и натуральное ржавление металла при помощи специальных химических реагентов.

В этой статье мы рассмотрим самые эффективные способы, как заржавить металл в домашних условиях и при промышленной обработке.

Естественная ржавчина

Как известно, любая металлическая поверхность со временем утрачивает свой первоначальный облик, теряет не только технические, но и внешние свойства.

Для металлов характерно естественное ржавление, которое происходит из-за негативного воздействия факторов окружающей среды.

При необходимости создания натуральной ржавчины на металле можно просто ускорить данный процесс путем использования химических реагентов – их действие направлено на формирование слоя коррозии металла.

Перед тем как проводить химическую реакцию, нужно удостовериться в том, что применяемый металл подвержен коррозии. Ржавчина появляется только на металлических поверхностях, в составе которых содержится железо. Некоторые же металлы более устойчивы к коррозии – зачастую это хромовые составы или так называемая нержавейка. Для химического ржавления подходят также чугун и кованое железо.

Первый метод: медно-кислотный раствор

Одним из самых простых способов создания натуральной ржавчины является применение медно-кислотного раствора. Для его изготовления не требуется наличие каких-либо специфических реагентов, самое главное в точности соблюдать технические условия и порядок выполнения операции:

1. В подготовленную (заранее очищенную) емкость заливается порядка шестидесяти миллилитров соляной кислоты. Обязательное условие — использование защитных очков и перчаток из плотной резины.
2. Далее в соляной кислоте необходимо растворить небольшое количество меди (медный провод или монетки), после чего раствор должен настояться в течение семи дней для ускорения коррозийных процессов на металле.
3. Остатки меди следует удалить из получившегося состава. Изготовленный медно-кислотных раствор развести с водой в пропорции: одна часть кислоты на пятьдесят частей воды.
4. Далее проводится зачистка металла (удаление красящего слоя, штукатурки и иных отделочных материалов), после чего поверхность тщательно промывается мыльным раствором.
5. Наносить медно-кислотный раствор необходимо при помощи специального пульверизатора или обычной строительной кисти. При этом соблюдайте все правила безопасности, уделите особое внимание вентиляции помещения.

Приблизительно через два часа после нанесения на поверхности появится ржавый эффект. Нет необходимости смывать смесь, поскольку состав самостоятельно улетучится спустя некоторое время. При недостаточном количестве образовавшейся ржавчины, процедуру можно провести повторно, дабы добиться желаемого результата.

Второй метод: уксус и отбеливатель

Есть еще один способ, как сделать ржавчину легко и быстро в домашних условиях — применение уксуса и отбеливателя.

Данный метод подойдет только для поверхностей, при отделке которых не использовалась грунтовка и различные герметические составы.

Сочетание уксуса и отбеливателя дает максимальный эффект естественного ржавления, если металлические изделия имеют в своем составе олово или железо.

Рассмотрим инструкцию покрытия металлического изделия ржавчиной:

1. На первом этапе тщательно осмотрите объект на наличие посторонних следов старых покрытий, при необходимости очистите.
2. Далее смешайте в подготовленной емкости одну часть уксуса и две части хлорной извести. Объем смеси может варьироваться в зависимости от размеров предмета, который вы собираетесь заржавить.
3. Поместите металлическое изделие в раствор на тридцать минут – за этот промежуток времени на поверхности предмета образуется потрескавшийся слой ржавчины.
4. Уберите остатки смеси при помощи обычного бумажного полотенца, а также утилизируйте оставшуюся часть уксуса и отбеливателя.
5. После того как изделие полностью высохнет, сотрите необходимую часть ржавчины (в зависимости от желаемого результата). Некоторым больше нравится толстый слой ржавого покрытия, другим же поверхностная коррозия на металле и иных поверхностях.

Для закрепления полученного эффекта на объекте используйте специальную грунтовку в аэрозоле либо матовый герметик в виде спрея.

На видео: три простых способа создания благородной ржавчины.

Имитация натуральной ржавчины на металле

Можно ли заржавить металл, не искажая натуральную структуру материала? В таких случаях используют имитацию ржавления при помощи специального красящего состава или пленки под ржавчину. Обратите внимание, что придать эффект ржавчины можно как металлу, так и иным материалам, например, древесине.

Краски и пигменты

Чтобы сделать изделие ржавым, чаще всего применяют краску под ржавчину на акриловой основе. Сейчас такую смесь можно приобрести в любом строительном магазине.

Как же создается краска под ржавчину? Ржавые оттенки образуются посредством взаимодействия коричневого, желтого и красного пигментов.

Также может добавляться синий пигмент для придания покрытию большей глубины и насыщенности цвета.

Существует и природный пигмент, который при одиночном использовании дает вид будто поверхность заржавела со временем, а не в результате декоративно-отделочных работ – это сурик железных или охра (смесь гидрата окиси железа и глины).

Природную охру не используют для покраски металлических предметов. Она лишь является основополагающим компонентом и добавляется в лакокрасочные материалы (в краски, грунтовки, эмали).

Независимо от того, какую краску вы собираетесь использовать — купленную или приготовленную самостоятельно на основе железного сурика, смесь должна наноситься на очищенную и обезжиренную поверхность. Чтобы создать правдоподобную текстуру ржавчины, краску можно нанести с помощью пористой губки или сухой кистью (для имитации подтеков).

Рекомендуем прочитать:

Краска с эффект ржавчины: средства и способы имитации коррозии

В последнее годы обретает все большую популярность ржавый цвет. Добиться такой расцветки можно одним из двух способов: имитировать ржавление или же заржавить металл естественным образом. О том, как сделать ржавчину различными способами, пойдет речь ниже.

О простых вещах-сложно. «cпящая сталь». чем смазать заржавевшие болты или не wd-40 единым…

Посвящается всем отчаявшимся и потерявшим надежду… открутить заржавевшую гайку! На улицы наших городов определенно пришла весна. Потеплело и люди с радостью начали отдавать предпочтение своим настоящим железным друзьям, хоть на время забывая про планшеты и смартфоны.

Велосипедисты, мотоциклисты и еще множество любителей сезонных средств передвижения достали свое добро и вдруг обнаружили, что что-то заржавело, что-то невозможно открутить и т.д. и т.п. Признаюсь, я один из этих, обнаруживших 🙂 И чтобы не пропал даром труд по борьбе с коррозией, решил накопленный материал оформить в хабра-статью.

Информация точно будет полезна абсолютно всем, кому хотя бы раз приходилось бороться с ржавыми деталями, не только автолюбителям и самодельщикам, но и реставраторам техники, тем кто собирается красить ржавые столбы на даче/страдает от ржавых разводов на раковине и просто желающим докопаться до сути процесса ржавления и найти методы эффективной борьбы с этой напастью.

Сегодня говорим о том, как разбудить «заснувшую сталь». Ну и, традиционно — не забудь закинуть в закладки, %USERNAME%, пригодится! 🙂

Химический background

Мы живем в мире железа и его сплавов. А там где есть железо — там обязательно будут и его оксиды в виде ржавчины. Любой железный элемент будет ржаветь на открытом воздухе, вопрос только в том, насколько быстро. При воздействии содержащихся в воздухе воды, кислорода, агрессивных газов черные металлы легко переходят в химически стойкие формы их соединений.

Этот естественный процесс перехода металлов в оксиды, гидроксиды и соли начинается с поверхности, поэтому незащищенная поверхность черных металлов всегда покрыта пленкой продуктов коррозии. Толщина этих пленок зависит от условий образования и колеблется от долей микрометра до нескольких миллиметров.

Процесс коррозии развивается со временем даже при благоприятных условиях хранения, так как многие соли гигроскопичны, а рыхлые оксидные и гидроксидные образования сорбируют и удерживают воду из воздуха, что способствует развитию процесса коррозии.

По сути, ржавление металла — это просто окисление железа кислородом воздуха, в котором вода выступает в роли «катализатора». Описывается все это тремя основными реакциями:

O2+4e-+2H2O → 4ОН-

Fe → Fe2++2е-
4Fe2++O2 → 4Fe3++2O2- Железо являясь достаточно активным металлом, отдает электроны и окисляется, вода эти электроны принимает и подщелачивает OH- ионами реакционную среду.

Ионы двухвалентного железа в комбинации с OH- выпадают в нерастворимый осадок гидроксида железа (II), который постепенно в присутствии все того же кислорода начинает формировать различные комбинации из оксидов/гидроксидов, в том числе и из-за процессов ступенчатой дегидратации.

Fe2+ + 2H2O ⇌ Fe(OH)2 + 2H+

Fe3+ + 3H2O ⇌ Fe(OH)3 + 3H+
Fe(OH)2 ⇌ FeO + H2O
Fe(OH)3 ⇌ FeO(OH) + H2O
2FeO(OH) ⇌ Fe2O3 + H2O Состав ржавчины, соответственно, медленно меняется со временем, в зависимости от условий окружающей атмосферы (избыток/недостаток кислорода и воды) Механизм образования ржавчины одной картинкой

Как уже говорилось, состав образующейся ржавчины может варьироваться в зависимости от типа стали, наличия электролитов, агрессивности воздействия и его продолжительности. В целом считается, что существует 16 оксидов железа, имеющих различную кристаллическую структуру, химический состав и валентное состояние железа, которые теоретически можно найти в ржавчине. В наших краях чаще всего ржавчина образовавшаяся при комнатной температуре может содержать гетит (α-FeO(OH)), акаганит (β-FeO(OH)), лепидокроцит (γ-FeO(OH)) и магнетит (Fe3O4;Fe(II),Fe(III)2O4). Рекомендую запомнить эти названия, они еще пригодятся. Большинство исследователей сходятся в том, что основным кристаллическим компонентом ржавчины является γ-FeO(OH), при подогреве переходящий в γ-Fe2O3. Если деталь или изделие ржавеет длительное время во влажной атмосфере, в ржавчине можно обнаружить небольшие количества Fe3O4 (часто нестехиометрического состава). Образцы ржавеющие в дистиллированной воде — это ржавчина из кристаллического α-FeO(OH), γ -FeO(OH) и Fe3O4. Если металл подвергается ржавлению в камере солевого тумана, то основным кристаллическим компонентом ржавчины является γ-FeO(OH) с пластинчатой и пористой структурой.

Хотелось бы еще напомнить о том, что соли, в частности хлорид-ионы выступают в роли своеобразного электрохимического катализатора, ускоряющего коррозию (наши зимние дороги и днища автомобилей не дадут соврать) и способствующего образованию γ-FeO(OH).

Существуют исследования, в которых авторы сравнивают ржавчину взятую на анализ в различных местностях (приморские, континентальные и т.п.).

Ржавчина, образовавшаяся в прибрежных районах, была в основном в виде крупных чешуек, в областях с высокой влажностью и хлоридами в почвах формировалась ржавчина в виде листов, порошкообразная и мелкозернистая ржавчина — удел центральных и северных территорий.

Образцы слоистой ржавчины содержали γ-Fe2O3·H2O на поверхности контакта с воздухом и Fe3O4 на поверхности контакта с металлом, α-FeOOH и δ-FeOOH были обнаружены в промежуточных слоях и в хлопьях.

Зачем я все это рассказываю, а затем, что врага надо знать в лицо. Чем точнее определить тип ржавчины — тем эффективнее можно ее растворить.

Хорошо известно, что в зависимости от условий окружающей среды может образовываться разноцветная ржавчина: красная ржавчина (гидратированный оксид Fe2O3·H2O образуется при высоком уровнях кислорода и водяных паров, чаще всего это равномерная атмосферная коррозия в очень агрессивных средах.), желтая ржавчина (т.н.

сольватированная ржавчина, растворимый FeO (OH)·H2O образуется в условиях высокой влажности, чаще всего, если металл находился в луже/стоячей воде), бурая ржавчина (сухой оксид Fe2O3, который образуется при высоком содержании кислорода и низкой влажности, чаще представляет собой локализованную ржавчину, которая проявляется в виде неоднородных пятен или только в определенных областях (загрязнения и дефекты на поверхности металла) и черная ржавчина (оксид Fe3O4 который образуется в среде с низким содержанием кислорода и низкой влажности, является устойчивым видом ржавчины, похожим на слой покрытия, возникающего при оксидировании металла).

Если в дело вступают ионы различных неорганических кислот (карбонаты, сульфаты, упомянутые уже хлориды, а также бромиды, фториды, иодиды, нитраты и селенаты) то может образовываться т.н. зеленая ржавчина Зеленая ржавчина — это общее название для различных кристаллических соединений зеленого цвета, содержащих катионы железа и упомянутые выше анионы. Образуется эта красота (?) на поверхностях из железа/чугуна/стали подвергнувшихся воздействию воды, содержащей хлорид, сульфат, карбонат или бикарбонат-ионы при чередовании аэробных/анаэробных условий. Например, в морских судах, мостах и т.п. Общий вид кристаллической структуры зеленой ржавчины представлен на картинке. В принципе, можно считать, что структура обычной «оттенков красного» ржавчины во многом похожа на зеленую, но без кислотных анионов. Хотя ржавление в целом является отрицательным аспектом, есть примеры, когда и оно служит человеку. В качестве примера можно привести воронение стволов оружия (в т.ч. обработка так называемым «ржавым лаком») и клинков самодельных ножей. Стволы ружья после обработки ржавым лакомВот так они выглядят сразу после обработки: А вот так — после полировки:
На металле формируется тонкая оксидная пленка «черной ржавчины» (описанной выше), предохраняя металл от дальнейшего окисления. Этот процесс еще называют оксидирование:Оксидирование — создание оксидной плёнки на поверхности изделия или заготовки в результате окислительно-восстановительной реакции. Оксидирование преимущественно используют для получения защитных и декоративных покрытий, а также для формирования диэлектрических слоёв.
В качестве примера можно упомянуть железную колонну (она же Кутубова колонна) в Дели — цилиндр высотой семь метров и весом в шесть с половиной тонн, входящий в состав архитектурного ансамбля Кутб-Минара, расположенного примерно в 20 километрах южнее Старого Дели. Известность колонна приобрела тем, что за 1600 лет своего существования практически избежала коррозии.
Чего там только по поводу этой колонны не предполагали, от «сделано из метеоритного железа» до «подарок Шивы». Но, традиционно, ответ оказался прост — «высокая температура и сухой воздух» спасут отца русской демократии. Тонкая оксидная пленка замечательно защищает металл от ржавчины, если на него воздействуют лишь пресная вода или сухой воздух.

Резьбовая ржавчина as is

Если кратко представить механизм ржавления резьбы, то получится что он практически не отличается от ржавления металла на поверхности. Первоначально в межрезьбовые каналы (между гайкой и болтом) попадает вода, которая в сочетании с кислородом воздуха и электронами железа запускает процессы, описанные формулами выше.

В результате этого процесса начинают формироваться оксиды и гидроксиды железа, которые в зависимости от условий претерпевают циклы гидратации/дегидратации и формируют монолитную пористую структуру.

Можно сказать, что ржавление внутри резьбы отличается от ржавления открытого металла тем, что внутри резьбы может наблюдаться недостаток кислорода и будет формироваться что-то подобное на черную ржавчину (Fe3O4). Наверное самым близким к «закисанию резьбы» явлением является ржавление железобетона. Те же условия с недостатком кислорода.

В таких условиях образующийся в результате окисления объем рыхлых оксидов значительно больше, чем объем прореагировавшего металла. Оксиды полностью заполняют все поры и неплотности (резьбы или выступов около арматуры), выступая в качестве своеобразной расклинивающей подпорки или уплотнителя.

В результате описанного процесса, медленно но неумолимо верно, ржавчина давит на все с ней контактирующее и разрушает бетон, блокирует резьбу и т.п. Существует даже такое явление как «rust packing» или «pack rust», что в переводе на великий и могучий означает «пакетная ржавчина».

Специальное расследование установило, что коррозия, возникшая в результате попадания дождевой воды на элементы металлоконструкций моста из-за нарушенных технологий дренажа, постепенно просачивалась к креплениям из железа. Крепления постепенно ржавели и по миллиметру отталкивали один угол дорожной плиты от опоры.

Когда расстояние стало достаточным для разрушения — один проехавший автомобиль послужил спусковым крючком. С тех пор в мостостроении появился новый термин и активно используется, когда при осмотре моста наблюдаются признаки накопления ржавчины между стальными пластинами и соединениями моста Бетон раздавила, разве ж с болтом не справится
Надеюсь механика процесса примерно понятна. Она нужна для того, чтобы оценить существующие методы борьбы с резбовой (почти «пакетной») ржавчиной.

Методы разрушения ржавчины внутри резьбы

В простейшем рассмотрении для того, чтобы открутить болт нужно сделать две вещи

1. Разрушить (=диспергировать) монолитную пористую массу оксидов и гидроксидов с образованием областей пониженной плотности, «дефектов» и полостей
2. Снизить трение между обломками монолитных оксидов и позволить им легко скользить друг относительно друга вместе с проворачиванием гайки

Сделать это можно различными методами:

разрушение_метод 1 — Механический