Kako spriječiti hrđanje metala – Zaštita metala od korozije

Što je hrđanje metala?

Hrđanje metala je kemijska reakcija koja se događa kada metal reagira s kisikom i vodom, što rezultira formiranjem hrđe. Najčešći primjer hrđanja je onaj kod željeza, gdje željezo reagira s kisikom iz zraka i vodom kako bi stvorilo hrđu, odnosno željezov 3 oksid. Hrđanje se događa zbog procesa poznatim pod imenom korozija metala. Korozija je proces oštećenja metala ili legura zbog reakcije s okolišem. U slučaju hrđanja metala, korozija nastaje kada se metal izloži kisiku i vodi. Kisik djeluje kao oksidans, a voda kao elektrolit, što omogućuje nastanak elektrokemijske reakcije koja dovodi do formiranja hrđe. Tijekom hrđanja, metal reagira s kisikom kako bi stvorio metalni oksid, a voda pomaže u ubrzavanju reakcije. Hrđa je obično smeđe crvene boje, te je njena struktura veoma labava i lomljiva koja se lako rasipa pri dodiru. Kako bi se spriječilo hrđanje metala, mogu se primijeniti razni postupci i premazi koji štite metal od izravnog kontakta s kisikom i vodom, a više o tome ćemo reći u nastavku teksta.

Kako nastaje hrđanje metala?

Hrđanje metala nastaje zbog složene serije kemijskih reakcija koje uključuju metal, kisik i vodu. Kada metal bude izložen atmosferskom kisiku, kisik iz zraka reagira s površinom metala i stvara oksidacijski sloj, koji nije vidljiv golim okom. Hrđanje metala se ubrzava prisutnošću vode ili vlage. Voda djeluje kao elektrolit, što znači da omogućuje provođenje električne struje, a elektrolitska svojstva vode pomažu u stvaranju reakcije između metala i kisika. Elektrokemijska reakcija se događa na površini metala. Unutar hrđe dolazi do dviju suprotno usmjerenih polovica, a to su anoda i katoda. Anoda je područje na kojem se metal oksidira, dok je katoda područje gdje se smanjuje kisik. Voda služi kao elektrolit koji omogućuje prijenos elektrona između anode i katode. Na anodi, metal se oksidira, ispuštajući elektrone, što uzrokuje oksidaciju metala i stvaranje pozitivno nabijenih iona metala. Na katodi, kisik se smanjuje uzimanjem elektrona iz vode i stvaranjem hidroksidnih iona. Rezultat ovih reakcija je stvaranje hrđe, koja je spoj metalnih oksida i hidroksida.

Kako se može spriječiti hrđanje metala?

Postoji nekoliko metoda i postupaka kojima se može spriječiti hrđanje metala. Nanos zaštitnih premaza, poput boje, laka ili premaza otpornih na koroziju, na površinu metala može stvoriti barijeru između metala i okoliša, te sprječavaju kontakt metala s kisikom i vodom, s čime se smanjuje rizik od hrđanja. Galvanska zaštita je upotreba anoda od drugih metala s većom sposobnošću oksidacije pričvršćenih na metal koji treba zaštititu, a ova tehnika stvara elektrokemijsku reakciju u kojoj anoda hrđa umjesto glavnog metala. Pocinčavanje je postupak nanošenja sloja cinka na površinu metala. Cink djeluje kao zaštitna barijera koja štiti metal od izravnog kontakta s kisikom i vodom. Korištenje nehrđajućeg čelika je učinkovit način sprječavanja hrđanja, jer nehrđajući čelik sadrži u sebi legure poput kroma koje stvaraju zaštitni oksidni sloj na površini metala te sprječava kontakt metala s okolišem, što smanjuje mogućnost hrđanja. Veoma je bitno osigurati dobru ventilaciju i suhi okoliš kako bi se smanjila vlaga i spriječilo hrđanje metala. Ujedno, bitno je održavati i redovito čistit metal kako bi se sprječilo hrđanje.