Koszty rdzy sięgają setek miliardów dolarów rocznie. Jak ludzie sobie z nią radzą?

Rdza nie tylko sprawia, że ​​powierzchnie metalowe tracą swój blask, ale także po cichu osłabia konstrukcje, powodując ogromne szkody, począwszy od rowerów na podwórkach, aż po mosty sprzed dziesięcioleci.

Czy zdarzyło Ci się zostawić metalowy rower na deszczu na kilka dni i po krótkim czasie na błyszczącej powierzchni pojawiła się czerwonobrązowa, łuszcząca się i szorstka warstwa? To rdza, „cichy wróg” metalu – zdjęcie: AI

Rdza może pojawić się wszędzie wokół nas. W rowerach czy samochodach długotrwały deszcz i wiatr mogą powodować korozję ramy i podwozia. Stare rury wodociągowe często korodują od wewnątrz, przez co woda wypływa z nich w kolorze czerwono-brązowym. Nawet w kuchni, stojąca woda wokół zlewu lub kranu może łatwo pozostawić pomarańczowo-żółte plamy, trudne do usunięcia...

Na większą skalę rdza atakuje statki i mosty stalowe i może powodować przecieki, co może prowadzić do poważnych wypadków i ogromnych strat ekonomicznych .

Jak powstaje rdza ?

Rdza jest wynikiem reakcji chemicznej zwanej utlenianiem. Kiedy powierzchnie żelaza lub stali stykają się z wodą (lub wilgocią) i tlenem z powietrza, atomy żelaza zaczynają tracić elektrony, w istocie „tracąc energię”, podczas gdy tlen „przechwytuje” te elektrony. Połączenie żelaza, tlenu i wody tworzy tlenek żelaza (Fe₂O₃), który jest znaną czerwonobrązową patyną.

Ta warstwa rdzy ma porowatą strukturę i łatwo się odrywa, co pozwala wodzie i tlenowi wnikać głęboko w głąb, powodując dalszy proces korozji. Z tego powodu niewielka plama rdzy na ramie lub poręczy samochodu może szybko się rozprzestrzenić, jeśli nie zostanie szybko usunięta.

Ponadto w środowiskach o dużym zasoleniu, takich jak obszary przybrzeżne lub obszary, gdzie do topienia lodu stosuje się sól drogową, reakcja utleniania zachodzi wielokrotnie szybciej, ponieważ sól zwiększa przewodność wody, co przyspiesza ruch elektronów w procesie korozji.

Kosztujące setki miliardów dolarów rocznie

Rdza to nie tylko problem estetyczny czy techniczny, ale także ogromne obciążenie ekonomiczne. Globalnie szacuje się, że koszty naprawy, konserwacji i wymiany skorodowanego sprzętu, pojazdów i konstrukcji sięgają setek miliardów dolarów rocznie.

W branży transportowej rdza niszczy podwozia samochodów, ramy rowerów i tory kolejowe, stwarzając zagrożenie i skracając żywotność pojazdów.

W przemyśle skorodowane rury lub zbiorniki na ropę i wodę mogą przeciekać, powodując zakłócenia w produkcji i szkody dla środowiska.

W przypadku infrastruktury mostowej i morskiej korozja stali, która nie zostanie odpowiednio wcześnie naprawiona, może doprowadzić do zawalenia się, awarii lub kosztownego remontu.

Według wielu badań, samo zastosowanie dobrych środków antykorozyjnych może pozwolić zaoszczędzić 15–35% rocznych kosztów konserwacji i wymiany, jednocześnie minimalizując ryzyko wystąpienia poważnych awarii.

Skuteczne sposoby zapobiegania rdzewieniu

Dzięki zrozumieniu chemicznego mechanizmu rdzy, ludzie znaleźli wiele rozwiązań zapobiegających lub spowalniających proces korozji. Niektóre z typowych działań obejmują:

Powłoka powierzchniowa: Farba działa jak „płaszcz przeciwdeszczowy” dla metalu. Warstwa farby zapobiega bezpośredniemu kontaktowi tlenu i wilgoci z powierzchnią żelaza i stali – dwóm niezbędnym czynnikom sprzyjającym powstawaniu rdzy. Dlatego też, od żelaznych ościeżnic, ogrodzeń, po kadłuby statków czy dźwigary mostowe, okresowe nakładanie powłoki nie tylko wydłuża żywotność, ale także utrzymuje lśniący, nowy wygląd.

Utrzymuj przedmioty w suchości: Wilgoć jest czynnikiem sprzyjającym powstawaniu rdzy. Dlatego narzędzia metalowe należy przechowywać w suchych, dobrze wentylowanych pomieszczeniach lub z osuszaczami. W przypadku urządzeń przeznaczonych do użytku na zewnątrz, osłonięcie ich przed deszczem i wiatrem również pomaga zmniejszyć ryzyko korozji.

Cynkowanie: Technika cynkowania polega na tworzeniu „ofiarnej” warstwy metalu na zewnętrznej powierzchni żelaza. Cynk utlenia się najpierw, tworząc trwałą warstwę tlenku cynku, która zapobiega przedostawaniu się tlenu i wody do żelaza znajdującego się pod spodem. Tę metodę powszechnie stosuje się w przypadku słupów energetycznych, stalowych ram konstrukcyjnych lub ogrodzeń zewnętrznych.

Zastosowanie stali nierdzewnej: Stal nierdzewna to stop żelaza z chromem i kilkoma innymi metalami. Pod wpływem powietrza chrom tworzy ultracienką warstwę tlenku chromu, setki tysięcy razy cieńszą niż włos, ale niezwykle trwałą i przezroczystą. Warstwa ta ma w szczególności zdolność do „samonaprawy”: w przypadku zarysowania chrom szybko reaguje z tlenem, regenerując warstwę ochronną. Dzięki temu stal nierdzewna jest szeroko stosowana w produkcji noży, zlewów i sprzętu medycznego .

Za pomocą transmisyjnych mikroskopów elektronowych naukowcy mogą obserwować, jak poszczególne atomy metali tracą elektrony i utleniają się. Na przykład aluminium, wystawione na działanie tlenu lub pary wodnej, natychmiast tworzy trwałą warstwę tlenku glinu, która zapobiega dalszym reakcjom, w przeciwieństwie do żelaza, które ma porowatą warstwę rdzy, umożliwiającą dalszą korozję.

Dokładniejsze badania tego procesu mogą doprowadzić do powstania trwalszych materiałów, od mostów i ogniw słonecznych po bezpieczniejsze samoloty.

MINH HAI

Source: https://tuoitre.vn/gi-set-gay-ton-hang-tram-ti-usd-moi-nam-con-nguoi-doi-pho-the-nao-20250812163539127.htm