Ржавчина обходится в сотни миллиардов долларов каждый год. Как люди с ней справляются?

Ржавчина не только лишает металлические поверхности блеска, но и незаметно ослабляет конструкции, нанося огромный ущерб — от велосипедов во дворе до мостов, которым десятки лет.

Вы когда-нибудь оставляли металлический велосипед под дождём на несколько дней, и через короткое время его блестящая поверхность становилась красновато-коричневой, шелушащейся и шершавой? Это ржавчина, «тихий враг» металла. Фото: AI

Ржавчина может появиться повсюду. На велосипедах и автомобилях продолжительные дожди и ветер разъедают раму и шасси. Старые водопроводные трубы часто корродируют изнутри, из-за чего вода вытекает красновато-коричневой. Даже на кухне застоявшаяся вода возле раковины или крана может легко оставить оранжево-жёлтые пятна, которые трудно удалить...

В более крупных масштабах ржавчина поражает суда и стальные мосты и может вызвать протечки, что приводит к серьезным инцидентам и огромным экономическим потерям.

Как образуется ржавчина ?

Ржавчина — это результат химической реакции, называемой окислением. Когда поверхность железа или стали контактирует с водой (или влагой) и кислородом воздуха, атомы железа начинают терять электроны, то есть «теряют энергию», в то время как кислород «забирает» эти электроны. Соединение железа, кислорода и воды образует оксид железа (Fe₂O₃), который и представляет собой знакомую красновато-коричневую патину.

Этот слой ржавчины имеет пористую структуру и легко отслаивается, позволяя воде и кислороду проникать глубоко внутрь, что приводит к дальнейшему развитию коррозии. Именно поэтому небольшое пятнышко ржавчины на раме или поручне автомобиля может быстро распространиться, если его не устранить вовремя.

Кроме того, в соленой среде, например, в прибрежных районах или районах, где для растапливания льда на дорогах используется соль, реакция окисления происходит во много раз быстрее, поскольку соль увеличивает проводимость воды, помогая электронам двигаться быстрее в процессе коррозии.

Ежегодные расходы составляют сотни миллиардов долларов

Ржавчина — это не только эстетическая или техническая проблема, но и огромная экономическая проблема. Во всем мире расходы на ремонт, обслуживание и замену корродированного оборудования, транспортных средств и конструкций оцениваются в сотни миллиардов долларов ежегодно.

В транспортной отрасли ржавчина повреждает шасси автомобилей, рамы велосипедов и железнодорожные пути, создавая небезопасные условия и сокращая срок службы транспортного средства.

В промышленном секторе корродированные нефтяные и водопроводные трубы или резервуары могут давать течь, вызывая сбои в производстве и нанося ущерб окружающей среде.

Коррозия стали, которая не устраняется своевременно, может привести к обрушению, поломке или дорогостоящему капитальному ремонту дорожной и мостовой инфраструктуры, а также морских сооружений.

По данным многих исследований, применение только качественных мер по борьбе с ржавчиной может сэкономить 15–35 % годовых затрат на техническое обслуживание и замену, одновременно сводя к минимуму риск серьезных инцидентов.

Эффективные способы предотвращения ржавчины

Благодаря пониманию химического механизма образования ржавчины, люди нашли множество решений для предотвращения или замедления процесса коррозии. Вот некоторые распространённые меры:

Покрытие поверхности: краска действует как «плащ» для металла. Слой краски предотвращает прямой контакт кислорода и влаги с поверхностью железа и стали – двумя необходимыми факторами образования ржавчины. Поэтому периодическое покрытие не только продлевает срок службы железных дверных рам, ограждений, корпусов кораблей и мостовых балок, но и сохраняет их блестящий новый вид.

Держите предметы сухими: влага — один из основных факторов появления ржавчины. Поэтому металлические инструменты следует хранить в сухом, хорошо проветриваемом помещении или с осушителем воздуха. Укрытие наружной техники от дождя и ветра также поможет снизить риск коррозии.

Гальванизация: метод гальванизации создаёт «жертвенный» слой металла на внешней поверхности железа. Сначала цинк окисляется, образуя прочный слой оксида цинка, который предотвращает доступ кислорода и воды к железу под ним. Этот метод широко применяется для опор линий электропередач, стальных каркасов и уличных ограждений.

Использование нержавеющей стали: Нержавеющая сталь — это сплав железа с хромом и некоторыми другими металлами. На воздухе хром образует сверхтонкий слой оксида хрома, в сотни тысяч раз тоньше волоса, но при этом чрезвычайно прочный и прозрачный. В частности, этот слой обладает способностью к «самозалечиванию»: при царапине хром быстро реагирует с кислородом, восстанавливая защитный слой. Благодаря этому нержавеющая сталь широко используется в производстве ножей, раковин и медицинского оборудования.

Используя просвечивающую электронную микроскопию, учёные могут наблюдать, как отдельные атомы металлов теряют электроны и окисляются. Например, алюминий при контакте с кислородом или водяным паром мгновенно образует прочный слой оксида алюминия, который останавливает реакцию, в отличие от железа, у которого есть пористый слой ржавчины, способствующий дальнейшему развитию коррозии.

Более глубокие исследования этого процесса могут помочь в создании более прочных материалов — от мостов и солнечных батарей до более безопасных самолетов.

МИНЬ ХАЙ

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