Ржавчина и «ржавая» вода
Автор: Рита,
тренер школы
2 июля 2022
В этой статье мы разберём сходства и различия двух явлений: ржавление металлических частей оборудования и воды, окрашенной в рыжий цвет.

Давайте обо всём по порядку. Начнём с грустного - ржавление металлических частей оборудования. Металлические детали довольно часто представляют из себя сплавы с большим количеством железа. Этот элемент один из самых распространённых металлических элементов на поверхности Земли (в земной коре). А во внутренних слоях — так тем более! Железо обладает множеством полезных свойств и из-за своей широкой распространённости имеет достаточно низкую себестоимость. Этим оно и привлекательно для человечества.

Железо имеет много сфер применения в улучшении нашей жизни. Видимо, чтобы не быть слишком идеальным, у этого элемента есть один серьёзный недостаток: со временем оно может необратимо окисляться в среде кислорода и воды. Атакой среды на нашей Земле предостаточно! Процесс ржавления состоит из множества стадий и продуктов. Цвета ржавчины имеют широкий спектр оттенков от жёлтого до чёрного. Но самый часто встречающийся цвет: ярко-рыжий.

Сам процесс ржавления представляет из себя разрушение материала. Его можно сравнить с кариесом на зубах. Ржавчина, образующаяся на поверхности металла, не защищает его более глубокие слои. Она достаточно пористая, поэтому пропускает воду и кислород дальше к свеженьким ещё не тронутым участкам металла. Как поётся в одной знаменитой песне: «Шоу должно продолжаться!» И оно будет продолжаться до победного конца.
Вот некоторые факторы которые могут влиять на 
скорость ржавления:
1. Состав сплава
2. Микроструктура материала
3. Качество сварочных швов
4. Повреждения, царапины и трещины
5. Возможность среды, в которой находится материал, проводить электричество
6. Ну и, само собой, количество кислорода, воды и растворённых в ней частиц, обладающих окислительной способностью.

Так! Если коррозия неизбежна, почему нельзя защитить материал? Или заменить сплав на другой, в котором нет железа?

Всё дело в увеличении себестоимости материала для оборудования. И, как следствие, сильное увеличение итоговой цены. В некоторые сплавы действительно могут добавлять элементы, замедляющие или предотвращающие коррозию. Существуют покрытия, блокирующие материал от прямого контакта с окисляющей средой. Уже существующий слой ржавчины можно убрать при помощи специальных средств.

Каждый случай индивидуален и требует своего уникального решения с оптимальным соотношением цены и качества.

К счастью для нас: ржавление — это медленный процесс. И в некоторых случаях мы в силах замедлить его ещё сильнее. К примеру, рассмотрим электрический чайник для приготовления альтернативы.
Если дно чайника быстро приобретает вид, как на изображении выше, просто попробуйте сливать воду и прослушивать чайник после заваривания кофе. Сейчас объясню, почему мне это кажется важным:

• Во-первых, как я уже говорила ранее, на процесс ржавления сильно влияет количество кислорода, воды и состав воды.
• Во-вторых, чем ниже температура воды, тем больше газов она в себе может растворять. Кислород как раз один из популярных газов в нашей атмосфере. И пусть так будет всегда!
• Следовательно, в остывшей воде может быть больше растворённого кислорода, чем в горячей! Чем больше время контакта воды и кислорода с металлом, тем быстрее будет происходить процесс ржавления.
То есть в наших силах слить остатки воды после использования чайника и оставить его с открытой крышкой на просушку. Это простое действие поможет продлить жизнь оборудования.

Если этот способ не помогает снизить скорость коррозии, только тогда можно начинать ругать состав воды или недобросовестного производителя, который захотел сэкономить на качестве материала.

Подытожу эту часть статьи:

Ржавление — один из видов коррозии материала, содержащего в своём составе железо. Это безвозвратное разрушение металла, а не наросты на нём как в случае накипи (подробнее про накипь вы можете почитать в нашей статье)
Как может ржаветь вода?
Про ржавчину всё понятно. Но как тогда может ржаветь вода? Она ведь состоит из водорода и кислорода, а не из железа!

Не совсем так. В реальной жизни вода - это всегда водные растворы разных концентраций и составов. Из первой части статьи мы помним, что в горных породах часто содержится железо. Оно встречается в форме сложных соединений.

Вода, которая попадает на землю в виде осадков, проходит через слои горных пород. Если в составе пород есть железо, оно может растворяться в воде. В воде железо может находиться в трех формах:

1. Двухвалентная форма железа.
Вода с таким составом будет абсолютно прозрачной без явных признаков большого содержания этого элемента. Далее при действии окислителей, таких как кислород, железо может окисляться и приобретать другую форму.

2. Трёхвалентная форма железа.
Итак, железо окисляется и выпадает в осадок. Но этот осадок состоит из множества маленьких частичек с одинаковым по знаку зарядом. Они отталкиваются друг от друга и образуют устойчивую взвесь (коллоидный раствор, если по-научному). Эти маленькие заряженные частички, невидимые глазу, как раз и окрашивают воду в рыжий цвет. Чем больше железа содержится в воде, тем ярче и насыщеннее будет её цвет.

Такое явление часто можно встретить в подземных водах, содержащих большое количество двухвалентного железа. Вода из скважины вытекает кристально прозрачная, но спустя полчаса контакта с воздухом она приобретает ярко-рыжий неприглядный цвет. Железо в составе такой воды было всегда, оно просто поменяло форму.

3. Органическое железо
Существует ряд микроорганизмов, которые любят «покушац» железо, содержащееся в воде.

Железо в окисленной форме может оседать на стенках трубопровода и оборудования в виде оранжевого налёта. В запущенных случаях: в виде толстого слоя оранжевой склизкой пасты.

Для здоровья человека небольшое количество железа в воде не несёт опасности. Но пить оранжевую воду — не самая приятная форма проведения досуга. К тому же железо сильно влияет на органолептические свойства воды, придавая ей своеобразный металлический привкус.

В зависимости от количества железа и от соотношения двухвалентной и трёхвалентной форм подбираются разные способы водоочистки. Хорошая новость в том, что способов избавления от этой напасти сейчас большое количество. Все вариации состава воды и цели водоочистки индивидуальны. Грамотный специалист по водоподготовке сможет подобрать лучший способ по соотношению цены и качества.
Подведём итоги:
Итак, в этой статье мы рассмотрели явления ржавления металлических частей оборудования и рыжий цвет воды. Сходства этих процессов в том, что в обоих случаях главный участник процесса: железо. Разница во всем остальном: разные формы, разные явления, разные процессы и разные способы борьбы с ними. Всё такое разное, но такое оранжевое!

Надеюсь, сегодня эта мутная рыжая тема стала для вас чуть более прозрачной.
ПРЕДЫДУщая статья