Tahap Karat

Untuk beberapa logam, karat bisa menjadi hal yang baik

Sebagai bahan yang memenuhi persyaratan industri yang tangguh dan menawarkan estetika yang menarik, logam digunakan untuk produk di mana-mana. Logam membanggakan ketahanan dan kekuatan dalam aplikasi tugas berat dan persediaan hardscape. Dalam infrastruktur, logam dapat ditata dengan berbagai cara untuk berbaur dengan tradisional dan kontemporer.

Ketika logam baru berkualitas tinggi pertama kali digiling atau dicor, logam biasanya memiliki satu warna permukaan yang seragam dan tidak ada tanda-tanda etsa atau lubang. Logam mulia seperti emas atau platinum mempertahankan permukaan yang seragam dan tidak bercacat ini di sebagian besar lingkungan. Namun, logam non-mulia mengalami proses oksidasi saat terkena udara lembab. Oksidasi ini dapat bersifat korosif, dan perlahan-lahan memakan logam, atau dapat menciptakan patina tingkat permukaan, yang mengubah tampilan logam, tetapi melindungi integritas strukturnya.

Logam dan oksidasi

Oksidasi terjadi dari waktu ke waktu sebagai logam mentah terkena udara dan kelembaban di atmosfer. Dalam pembentukan patina permanen, permukaan logam membentuk kerak, kombinasi lapisan mineral keras dan endapan korosi. Patinas dapat menghasilkan banyak corak, corak, dan warna yang berbeda karena komposisi kimia dari setiap patina unik untuk paduan dan keterpaparannya terhadap elemen. Karat mengacu pada oksida yang terbentuk pada besi dan baja:unsur coklat, hitam, dan merah bersisik yang khas dari besi dan baja berkarat adalah jenis oksida besi yang berbeda.

Patina dapat menambahkan karakter ke monumen atau karya arsitektur dan memberikan kehadiran sejarah. Ambilah Patung Liberty, simbol ikonik kebebasan dan demokrasi—rona biru-hijaunya yang kaya dihasilkan melalui oksidasi. Lapisan luar patung terdiri dari tembaga. Ketika awalnya dirakit, warnanya cokelat seragam. Seiring waktu, oksidasi dan pelapukan menghasilkan lapisan tipis karbonat tembaga di permukaan, kadang-kadang disebut verdigris, menghasilkan warna unik yang dicapai saat ini.

Beberapa paduan lebih baik daripada yang lain dalam hal oksidasi. Dalam baja, karat biasanya invasif dan korosif, memakan dan menggores logam. Langkah-langkah untuk mencegah korosi harus dilakukan sepanjang masa pakainya. Namun, untuk paduan seperti besi tuang, tembaga, aluminium, kromium, dan seng, oksida dapat membentuk lapisan yang melindungi logam dari serangan lebih lanjut. Jenis oksidasi ini tidak berbahaya dan kemampuannya untuk mengubah warna logam sering dicari karena pesona pedesaannya.

Tidak semua karat bersifat invasif

Menemukan jejak karat pada permukaan logam tidak berarti bahwa integritas strukturalnya terganggu. Paduan dan cara logam disiapkan akan menentukan apakah oksidasi bersifat invasif atau tidak. Dalam paduan seperti besi tuang, aluminium, dan tembaga, oksidasi dapat menciptakan senyawa yang kuat dan protektif yang mencegah logam di bawahnya dari lubang.

Tahap karat

Tahap 1

Selama tahap pertama karat, endapan merah, hitam, atau putih menjadi terlihat pada permukaan logam. Ini biasanya muncul di tambalan kecil karena warna keseluruhan permukaan logam menjadi lebih berbintik dan kurang seragam. Dalam besi tuang, ini adalah langkah pertama menuju pembentukan patina permanen. Baja tahan karat bergantung pada kromium oksida sebagai lapisan pelindung, bukan oksida besi, jadi karat ini adalah kegagalan lapisan pelindung itu. Namun, dalam baja tahan karat, Tahap 1 merupakan masalah dangkal yang dapat dengan mudah diperbaiki jika diinginkan.

Tahap 2

Untuk baja dan beberapa jenis besi, Tahap 2 mewakili degradasi nyata pertama pada logam, karena kerak mulai terbentuk dengan molekul yang membentuk lapisan pertama logam. Pada banyak logam besi, skala ini tidak merata, dan memulai proses pitting atau etsa yang mulai melemahkan material. Pada besi tuang, kerak yang terbentuk rata dan tidak menyebabkan goresan atau lubang.

Beberapa oksida sedang diproduksi dalam tahap ini. Oksida besi (III) oranye terang/merah yang kita kaitkan dengan karat dapat dihilangkan. Ini akan meninggalkan pigmen merah bubuk di tangan atau air hujan. Kurangnya perlekatan oksida ini karena molekul oksida besi merah lebih besar dari molekul besi tuang yang menciptakannya.

Namun, dalam besi tuang yang disiapkan dengan baik, oksida yang tidak mengelupas atau mengalir juga terbentuk secara merata. Ini lebih gelap, biasanya berwarna coklat atau tembaga. Lapisan karat ini terbentuk secara merata sehingga integritas logam dasar tidak terpengaruh.

Tahap 3

Pada Tahap 3, semua molekul permukaan yang membentuk oksida besi merah telah terlibat dan berada dalam bentuk bubuk atau butiran. Penskalaan berlanjut. Saat bubuk karat besi merah menjadi longgar dan jatuh, oksida besi yang lebih gelap tertinggal di lapisan penyegelan yang kuat. Warna logam akan menjadi gelap ke perunggu atau coklat tua saat oranye terang dan merah menghilang. Seiring waktu, patina ini akan menyebar ke seluruh permukaan. Setelah patina tercapai, itu permanen dan protektif, dan tidak memerlukan perawatan.

Jumlah waktu yang dibutuhkan untuk patinasi terjadi tergantung pada jenis paduan, keausan, dan kondisi kelembaban di sekitarnya. Untuk paduan seperti besi tuang, patinasi terjadi agak cepat. Produk logam di dekat laut juga akan mengalami patinasi cepat karena terpapar pada tingkat kelembapan yang tinggi, dan garam di udara, dibandingkan dengan produk di lingkungan yang lebih kering.

Patina pada pelat peringatan yang dapat dideteksi

Ada produk hardscape tertentu di mana patina berkarat disambut, karena efek pada warna sangat penting untuk kinerjanya. Ini adalah kasus untuk pelat peringatan yang dapat dideteksi, suatu bentuk paving taktil, di mana kontras warna sangat penting.

Pelat peringatan yang dapat dideteksi memberikan isyarat tentang navigasi perkotaan kepada pejalan kaki dengan gangguan penglihatan dengan memberi sinyal perubahan tingkat atau transisi dari trotoar ke jalan. Kubah terpotong pada pelat terasa di bawah kaki, dan patina pada pelat menawarkan kontras warna yang jelas dengan trotoar di sekitarnya.

Meskipun kontras warna dapat dicapai dengan cat atau powder coating, tidak ada alternatif yang lebih mudah selain membiarkan pelat mentah sehingga patina alami dapat berkembang. Ini berarti pelat tidak memerlukan perawatan atau sentuhan selama masa pakainya, dan patina juga akan menawarkan perlindungan terhadap lubang yang berbahaya.

Bekerja dengan karat

Langkah pertama dalam menghargai karat adalah menyadari bahwa karat tidak selalu menjadi ancaman, juga tidak harus tidak sedap dipandang. Untuk banyak paduan, karat atau patinasi adalah solusi praktis untuk menghilangkan perawatan jangka panjang. Paduan ini dilindungi oleh lapisan oksida tipis, dan bereksperimen dengan patina memungkinkan berbagai corak dan corak menjadi hidup. Sepanjang sejarah, orang-orang telah memainkan kemampuan logam untuk bertahan, alih-alih melawannya, memanfaatkan kemampuan alam untuk melindungi dan meningkatkan.