科譜:鋼琴生鏽 – 琴弦篇

形樂鋼琴調音維修 Kata Music Piano Tuning In Hong Kong &Bull; Rust Header

最近聽到關於鋼琴生鏽 (主要是調音釘和琴弦) 的討論。好奇的是,我聽到的說法傾向是以自認為常理 (Common Sense) 來做結論。但是常理啊,不一定是真理。所以,本文來聊一聊琴弦生鏽其實是甚麼一回事。

雖然調音釘 (Tuning Pins) 也經常生鏽,外觀比琴弦生鏽更難看。可是,調音釘與鋼琴的聲音無直接關係,而且調音釘本體較粗,不似琴弦易斷。所以本文將集中討論琴弦。敬請留意。

大眾對鐵鏽的印象

科譜之前,先敘述一下我常聽到觀點:

1) 生鏽了的弦線,很容易會斷。如果鋼琴音準偏低,調高至標準音高 (拉緊弦線) 的話就必會斷弦。
2) 鐵鏽是外物,黏在弦線上會影響音色。所以除鏽後能回復原來音色。
3) 除鏽是保養鋼琴的一部分。

雖然看似是合理的因果關係,但其實是過度簡單化及誤解生鏽這一件事。

鐵鏽的化學解釋

鏽 (Rust) 是腐蝕 (Corrosion) 的一種,是鐵質與外來物質產生化學作用而生成的。這外來物質主要是氧氣和水,它們可從空氣或以物理方式接觸到琴裏面的鋼鐵零件。當水份很充足而且帶有鹽份 (海邊) 的時候,鹽份將加速分解水份子而令生鏽的化學作用速度加倍。因此,海邊的金屬都特別容易生鏽。

形樂鋼琴調音維修 Kata Music Piano Tuning In Hong Kong &Bull; Img 0206
鐵鏽生成的化學作用:鐵 + 氧 + 水 → 鐵鏽

看不明化學程式?沒關係~附圖是希望帶出:鐵鏽並非無中生有,是由物件 (琴弦) 本身的鐵成份轉換而生的無害產物。鏽越多,物件本體的鐵成份就越少,像圖片中崩了一樣。弦線如果也崩了,才是斷弦風險升高的主要原因。

斷弦風險之高低

雖說生鏽了的弦線會變得較容易斷,這風險有高低之別。

照理說,弦線崩得越厲害,斷弦的風險就會越高。崩得輕微,風險就相對較低。弦線到底崩得有多嚴重,肉眼不易觀察出來。不過,我們可以透過觀察鐵鏽的款式來推論腐蝕方式,從而推測風險水平。

為此,以下簡單介紹一下在鋼琴常見的腐蝕方式。

常見的金屬腐蝕方式

鐵鏽形成的方式不止一種,也會形成不一樣的外觀。以下主要介紹在鋼琴會見到的腐蝕方式 (2)。

全面腐蝕 (General Corrosion / Uniform Corrosion)

一般常見的鏽蝕。由高濕度及高氧氣環境下引致,鐵鏽會平均地在金屬的表面形成。

形樂鋼琴調音維修 Kata Music Piano Tuning In Hong Kong &Bull; Img 0216
圖源:Facebook

由於鐵鏽是各種化學組合的氧化鐵之統稱,細心觀察可發現不止一種顏色的鐵鏽。例如高濕度下會產生紅鏽 (Red Rust),較低濕度下會產生啡鏽 (Brown Rust) (3)。

形樂鋼琴調音維修 Kata Music Piano Tuning In Hong Kong &Bull; Boston Rust
圖源:Facebook

此圖的生鏽也算是全面腐蝕,只是環境濕度可能較低,鏽蝕得不全面。

全部琴弦生鏽的情況常見於村屋、西貢、將軍澳等潮濕地方。就我的經驗,只要鋼琴本身質量不錯 (如日本製),就算弦線全面生鏽,都可以照樣調音。就算因為要將偏低的音準升回標準而大幅度拉緊弦線,一般都不成問題。

形樂鋼琴調音維修 Kata Music Piano Tuning In Hong Kong &Bull; Img 0217

我也不是沒有調斷過弦線,我只是覺得琴弦是消耗品,斷了就換吧。如果真的因為調音而斷了很多條弦,那部琴本身應該不止有生鏽的問題,例如質量差的弦線先天就易斷,是一分錢一分貨的問題。

局部腐蝕 (Localised Corrosion)

這種腐蝕會局部攻擊的金屬表面,由於攻擊集中,毁壞程度可以很高。

以下兩種都屬局部腐蝕的一種:

點蝕 (Pitting Corrosion)

會在金屬表面形成小洞。

上圖的局部生鏽成因是由蟑螂在上面生蛋所致。昆蟲的分泌物帶酸性,加上水氣就會大大加速生鏽速度。鏽蝕會集中於蟑螂爬過的地方,造成點蝕。

另外的例子:天花板滴水在鋼琴的某一個位置會造成範圍較大的局部腐蝕。

縫隙腐蝕 (Crevice Corrosion)

在兩件金屬之間的縫隙發生腐蝕。

就算弦線都全面腐蝕了,低音弦大都會斷在末端卷住的這部份,剛好就是不同部份的弦線會接觸很多的地方。所以縫隙腐蝕的破壞力比較大吧。

圖中還可見到我做了的駁弦。由此可見,儘管弦那條弦的表面都是鐵鏽,弦線本身其實還可以承受正常的拉力。

不同類型的點蝕

圖片很清楚地展示了不同的點蝕方式。「Narrow, deep」的的斷弦風險會較高,不過弦線要如何腐蝕,我們不會知道,所以風險高低其實很難猜。

圖源:D&D Coatings

從腐蝕方式評估斷弦風險之高低

以上簡單介紹了全面腐蝕和局部腐蝕的分別。我們現在可以不同的腐蝕方式來評估生鏽的琴弦到底崩了多少。

就我的經驗,全部弦線生鏽 (全面腐蝕) 的鋼琴大多可以正常調音。照理論去理解,因為生鏽得平均,腐蝕的平均,不會在弦線上造成弱點。

可是,若弦線上有一點一點的鏽蝕 (局部腐蝕),我會格外小心,因為這種鏽蝕集中,容易造成弦線的弱點。因為琴弦本身就被拉扯着,弦線承受不了時會從弱點處開始龜裂,最終斷掉。

形樂鋼琴調音維修 Kata Music Piano Tuning In Hong Kong &Bull; Corrosion Mode Chi
原圖圖源:Yasser Sharifi (1)
形樂鋼琴調音維修 Kata Music Piano Tuning In Hong Kong &Bull; Action Tension
原圖圖源:調律師が教える歴史と音とメカニズム, Isbn: 9784865592344

弦線日常就承受150至200磅的拉力 (Tension)。調音釘其實也會承受拉力和扭力,可是要跟比直徑1mm還幼的弦線比較,直徑7mm的調音釘生鏽實在不算甚麼。

相關案例

形樂鋼琴調音維修 Kata Music Piano Tuning In Hong Kong &Bull; Img 0216
圖源:Facebook

全面 + 縫隙腐蝕

其實這幅圖不僅是全面腐蝕,調音釘和弦線之間似乎也會有縫隙腐蝕。總體來說,這款紅鏽看似發生了較長時間,要幫這部琴調音的話還真的駭人。

不過,只要在適當的地方加潤滑油,調音時再多加提防,這種琴還是可以調的。例如先調鬆弦線,磨一磨鐵鏽,嘗試減少阻力後才拉緊弦線。

多種局部腐蝕:點蝕 + 縫隙腐蝕

因琴主近年不多彈琴,平日更會鎖住三角琴。某日琴主發現斷弦,琴弦也呈不規模的黑點。因為三角琴長期關緊,黑點也許是低氧環境下產生的黑鏽 (Black Rust)。黑鏽相對穩定,不會快速蔓延。

這個斷弦很特別,斷點位於銅線以下的弦線。腐蝕集中在4條弦,不僅弦線的鋼鐵部份生鏽,連銅也氧化了。如此可推斷有外來液體滴到那處區域 (不過琴主完全沒印象)。

形樂鋼琴調音維修 Kata Music Piano Tuning In Hong Kong &Bull; Copper Rust
圖源:Facebook

全面 + 縫隙腐蝕 (嚴重版)

到底琴還能不能調,還要視乎鏽蝕的程度。像這種連銅線都變綠的腐蝕程度,實在是鏽得太厲害了。我猜整條鋼弦其實也差不多被腐蝕到底,一動便會斷。

遇到這個情況,我也猜鋼琴的木材已經發霉,應該會很臭。載上口罩,宣佈投降吧!

形樂鋼琴調音維修 Kata Music Piano Tuning In Hong Kong &Bull; Felt Rust
圖源:Facebook

局部腐蝕

這生鏽只發生在絨布的一片區域上,可以推斷腐蝕跟絨布有關。絨布 (化纖或純棉) 其實是容易吸收水份的材料,若布料不知為何吸了水,就會惹它上面的弦線生鏽。

也有一種情況是絨布本身從生產過程中吸收了酸性物質,引致與它接觸的弦嚴重生鏽。這情況其實常常發生在古鍵琴 (Harpsichord) 中,因為它們都是少量製作,材料源頭不穩定,製造者有時不幸地買到到帶酸的絨布。

因上圖只有3組弦線生鏽,而且腐蝕厲害,估計是絨布從左側吸了水份所致。很可能是人為錯誤呢。至於斷弦風險,其實是有的。這區的弦線拉力比擊弦部份更高,而且靠近調音釘,生鏽的部份會頻頻被拉扯,令斷弦風險更高。可加一些潤滑油來減低摩擦力,也許能減低斷兔風險。

能用在鋼琴的除鏽方法

坊間 (鋼琴以外) 的除鏽方法有幾種,如將鐵鏽磨走、用溶液溶掉鐵鏽、用特別的化學液體使鐵鏽變成保護層等等。以上的除了磨走鐵鏽之外,其他都不太實際。例如,若要將琴弦和調音釘拿下來泡溶液,工程甚大 (費用高昂),不如換新?將鐵鏽轉成保護層後會變黑,更加醜怪!

所以,最後只能靠打磨來除鏽。坊間其實也不乏除鏽用品,不外乎磨砂類的布、磚、棉、擦膠和刷,也有專用來打磨調音釘的橡皮工具。

✓除鏽、✘不除鏽的理由

✓ 去除影響音色的外物

常聽到一種說法:弦線上的鐵鏽是外物,會影響聲音,所以應該除掉。除掉鐵鏽亦可以回復本來音色。我不反對「鐵鏽是外物」的說法,因為它的化學成份已跟琴弦無關。這「外物」也有可能會影響弦線的彈性,直接影響音色。因此希望除掉鐵鏽也不無道理。

✓✘ 打磨除鏽不能快

要為整部鋼琴除鏽的所花費的工夫和時間其實也不少。如果想加快速度,就要用粗一點的材料來打磨。不過,這樣就會對被打磨的東西傷害較大。

如果除鏽服務的收費很便宜,我們又怎能確定在這打磨過程中不會傷到弦線?若在這過程中進一步傷及琴弦,令琴弦更易斷,豈不是得不償失?

容易毁掉低音弦音色

低音弦的結構使其外型凹凸不平,最有效的除鏽用具非刷類莫屬。使用刷除鏽或清潔的確會有效,不過在刷洗的過程中必然會將一些殘垢擠進銅線卷之間的縫隙,造成肉眼不太能看出的堵塞。因為東西擠進去了,之後很難可以清理乾淨。這是有入無出、沒有Undo的情況。

那銅線縫隙堵塞的後果是什麼?這會阻礙低音弦震動,像有甚麼一直按住它一般。本來雄亮、厚實而燦爛的低音音色會變得如鼻塞一樣。英文稱之為「Tubby」,是很難聽的音色。

這種情況也會出現在用舊了的低音弦線。用久了,銅線鬆弛,縫隙裏頭積塵是自然會發生的事。但是為了外觀而人為地促進低音弦音色變差似乎得不償失。

形樂鋼琴調音維修 Kata Music Piano Tuning In Hong Kong &Bull; Img 6680
這些低音弦不似生鏽,是生漬?

腐蝕過後的弦線本體已變質

生鏽了的弦線不止會受到「外物」影響,弦線亦會因失去鐵質而變質,這也理應會影響其本來的音色。因弦線本身已變質,除鏽就算可以將外物除去,回復閃閃的外觀…失去了鐵質的弦線已是永久受損了。所以「回復音色」這說法又不一定成立。

鐵鏽也許能保護弦線

因為換整套弦線很貴,弦線的壽命越長越好。一般來說,鐵鏽會一直蔓延至整條弦線都是鏽,所以大家會認為不除鏽的後果會十分嚴重。可是,現代也有研究指出全面覆蓋物件的鐵鏽可能會有保護作用 (Stable Rust) (5)。

其實,現代的琴弦大多都鍍了超薄的保護膜 (Tin 或 Phosphate)。雖然鍍層未必能防止生鏽,研究指出這保護層對穩定鐵鏽層有一定的作用(7)。即是說,琴弦就算被鐵鏽蓋住,它有可能是穩定、有保護性質的鐵鏽層 。

形樂鋼琴調音維修 Kata Music Piano Tuning In Hong Kong &Bull; Nippon Stringwire
Suzuki (日本製琴弦) 為 Tin-Plated (4)
形樂鋼琴調音維修 Kata Music Piano Tuning In Hong Kong &Bull; Roslau Wire
Röslau (德國製琴弦) 為 Tin-Plated (8)
形樂鋼琴調音維修 Kata Music Piano Tuning In Hong Kong &Bull; Mapes Springwire
Mapes String Wire (美國製琴弦) 為 Phosphate Coated (6)

除鏽後可能更促進生鏽 

雖然我們不能肯定鐵鏽層是否一定穩定,除鏽真的能長遠地阻止生鏽嗎?

除鏽的過程除了會磨走鐵層,必然會連帶將弦線本來的Tin/ Phosphate保護膜一同磨去。剩下來的弦就真的是讓鐵質暴露無遺的裸弦了。雖然除鏽過後的弦線外觀會改善,既然語這些琴弦在鋼琴所處的環境會生鏽,這些裸弦恐怕會重新生鏽得更嚴重。

✓ 認了吧,外觀是一切!

你可以說我偏袒,我就認為除鏽完全是為了改善外觀的速食做法,對鋼琴本身沒有益處。那些眾說紛紜的理由都是美麗的謊言。

結論

生鏽並非無中生有,而是零件自身的鐵質「轉化成鐵鏽」的意思。弦線生鏽的主要問題亦不該是「有外物依附」,而是某些類型的生鏽方式會增加斷弦的風險。然而,除鏽的功能除了能改善外觀,似乎也沒有好處。基於以上原因,我傾向抱着「一切已經太遲了」的心態,「佛系」處理。即是會如常調音,斷了才換。不是懶啦。

近年我喜歡看修理/改裝汽車的電視節目。我觀察到當車架有生鏽時,改裝人員會鋸掉生鏽的部份,重新焊接新的鐵鈑上去確保車架夠堅硬。如果除鏽是這麼萬能的話,他們便不用勞師動眾去焊新鈑吧?

愛美不是罪,不如從改善鋼琴四周的環境開始。

希望鐵鏽消失,一了百了?敬請換新。

好吧,如果客人不顧一切地希望利用除鏽翻新外觀,那就由他吧~

形樂 Kata Music