Предложите химический способ очистки железа от ржавчины

Эффективные методы удаления ржавчины с металлических поверхностей

Со временем металл подвергается ржавлению. Это вопрос времени.

Даже алюминиевые покрытия, при долгом нахождении во влажной среде, покрываются крепкой оксидной пленкой.

Проблема эффективного удаления ржавчины со временем встает перед каждым хозяйственным человеком.

Виды и влияние коррозии на работоспособность бытовых предметов и инструментов

С точки зрения профессионального взгляда ржавчина состоит из смеси 3 видов оксида железа. Каждый из них проявляется на металлах постепенно и обладает только ему присущими физико-техническими характеристиками.

Если рассматривать ржавчину с начального слоя до конечного (который виден на металле), то она состоит из следующих компонентов:

1. Вюстита железа (FeO) или оксида железа, достаточно мягкого вещества. Толщину наслоения будут определять условия, в которых находится металлическое изделие. В условиях с повышенной температурой этот слой будет больше.
2. Магнетит (Fe3O4) или магнитный железняк, представляющий собой магнитную закись/окись железа, обладающий меньшей твердостью, но большей пористостью, чем у оксида железа.
3. Гематит (Fe2O3) или красный железняк, имеющий красно-серый окрас. Достаточно твердое и плотное абразивное вещество, способное прочно удерживаться на металлах, разъедать прочные стальные конструкции и увеличивать коэффициент трения между деталями изделия.

Проблема устранения ржавчины состоит в невозможности отследить момент, когда магнетит, довольно мягкий и пластичный, начнет переходить в прочный гематит. В связи с этим необходимо знать не только состав металла, но и проанализировать все факторы, которые могли привести к образованию коррозии.

Составив полную картину начала ржавления, можно с большей долей вероятности подобрать оптимальные средства для борьбы с ней.

Классификация способов борьбы с коррозией

Зная о характеристиках и свойствах составляющих ржавчины, можно определиться с методами ее удаления:

• использовать механический способ, в котором для снятия ржавления задействуются жесткие стальные щетки;
• метод нагрева, при котором коррозия ликвидируется при помощи воздействия высоких температур совместно с сильным воздушным и водным потоком;
• химический способ, в котором применяются специализированные химические реактивы, наносимые непосредственно на металлах.

«Габаритные конструкции или предметы, не поддающиеся перемещению, целесообразно обработать тепловым методом, который будет наиболее оптимальным для удаления ржавчины. Однако на разных частях можно задействовать различные способы очистки, чередуя их, что сделает очищение намного действеннее»

Механические способы очистки

При подборе способа очистки нужно руководствоваться поверхностью металла.

Для очистки определенных предметов, будет достаточно произвести некоторые механические действия над ними. К примеру, моток долго хранившейся и заржавевшей стальной проволоки будет достаточно перематывать с бобины на бобину, чтобы окалины отшелушивались и отпадали.

При последней перемотке можно очистить ее, пропустив через жесткие стальные щетки. Они окончательно вычистят металл и уберут следы ржавления.

При отсутствии специальных щеток их можно заменить наждачной шкуркой или наждачным полотном с крупным зерном.

Нужно помнить, что при механическом способе на основания изделия могут остаться глубокие следы от инструмента и воздержаться от данного метода, если нужно сохранить внешний вид предмета.

«После механического воздействия следует отполировать изделие, таким образом, восстановив его первоначальный внешний вид»

Тепловая очистка стальных оснований

Для применения тепловой очистки потребуется заводской парогенератор или, если иное не доступно, строительный фен.

Данный метод будет эффективен в случае, когда поражение основания ржавчиной не значительно. Тогда действие трех сил, таких как температурный нагрев, влажный и воздушный потки, будут способствовать быстрому удалению коррозийного налета.

Производить очистку желательно на определенном расстоянии от прибора. Это необходимо для того, чтобы горячий пар, исходящий из него, начал свое действие и стал размягчать ржавчину.

Частички окалины начнут дробиться, а струя сильного воздуха будет с легкостью сдувать их с основания.

Этот метод можно применить, если нужно счистить ржавление со стальной двери, короба вентиляционной шахты, прочих изделий из металла, которые в силу ряда причин не могут быть демонтированы или сдвинуты с места, или подход к которым затруднен.

Химическая очистка

Этот способ отличается большим разнообразием химических средств, которые могут использоваться. Основной принцип, лежащий в основе метода – расщепление ржавчины на оксиды кислотными растворами.

• Одним из активных веществ является соляная кислота. Причем ее концентрация должна быть не менее 15%. Допускается применение кислоты в меньшей концентрации, но процесс при этом существенно замедлится.
• С осторожностью можно использовать серную кислоту. При ее использовании поверхность покрывается слоем гидрида железа, который делает изделие хрупким. Слой можно не счищать самостоятельно, поскольку он под воздействием влажного воздуха отпадет сам. Однако при нежелании рисковать, лучше отказаться от этого способа.
• В обычных бытовых условиях очистить небольшие заржавленные участки можно с помощью уксуса, лимона и даже кока-колы. Механизм очищения одинаков – участок или предмет обрабатывается кислотой, оставляется на время для воздействия и после очищается.

«На интенсивность процесса размягчения и удаления ржавчины влияет температура состава, которым она обрабатывается. Чем температура выше, тем быстрее будет происходить процесс.»

После обработки кислотами (травление), главное сразу убрать все остатки с изделий. В этом поможет теплый мыльный раствор, под которым промывается поверхность.

После чего ее нужно почистить и оставить сушиться на открытом воздухе.

Сам по себе процесс протравливания экологически вредный и очень важно проконтролировать, чтобы следы химических веществ не оказались на продуктах питания, не попали на руки и другие открытые участки тела и прочее.

Лучше останавливать свой выбор лучше на нетоксичных составах.

Травление не единственный химический способ и ему есть альтернатива:

• Использование раствора хлорного металла в методе электролитического травления. Раствор характеризуется нетоксичностью и его можно легко купить в специализированном магазине. Суть метода такова: ржавое изделие погружается в раствор, один из электродов присоединяется к ванне с хлорным металлом, а второй в это время к предмету для очистки. Используемое напряжение незначительно и составляет всего лишь 12В, что является безопасным для работы. В качестве аналога хлорного железа можно воспользоваться бытовой щелочью, например, каустической содой. Обработка производится от 3 до 15 минут в зависимости от интенсивности процесса очистки.
• Бывает достаточно нанести на металлическую поверхность состав, в который входят бура, известь и любой расщепитель ржавчины. Составляющие раствора должны проникнуть вглубь коррозийного налета, размягчить его и преобразовать в хлопья, которые легко смываются под обычной теплой водой.

При выборе способа удаления ржавчины важно оценить площадь поражения, габариты изделия и имеющиеся в арсенале средства и оборудование. Очищенную поверхность можно грунтовать и окрашивать.

Источник

Очистка от ржавчины химическим способом

ИНСТРУКЦИЯ ПО ОЧИСТКЕ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ
ОТ РЖАВЧИНЫ ХИМИЧЕСКИМ СПОСОБОМ

I. Общие указания

1. Очистка стальных деталей оружия от ржавчины состоит из следующих основных операций: обезжиривания, травле­ния в кислоте, обработки деталей после травления, сушки и смазки.
2. Травление деталей производится в ингибитированной соляной кислоте ТУ МХП 2345—50 или в растворе хромо­вого ангидрида ГОСТ 2548—77 с ортофосфорной кислотой ГОСТ 10678—76.
3. Удалять ржавчину травлением в ингибитированной кис­лоте разрешается только с крупногабаритных деталей и узлов, не имеющих пружин, калиброванных отверстий и напрессован­ных тонкостенных деталей при условии, если травление таких деталей проверено практикой ремонта и дает положительные результаты.
4. Запрещается травить в ингибитированной кислоте стволы со ствольными коробками СКС, АК, РПД, пружины к стрелко­вому оружию и затворам артиллерийских орудий, детали, име­ющие участки с хромовым или другим металлическим по­крытием, разрушающимся под действием ингибитированной соляной кислоты (при невозможности изолирования покры­тий), а также тонкостенные термически обработанные де­тали.
5. Травление тонкостенных термически обработанных дета­лей, а также узлов с напрессованными тонкостенными деталями и калиброванными отверстиями разрешается производить в ингибитированной соляной кислоте, в которую дополнительно введен ингибитор ПБ-5 ТУБ 415—53 из расчета 20—30 мл на 1 л кислоты (после введения ингибитора раствор должен быть тщательно перемешан), или в растворе хромового ангидрида с фосфорной кислотой.
6. Ржавчину с пружин стрелкового оружия и затворов ар­тиллерийских орудий удалять травлением в растворе хромо­вого ангидрида с фосфорной кислотой или в концентрированном растворе едкого натра (NaOH) ГОСТ 2263—79 (80% NaOH и 20% воды) при температуре раствора 160—180°С. Время травления пружин не должно превышать 30 мин.
   После травления в растворе едкого натра пружины выва­риваются в кипящей воде, затем их вынимают и сушат на воздухе.
7. В том случае, если мастерская приступает к ремонту об­разца вооружения, травление деталей которого в данной мас­терской не проверено, то необходимо провести опытную чистку партий деталей и узлов с последующим обязательным оксиди­рованием. Если после оксидирования или испытания стрельбой на деталях будут обнаружены трещины, то необходимо немед­ленно прекратить травление и принять меры для предотвраще­ния трещин при последующем травлении.
   Для предотвращения появления трещин рекомендуется до­полнительно ввести в ингибитированную кислоту ингибитор ПБ-5 из расчета 20—30 мл ингибитора на 1 л кислоты. Если дополнительное введение ингибитора не предотвращает появление трещин, то следует в ингибитированную кислоту ввести двухлористое олово ГОСТ 4780—78 из расчета 0,5 г на 1 л кислоты.
8. Ингибитированная соляная кислота поставляется потре­бителям в готовом виде в обычных железнодорожных цистер­нах или в бутылях.
   Перед применением ингибитированная соляная кислота дол­жна быть проверена на наличие в ней ингибитора. Для этого следует в стеклянную или фарфоровую посуду небольшой ем­кости налить кислоту и проверить цвет кислоты. Ингибитиро­ванная соляная кислота имеет желтый или бурый оттенок, а техническая соляная кислота — светло-зеленый цвет.
   Кроме того, ингибитированная соляная кислота на воздухе не дымит и почти не имеет запаха, а техническая соляная кис­лота дымит и имеет резкий запах.
   Присутствие в кислоте ингибитора можно определить также по реакции ее с цинком, для чего опустить в кислоту кусочек цинка. Очень бурное выделение газа из кислоты (кипение кис­лоты) указывает на отсутствие ингибитора. С ингибитированной соляной кислотой цинк реагирует медленно, при этом выделяющийся газ (водород) поднимается мелкими пузырьками на поверхность кислоты, образуя устойчивую пену.
9. При отсутствии ингибитированной соляной кислоты допу­скается приготовление ее из технической соляной кислоты ГОСТ 1382—69 на месте. Для этого следует в железный бак загрузить ингибитор ПБ-5 из расчета 20—30 см 3 на 1 л приго­тавливаемого раствора, затем налить воды в бак столько, чтобы получаемый раствор соляной кислоты имел удельный вес в пределах 1,08—1,1 (1 л кислоты должен весить 1,08—1,1 кг); после этого при энергичном помешивании залить соляную кис­лоту через резиновый шланг, нижний конец которого должен быть опущен в смесь воды и ингибитора.
   Вместо ингибитора ПБ-5 можно применять ингибитор И-1-А или И-1-В ВТУ 38-3 206—65; состав раствора см. в табл. 2. Эти ингибиторы вводятся в техническую соляную кислоту так же, как ингибитор ПБ-5.
10. Применение технической соляной кислоты для травле­ния без введения в нее ингибитора, а также применение серной кислоты категорически запрещается.II. Обезжиривание
11. Обезжирить детали в ванне, содержащей раствор сле­дующего состава, г/л:
    Натр едкий (сода каустическая) ГОСТ 2263—79 ……..20-50
    Сода кальцинированная техническая ГОСТ 5100—73 ….20-50
    Натрий фосфорнокислый (тринатрийфосфат) ГОСТ 9337—79 …..3-10
    Жидкое стекло ГОСТ 13078—67 …………….3-10
    или
    Эмульгатор ОП-7, ОП-10 ГОСТ 8433—57……3-5
    Температура раствора 60—80°С, время выдержки деталей 10—60 мин.
    Примечание. При наличии на поверхности деталей толстого слоя смазки перед обезжириванием смазку удалить ветошью или паклей или в ванне с горячим веретенным маслом.
    Освежение (корректировку) раствора производить по мере его израсходования путем добавления составных частей.
    Плавающие на поверхности обезжиривающего раствора жи­ровые загрязнения должны периодически удаляться.
12. После обезжиривания промыть детали в горячей, затем холодной воде и охладить их до комнатной температуры (18— 20°С). Хорошо обезжиренная деталь должна полностью сма­чиваться водой. Если вода при промывке покрывает поверх­ность деталей не полностью и собирается каплями, то это ука­зывает на недостаточное обезжиривание.
    
    III. Травление
13. Травление деталей производить в эмалированных, дере­вянных или в сварных железных ваннах.
14. Травление деталей в ингибитированной соляной кислоте (с ингибитором ПБ-5) производится в следующих растворах (табл. 1).

Таблица 1

Состав раствора, л
№ по пор.	вода	ингибитированная кислота	Для каких деталей применяется
1	—	100	Сильно пораженных ржавчиной и имеющих полированную поверхность
2	50	50	Не сильно пораженных ржавчиной и имеющих полированные поверхно­сти
3	80	20	Не сильно пораженных ржавчиной с полированными поверхностями вы­сокого качества при строгом сохране­нии размеров деталей и полировке их поверхностей

23. Для приготовления раствора в отмеренное количество воды вливают ингибитированную соляную кислоту.

24. Температура травильного раствора и погруженных в него деталей должна быть в пределах 15—20°С. Время, необ­ходимое для травления деталей, устанавливается опытным пу­тем; в зависимости от состава ванны, степени поражения ржав­чиной поверхности деталей оно может быть от 20 мин до 1,5 ч.
Если по условиям эксплуатации ванн температура травиль­ного раствора не может быть выдержана в указанных выше пределах, то допускается травление при температуре раствора в пределах 30—40°С, при этом травить детали разрешается не более 10—15 мин.

25. Травление деталей допускается производить в следую­щих растворах (табл. 2).

Таблица 2

Содержание компо­нентов, г/л		Назначение растворов
Наименование химикатов
Кислота соляная	150-400	—	Раствор 1 — травление крупнога­баритных деталей и узлов, не имеющих пружин, калиброванных
Кислота фосфор­ная	—	50	отвер­стий и напрессованных тонкостенных деталей
Ангидрид хро­мовый	—	200	Раствор 2 — травление тонкостен­ных термически обработанных дета­лей, узлов с напрессованными тонкостенными деталями,
Ингибиторы И-1-А или И-1-В	3—5	—	пружин к стрел­ковому оружию и к затворам артил­лерийских орудий, а также деталей с калиброванными отверстиями
Температура, °С	До 50	80—90
Продолжительность	До полного		удаления

Для приготовления раствора 1 в отмеренное количество воды вливают соляную кислоту (расчетное количество), в ко­торой предварительно растворен ингибитор.
Раствор 2 приготавливают простым растворением химика­тов в воде: в рабочую ванну примерно до половины наливается вода, затем вводится требуемое по расчету на весь рабочий объем количество химикатов, растворенных по отдельности в небольших количествах воды, после чего ванну доливают во­дой до рабочего объема.
Таким же образом приготавливают растворы ванн обезжи­ривания, нейтрализации и пассивирования.

26. При травлении сильно поржавевших деталей следует растворить только часть ржавчины, так как оставшаяся ржав­чина от действия кислоты сильно разрыхляется и может быть снята механическим способом.

27. Если детали не помещаются в травильную ванну или поверхность их частично поражена ржавчиной, рекомен­дуется удалять ржавчину путем наложения на ржавые ме­ста чистой ветоши, смоченной в ингибитированной соляной кислоте.

28. При травлении стволов с хромированными каналами и патронниками необходимо предохранять канал ствола и пат­ронник от попадания в него травильных растворов. Для этого канал ствола до обезжиривания слегка смазать пластичной смазкой ПВК ГОСТ 19537—74, прочно закупорить с обоих концов резиновыми или деревянными пробками.
В хромированных стволах автоматического оружия, имею­щих боковое (газоотводное) отверстие в стволе, необходимо закрывать пробкой также газоотводное отверстие.

29. Удалять ржавчину из нехромированного канала ствола при хорошем состоянии оксидной пленки па наружных поверх­ностях рекомендуется путем заливки травильного раствора в канал ствола, при этом ствол устанавливается в наклонное по­ложение и нижний конец ствола и газоотводное отверстие (если оно имеется) закрываются пробкой.

30. Раствор ванны травления действует приблизительно в течение 20 закладок деталей средней продолжительности трав­ления, после чего раствор сильно загрязняется и его необхо­димо заменить.

31. В травильный раствор запрещается погружать детали, изготовленные из меди или ее сплавов, во избежание контакт­ного осаждения меди на стальных деталях.

32. Персонал, обслуживающий ванны травления, должен работать в резиновых перчатках, фартуках и очках.

33. По истечении установленного времени для травления детали вынуть из травильного раствора и тщательно промыть в ванне холодной проточной водой.
После промывки детали, подлежащие только оксидирова­нию, направить на оксидирование, а все остальные на обра­ботку в растворе пассиваторов.

IV. Обработка деталей после травления

34. Промытые после травления детали нейтрализовать от следов кислоты, для чего погрузить в раствор кальцинирован­ной соды (30—10 г/л), температура раствора 15—35°С, время выдержки 3—5 мин.

35. Детали, не поступающие на покрытие сразу после промывки, подвергнуть пассивированию в одном из следующих растворов:
Хромпик калиевый ГОСТ 2652-78, г/л ….20
Нитрит натрия ГОСТ 6194—G9, г/л ………30
Температура раствора, °С………………..15—35
Время выдержки, мин …………………….. 3— 5Если детали не помещаются в ванну, то рекомендуется про­тереть их чистой ветошью, смоченной в растворе пассиваторов.

36. Неоксидируемые детали вооружения, ремонтируемые сваркой (наплавкой), обрабатывать в растворе пассиваторов после ремонта.

V. Сушка и смазка

37. После обработки в растворе пассиватора детали про­мыть в кипящей воде (3—5 погружений), затем просушить до полного удаления влаги с поверхности в сушильном шкафу или сухим сжатым воздухом.

38. Просушенные детали, если они не идут непосредственно на ремонт, смазать веретенным маслом АУ с 10% присадки АКОР-1, нагретым до температуры 105—115°С, или жидкой ружейной смазкой в холодном состоянии.

39. Детали, предназначенные для длительного хранения, консервируются согласно инструкции по консервации ЗИП.

Примечание:
Ингибированная кислота ( ТУ МХП 2345 — 50) содержит 20 — 25 % НСl, до 8 — 1 % ингибитора, до 0 015 % соли мышьяка ( в пересчете на As), не более 0 1 % свободного хлора и не более 0 01 % хлорного железа.
Ингибированная кислота растворяет сталь в десятки и в сотни раз медленнее, чем неингибированная. Средняя скорость растворения стали в ингибированной кислоте не превышает 0 15 г / ( м2 — ч), что соответствует уменьшению толщины стенок резервуара всего на 0 16 мм в / од. Однако пары ингибированной кислоты разрушают не защищенную от коррозии сталь. Ингибиторы не оказывают защитного действия также на линии раздела фаз ( жидкой и газовой); относительно менее устойчивы и сварные швы. В этом отношении гуммированные емкости имеют преимущества.

Источник