Способы очистки металлических изделий

Чистка металла (удаление коррозии с металлических поверхностей)

Чистка металлических поверхностей в процессе их эксплуатации очень важна. За срок службы металл постоянно подвергается воздействиям окружающих факторов: пыль, грязь, температурные воздействия, механические и т.д.

Чаще всего металлическое изделие проходит тщательную чистку от коррозии перед нанесением защитных покрытий (антикоррозионных) и главной задачей очистки становится удаление разрушающих образований.

Способы удаления ржавчины с металлических изделий

Существует три способа очистки металла от ржавчины:

1. Обработка с помощью ручных инструментов.
2. Механическая чистка.
3. Обработка абразивными вещества.

Обработка с помощью ручных инструментов

Суть метода заключается в том, что для применяемых инструментов не требуется электропитание. Ручную чистку обычно применяют как подготовительный этап перед основной обработкой поверхности. С ее помощью легко производится зачистка металла от ржавчины.

Основными инструментами для такой очистки выступают проволочные щетки, обрубочные молотки для скалывания, шпатели, крупная наждачная бумага, абразивные шкурки, скребки и т.п.

Молотки хорошо скалывают продукты коррозийных процессов, это помогает другим методам обработки быстрее и глубже очистить внутренние слои металлоконструкции.

Механическая обработка

При таком удалении коррозии используются механические установки и оборудования, но более простые, нежели пескоструйные (абразивоструйные).

Для механической очистки используются все те же шкурки, скребки, наждачная бумага и т.д. как и для ручной очистки, однако они усовершенствованы электрическим механизмом, который ускоряет процесс работы засчет вращающихся элементов. Яркими примерами таких устройств являются: шлифовальные круги, молотки с пневмо- и электроприводом, абразивные точильные камни и другое.

Механическая чистка не всегда эффективна в местах, куда затруднен доступ оборудования, поэтому некоторые участки обрабатывают ручным способом.

Механическая чистка от коррозии

Пескоструйная обработка

Чистка металлических поверхностей абразивными веществами – самый эффективный способ очистки. Суть метода заключается в том, что в специальной установке создается давление, абразивные частицы смешиваются с воздухом в специальном отсеке, а потом по шлангу (сопло) подается на очищаемую поверхность. Твердые абразивные частицы бьются о верх изделия, тем самым скалывая загрязнения и пораженные участки.

Существует несколько видов такого рода установок:

• Пескоструйная очистка металлических поверхностей от ржавчины с помощью сжатого воздуха – здесь все просто: частицы абразива смешиваются с воздухом и выводятся через сопла.
• Пескоструйная очистка с впрыскиванием влаги – принцип действия такой же как и при использовании сжатого воздуха, различие в том, что в абразив добавляется немного жидкости (например, воды). В этом случае вокруг места обработки не образуется слишком много пыли.
• Очистка с помощью жидкости, находящейся под давлением. В таком случае главным является жидкость (чаще, простая вода), в нее добавляют абразивные частицы, и вода под давлением с абразивом выпрыскивается на место, которому необходима очистка. При таком способе легко контролировать давление и подачу жидкости, также она глубоко проникает и очищает материал.

Пескоструйная обработка хорошо обезжиривает поверхность, что не требует дополнительного применения обезжиривающих средств.

Химические способы удаления ржавчины

У каждого из вышеперечисленных способов есть свои достоинства и недостатки. Но современный мир дал возможность получать специальные составы, которые отвечают на вопрос как просто убрать коррозию с металла. Они борются с разрушающими реакциями в любых, даже самых труднодоступных местах, не требуют громоздких установок и электрооборудования, а также не требуют приложения серьезной физической силы.

Химические средства удаления коррозии при нанесении на очищаемую поверхность, проникают в участки с ржавлением и разрушают их изнутри. После разрушения необходимо только убрать остатки прошедшей реакции.

Не всегда химические вещества справляют идеально с ржавчиной с первого раза, иногда требуется повторное применение.

Перед тем, как рассмотреть специальные составы для чистки металлических поверхностей, воспроизведем порядок действий при данном способе чистки:

1. Если пескоструйные установки очищают материал и обезжиривание происходит само при этом процессе, то при химической обработке в первую очередь необходимо самостоятельно обезжирить поверхность специальными составами.
2. Далее наносится непосредственно выбранное вещество

При нанесении важно соблюдать технику безопасности, так как такого рода вещества очень агрессивны и могут нанести вред здоровью человека. Наносить средство необходимо в перчатках.

1. Для появления эффекта, необходимо дать средству «поработать» определенное время (это время у каждого раствора свое), обычно около 20 минут. За это время ржавчина и растворитель вступают в реакции и в итоге, при распадении ржавчины она становится серого цвета (образуется так называемый ортофосфат).
2. Далее необходимо очистить материал от продуктов реакции. Это делается с помощью большого количества воды.

Химическая обработка коррозии

Методы предотвращения коррозии в промышленности

В промышленности чрезвычайно важно охранять конструкции и изделия от появления коррозии и ржавчины. Необходима постоянная чистка металла.

В промышленных масштабах остро стоит вопрос о том, как удалить коррозию с металла, так как не всегда экономично использовать пескоструйную обработку или химические методы защиты, поэтому на стадии изготовления конструкции материал обрабатывают специальными веществами – ингибиторами.

Результат коррозии на металле

Чаще всего применяются средства, которые создают защитную пленку на поверхности металла. Эта пленка не дает агрессивным воздействиям среды и веществ проникать вглубь металлической структуры и разрушать ее.

Ингибиторы для очистки металла от коррозии помогают значительно увеличить срок службы конструкций и изделий, таким образом уменьшая затраты новые конструкции и остановку производства.

Важно, чтобы ингибиторами выступали нетоксичные вещества. Так как может пострадать содержимое металлических емкостей и конструкций, а также человек, постоянно находящийся рядом.

Как и чем очистить ржавчину с металла — доступные способы

Рассмотрим основные химические вещества, способные бороться с ржавчиной.

Преобразователи ржавчины

Преобразователь превращает это вещество в покрытие рыжего цвета. Для такой реакции необходим пульверизатор, в нем смешивается 30% водный раствор фосфорной кислоты и распыляется на поврежденное место. После этого веществу дают высохнуть.

Существует несколько видов преобразователей для устранения коррозии, но в каждом из них, главным веществом является фосфорная кислота.

Раствор соляной кислоты и ингибитора или серной кислоты и ингибитора

Соляной и серный раствор являются очень сильными кислотами, которые разрушают даже сам металл, поэтому для борьбы с ржавлением их используют только в сочетании с ингибиторами. В качестве ингибитора обычно выступает уротропин.

Состав: 5% раствор соляной (серной) кислоты и 0,5 грамма уротропина на один литр.

На крупногабаритные конструкции такое средство наносят обычно кисточкой, а мелкие детали можно опускать в сам раствор.

Другие кислоты

Хорошо борется с коррозией смесь из вазелинового масла (можно взять жидкий парафин) и молочной кислоты. Кислота превращает ржавчину в соль, а соль растворяется в парафине.

Обработка с помощью кислот

Еще одним проверенным средством является раствор хлористого цинка и винного камня, растворенного в воде. Хлористый цинк создает среду с повышенной кислотностью и в ней продукты реакции легко растворяется.

Как убрать ржавчину с металла в домашних условиях

Ржавчина и другие стойкие загрязнения существуют не только в стенах промышленных предприятий или на специальных конструкциях, но и в домашних условиях и возникает вопрос: как удалить коррозию. Чтобы произвести очистку металла от коррозии в домашних условиях, применяют средства не слишком агрессивные, но эффективные.

Сок лимона и уксус

Смешиваются два эти вещества в одинаковых пропорциях и наносятся на поврежденный участок. Чтобы ржавчина ушла, необходимо оставить раствор на несколько часов. После того, как раствор достаточно впитается, необходимо потереть поверхность щеткой и очистить водой.

Пищевая сода

Соду смешивают с водой для консистенции сметаны, наносят на пораженное место, оставляют на час. Потом вычищают щеткой или металлическим скребком.

Щавелевая кислота

При использовании щавелевой кислоты необходимо пользоваться перчатками и респиратором.

Перед нанесением необходимо подготовить поверхность: ее чистят обычным моющим средством. Далее небольшое количество кислоты смешивается с водой и наносится на предмет, требующих очистки. Через 30 минут нужное место трут щеткой и остатки смывают водой.

Лайм и соль

Такой набор пригодится не только для застолья, но им можно избавиться от рыжих пятен. Необходимо только посыпать поврежденное место, а сверху залить соком лайма (выжать). После того, как изделие постоит так несколько часов, можно промыть водой и наслаждаться очищенной поверхностью.

Картофель

С помощью обычного картофеля, можно избавиться от незначительных ржавых пятен. Для этого посыпьте пораженное место солью, картофель очистите, и разрежьте на две части, после потрите место с солью, пока ржавчина не исчезнет.

Оригинальные средства борьбы с коррозией

Сегодня существуют вещества, который прочно закрепились в обиходе человека, могут применяться каждый день, но даже они в правильных дозировках, могут помочь избавиться от ржавчины, если Вы захотели поэкспериментировать.

Кока-кола

Этот, полюбившийся многим напиток, разъедает ржавчину за несколько часов (зависит от степени повреждения).

Удаление коррозии с помощью кока-колы

Все просто: или опускаете нужный предмет в ванночку с колой, или с помощью губки наносите на поверхность. Ждете несколько часов и смываете водой.

Главный секрет колы – фосфорная кислота. В принципе, можно использовать любой напиток с содержанием этого вещества.

Томатные соусы

Как убрать коррозию металла таким способом? Берется испорченный или свежий кетчуп (они оба будут работать) или томатную пасту, необходимо продукт нанести на поверхность, которую требуется очистить от ржавчины и оставить на полчаса или больше, в зависимости от степени повреждения. После этого хорошо смыть водой и следов коррозии как не бывало.

Электролиз

Для авантюристов, можно произвести чистку металла от коррозии с помощью электролиза. Для этого способа понадобиться источник электричества – аккумулятор. Суть в том, что в воду добавляется соль или пищевая сода, аккумулятор (например, из автомобиля) устанавливается так, что к одной клемме присоединяется металлическая пластина, а другая клейма присоединяется к месту, где необходимо избавиться от коррозии. Два конца опускаются в полученный из воды и соли раствор, и пускается ток. Желательно, пускать ток в размере 5 ампер. Через полчаса можно прочистить место щеткой и промыть.

Такое средство от коррозии металла требует обязательного исполнения техники безопасности, так как может произойти удар током. Не вынимайте изделие из раствора, пока не будет отключено электричество.

Исходя из всех фактов, можно сделать вывод, что чистка металла — это неотъемлемая часть процесса эксплуатации изделия. После проведенной процедуры и нанесения защитного покрытия, он сможет прослужить еще многие годы.

Источник

Очистка поверхности металла перед сваркой

Очистка поверхности металлов необходима для осуществления различных технологических процессов их соединения, например сварка, пайка, склеивание. Также очистка используется для поверхностной обработки материала (легирование поверхности, нанесение покрытий, упрочнение и др.), наплавки, термической резки, строжки и т. д.

Фото. Очистка металлической детали шлифовальной машиной

Все способы очистки металла под сварку условно можно разделить на основных класса: механический, химический и термический.

Выбор правильного метода очистки зависит от химических и механических характеристик загрязнения, особенностей очищаемого материала, габаритов изделия и его конфигурации; экологические условия и связанные с этим возможные выбросы в атмосферу, безопасность труда и наличие очистных сооружений.

Механические методы очистки под сварку являются наиболее распространенными и относительно недорогие. Существуют возможности их объединения с другими механическими операциями предназначенными для обработки заготовок.

Химические способы очистки нашли свое применение как заключительные этапы обработки перед сваркой. Часто применяются в металлургии.

Термическая очистка считается наиболее универсальным и высокопроизводительным методом, который легко объединять с последующими технологическими процессами.

Способы механической очистки

Ручная очистка механическим инструментом

Применяется для начальной подготовки деталей под сварку при помощи проволочных щеток, зубил, рубильных молотков. Также для очистки внутренних поверхностей труб под сварку скребками и поршнями.

Абразивно-струйная очистка

Используется для очистки деталей толщиной не менее 3 мм. В противном случае возможны деформации деталей.

Абразивно-порошковая очистка

Для удаления окалины с поверхности проката.

Дробеметная очистка

При подготовке поверхности для покрытия лаком и краской.

Термокинетическая очистка

Используется для удаления полимерных, гуммированных, металлизированных покрытий, затвердевших и не затвердевших нефтепродуктов, масляных и битумных загрязнений. Для очистки от многослойного лакокрасочного покрытия и покрытий на эпоксидной основе.

Гидроабразивная очистка

Для очистки поверхности сварных швов, окалины, коррозии, покрытий и отложений. Используется при строительстве турбин, нефтехранилищ, мостов, тоннелей, зданий, транспортных средства и при очистке листов титановых сплавов.

Магнитно-абразивная очистка

Для очистки перед сваркой деталей и изделий предназначенных для космического аппаратостроения и химического машиностроения.

Магнитно-импульсная очистка

Для очистки изделий любой конфигурации при налипании и намерзании сыпучих материалов.

Ударно-волновая очистка

Для очистки внутренних поверхностей трубопроводов и котлов

Электрогидро-импульсная очистка

Для очистки теплообменных аппаратов, систем отопления, котлов, канализации и водоснабжения. Для очистки артезианских скважин и многих других видов трубного оборудования.

Ультразвуковая очистка

Для очистки инструментов (сверла, резцы, надфили, напильники и т. д.), деталей точной механики, часовых механизмов, ювелирных изделий, электроники, кремниевых пластин и т. д.

Очистка струей частиц льда

Для очистки от антиоксидантов, коррозии, полимеров, масла, битума, сажи и копоти, нефти, химикатов и краски. Как правило очищают бурильные трубы, атомные электростанции, фасады зданий, памятники, трубопроводы и т. д.

Способы химической очистки

Мойка

Средствами на водяной основе с добавлением щелочи, поверхностно активных веществ или на основе органических растворителей — применяется для обезжиривания, удаления лаков и старых красок.

Электрохимической травление, электролитическая и элеткролитно-плазменная очистка

Используется для обезжиривания поверхностей, удаления оксидов и окалины. Используется преимущественно в прокатном производстве.

Солевые ванны

Очистка поверхности металла от окалины, графита, песка перед проведением пайки или нанесением.

Способы термической очистки

Газопламенная очистка

Газопламенная очистка металла используется для удаления окалины.

Электродуговая очистка в вакууме

Для очистки и пассивации листового металла в поточной линии волочильных и прокатных станов.

Электроэрозионная очистка

Для очистки и одновременной сварки тонкостенных изделий из алюминия, меди и никеля магнитно-импульсным методом

Очистка в тлеющем газовом разряде

Для очистки перед вакуумной пайкой и диффузионной сваркой металла от оксидов.

Ионно-лучевая очистка

Для заключительной очистки поверхностей металла, полимеров, диэлектриков, полупроводников перед нанесением покрытий.

Очистка лазерным лучем

Для очистки пресс-форм, рельсов и материалов в нанотехнологиях. Для очистки от радиации поверхностей оборудования.

Очистка струей пара

Очистка от масел, жиров, водорастворимых загрязнений гладких и неровных поверхностей (в том числе сварных швов).

Очистка струей сухого льда

Для очистки от масла, воска, грязи на поверхности металла, пластмасс и тканей.

Требования к очистке поверхности металлов и сплавов перед сваркой

Очистка под сварку необходима в первую очередь для получения сварочного шва высоко качества и предотвращения появления дефектов. Удаляют с поверхности металлов средства консервации, загрязнения, ржавчину и оксидные пленки. Очищают внешнюю сторону соединения. Внутреннюю сторону обрабатывают в случае использования технологии со сквозным проплавлением.

Существуют такие требования ширины радиуса очистки поверхности деталей (в обе стороны от будущего шва):

• не менее 5 мм — для сварки стыковых соединений с использованием дуговой, лазерной, электронно-лучевой, контактной сваркой оплавлением при номинальной толщине деталей до 5 мм;
• не менее номинальной толщины детали — для сварки стыковых соединений с использованием дуговой, лазерной, электронно-лучевой, контактной сваркой оплавлением при номинальной толщине деталей от 5 до 20 мм;
• не менее 50 мм для выполнения сварных соединений при помощи электрошлаковой сварки;
• не менее 5 мм — для угловых, тавровых, нахлесточных видов соединений и вварки труб в трубные доски, выполняемые дуговой, лазерной, электронно-лучевой сваркой.

На очищенных поверхностях металла не должно быть ржавчины, окалины, масла и других загрязнений. Не допустимо наличие трещин, расслоений и закатов. Стали двухслойного типа не должны иметь расслоения коррозионного слоя.

Прежде всего проверку поверхности металла осуществляют визуально, а при толщине металла более 36 мм следует проверить зону прилегающую к очищенным поверхностям ультразвуковым методом. Ультразвуковой контроль осуществляется на ширине не менее 50 мм для обнаружения таких дефектов как трещины, расслоения и др. Недопустимыми считают дефекты площадью более 1 кв. м. при чувствительности ультразвукового контроля Д5Э. Допускается не более 3 дефектов на 1 м длины контролируемой поверхности с расстоянием между ними не менее 100 мм.

Поверхность разделки кромок должна быть очищена от следов резки и разметки. Детали которые будут свариваться после термической резки необходимо обработать на толщину 2-3 мм. Предварительно очистку выполняют механическими и/или химическими методами, а заключительную — зависимо от свариваемого металла, степени начальной и требуемой шероховатости — различными физико-химическими способами (травление, воздействие тлеющим разрядом, электрополировка и др.) и шабрением. Непосредственно перед выполнением сварочных работ наружность свариваемых деталей в области стыка (по мере возможности через зазор в стыке) очищают маломочным источником сварочного нагрева, не заплавляя стык.

Требования по шероховатости очищенных поверхностей соприкасающихся кромок деталей, под дуговую и плазменную сварку, должны быть не более Ra=12,5 мкм (Rz=80 мкм), под электронно-лучевую и лазерную сварку — Rz≤30 мкм.

Чтобы правильно оценить степень шероховатости поверхности применяют сравнение с аттестованными образцами, профилографы-профилометры и другие средства измерения.

Проверка чистоты осуществляется прямыми и косвенными методами. Первые помогают определить загрязнения на поверхности. Большое распространение получили микроскопический способ, основанный на смачиваемости, и способ, основанный на разности потенциалов. Высокую чувствительность имеет способ с применением радиоактивных изотопов. Косвенные методы применяют преимущественно в лабораторных условиях и основаны на удалении с поверхности загрязненного слоя в специальных травильных смесях. На производстве, среди косвенных методов, применяют лишь измерение сопротивления моющих растворов.

Очистка поверхности металлов перед нанесением покрытий

Очистка металла перед нанесением покрытий необходима для более прочного соединения наносимого материала с поверхностью деталей. Покрытие имеет склонность к разрушению если предварительно не очистить металл от ржавчины, окалины, жира, масла, пыли, грязи, краски и т. д.

Перед нанесением антикоррозионных покрытий металл подготавливают такими методами: ручной механический, абразивно-струйный, гидроабразивный, гидродинамический струей высокого давления, а также обезжиривание моющими средствами. От выбранного метода очистки зависит срок службы покрытия.

Ориентировочные коэффициенты срока службы покрытия в зависимости от используемого метода очистки:

• неподготовленная поверхность — 1;
• ручная очистка механическим инструментом — 1,5-2,0;
• абразивно-струйная очистка — 3,5-4,0.

Очистка поверхности метала перед термической резкой

Перед резкой металла его нужно также очищать. От чистоты поверхности металла могут зависеть качество поверхности резов и точность размеров. Очистку необходимо выполнять в обязательном порядке. Например, при газопламенной резке плотные прокатные слои окалины и ржавчины останавливают резку. Поверхность под этот вид работ очищают механическими или термическими методами.

При резке взрывом металл очищают водяной или водоабразивной струей.

Перед ультразвуковой резкой предварительная очистка не обязательна.

Подготовка металла к сварке после термической резки

Как было сказано выше, после термической резки деталей необходимо снять слой 2-3 мм, прежде чем использовать заготовки под сварку. Контроль глубины снятого слоя при этом обязателен. Очищают кромки до металлического блеска.

С помощью газовой резки нельзя выполнять разделку кромок на металле толщиной менее 5-6 мм. Газовая и плазменная резка листов небольшой толщины и большей протяжности вызывает коробление детали. Поэтому для таких случаев разделку кромок можно выполнять с помощью раскроя ножницами с последующей обработкой.

Подготовка кромок листовых конструкций может осуществляться с помощью переносного кромкообрабатывающего инструмента.

Предотвращение наливания брызг от сварки на поверхности

Некоторые технологические процессы, в частности, такие как ручная дуговая сварка покрытыми электродами и механизированная сварка в среде защитных газов, сопровождаются интенсивным разбрызгиванием металла. Часть брызг налипает на поверхности металла, что требует дополнительной очистки после сварки. Чтобы предотвратить налипание брызг на поверхности металла на нее наносят специальные химические средства. Такие средства производят в вид аэрозолей и паст на основе растительного или вакуумного масла.

Источник