Зачистка металла от ржавчины

Основные способы очистки металлической поверхности от ржавчины

Перед покраской любая металлическая поверхность должна быть тщательно обработана. Существует множество технологий, позволяющих осуществить этот процесс наиболее эффективно. Но главной проблемой при его реализации является наличие на металле коррозионных последствий, а именно ржавчины.

Коррозионные проявления на металлической поверхности металла бывают разных видов. К ним относятся:

Пятна коррозионного происхождения, имеющие достаточно большую поверхность покрытия без глубинных проникновений.
Коррозионные точки, наоборот, не распространяющиеся на большую площадь поверхности металла, но глубоко проникающие внутрь.
Коррозионные процессы, происходящие под поверхностным покрытием (например, краской). Краска в процессе интенсификации коррозии может иметь вспученный вид, но бывают случаи, когда только после окончательного разрушения металла можно визуально зафиксировать очаг поражения.

Существуют следующие виды удаления ржавчины и подготовки материала к последующей обработке:

термический;
химический;
механический.

В результате термической обработки металлической поверхности металла, для которой применяется специальная кислородно-ацетиленовая горелка, уничтожается почти вся прокатная окалина. Недостаток этого метода заключается в том, что вот как раз ржавчина посредством этого способа удаляется не в полном объеме. Именно по этой причине подобная технология практически не применятся при проведении покрасочных работ.

Более эффективным методом обработки металла является использование для очистки его поверхности химических веществ. В этих целях применяют, как правило, наиболее активные элементы. Химические средства, которые удаляют ржавчину с обрабатываемого объекта, подразделяются на следующие виды:

Смываемые вещества. При их применении необходимо учитывать, что соприкасаясь с водой, они способны спровоцировать новые коррозионные процессы. Чтобы предотвратить появление ржавчины, обработанная химическим составом металлическая поверхность, должна быть подвергнута тщательной просушке и покрыта антикоррозионными средствами.
Несмываемые вещества. Их в профессиональной сфере называют грунт-преобразователями. Использование этого метода позволяет преобразовать ржавчину на металле в грунт, который является защитным слоем. Хотя специалисты не могут эту структуру в полной мере назвать грунтом, тем не менее, она не требует дальнейшей обработки в виде промывки, так как в процессе не присутствует непосредственный контакт с водой.

На практике для снятия ржавчины используют следующие химические вещества:

5%-ный водный раствор соляной и серной кислоты. При его использовании, в обязательном порядке, необходимо добавлять вещество, замедляющее активность химического процесса (ингибитор). Как правило, применяют уротропин (0,5 г. на 1 литр раствора). В случае отсутствия ингибитора растворится не только ржавчина, но и сам металл.
Ортофосфорная кислота. В результате нанесения на металлическую поверхность этого вещества (15-30% раствор) вся ржавчина превращается в твердую структуру. Такой результат получается из-за того, что в результате химической реакции образуется ортофосфат железа, который и является своеобразным защитным слоем. Чтобы процесс был более эффективным, следует добавлять винную кислоту (15 мл. на 1 литр) или бутиловый спирт (4 мл. на 1 литр).
Вазелиновое масло (100 мл.) и молочная кислота (50 г.). Этой специальной смесью покрывают металлические поверхности с повышенным содержанием ржавчины. За счет присутствия в растворе кислоты ржавчина превращается в соль (лактат железа), которая растворяется в вазелиновом масле.

Тем не менее, самым эффективным методом зачистки ржавых металлических поверхностей является ее механическая обработка. Этот процесс, как правило, осуществляется ручным способом или с применением вспомогательного механического инструмента.

В современной практике существуют следующие механические методы удаления ржавчины с поверхности металла:

Очистка с помощью щеток, изготовленных из проволок. Этот процесс осуществляется вручную. Он используется в местах, покрытых ржавчиной в большом количестве, а также при обработке сварных соединений и швов. Качество такой зачистки невысокое: остается окалина, а также присутствует много пыли.
Обработка металлической поверхности металла с помощью абразивного инструмента. Как правило, используются шлифовальные диски. При применении инструмента высокого качества достигается практически 100% – ная эффективность. Однако и у этого метода имеются серьезные недостатки. К ним относятся: высокие требования к профессиональным качествам работника, а также большой расход материалов достаточно высокого качества.
Обработка металлической ржавчины с помощью пескоструйного устройства. Этот метод предполагает нагнетание в зону поражения коррозионными процессами песка, выпущенного под напором. Установка, используемая в этих целях, имеет достаточно простую конструкцию и состоит из пистолета (пескоструйный), резервуара с песком и компрессора. Для устройства применяется речной или строительный песок, но обязательно в просушенном виде. Иногда этот материал используется вторично, но необходимо учитывать, что эффективность антикоррозийной обработки в этом случае уменьшается в разы. При этом количество пыли во столько же раз увеличивается. Этот метод особенно эффективен для зачистки от ржавчины мест, которые невозможно обработать наждачным инструментом или абразивными дисками. Кроме того, после использования подобной технологии поверхность металла очищается практически от всего нагара, старой краски и окалин.

Водопескоструйная обработка металла (гидроабразивная). Металлическая поверхность подвергается одновременному воздействию водной струи и абразивного инструмента. Этот метод является промышленным. Отсутствие мобильности является одним из его недостатков. Гидроабразивный способ удаления коррозионных проявлений на металле осуществляется в трех режимах, каждый из которых имеет свои достоинства и недостатки. Они функционируют под сверхвысоким, высоким и низким давлением.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

1cert.ru

Очистка и окраска металла

Металлы — наиболее распространенный вид материалов, защищаемых лакокрасочными покрытиями. В практических условиях приходится сталкиваться с окрашиванием изделий, изготовленных из самых разных металлов. Основной объем окрасочных работ приходится на черные металлы. Вместе с тем в промышленности и строительстве широкое применение имеют и цветные металлы — алюминий и его сплавы, цинк, медь, медные сплавы, нередко свинец, которые также нуждаются в защите лакокрасочными покрытиями. В зависимости от вида металла, габаритов изделий, условий их работы применяют соответствующие лакокрасочные материалы и технологию изготовления покрытий. Технологический процесс включает две основные стадии: подготовку поверхности (очистку металла) и собственно окраску металла. Качество проведения работ на этих стадиях во многом определяет надежность и долговечность покрытий.

Очистка металла от ржавчины и коррозии перед окраской

Подготовка поверхности металлов — одна из важнейших и необходимых операций при окрашивании, она определяет срок службы лакокрасочных покрытий. Цель подготовки — удаление с поверхности любых загрязнений и наслоений, мешающих непосредственной окраске металла и металлоконструкций. К ним относятся оксиды (окалина, ржавчина), масляные, жировые и механические загрязнения, имеющиеся на поверхности старые покрытия.

Оксиды — типичный вид загрязнений большинства металлов. Наибольшую опасность с точки зрения коррозии вызывает окалина, представляющая собой смесь оксидных соединений железа: вюстита FeO, магнетита Fe304 и гематита Fe3O2. Окалина отличается от основного металла повышенной хрупкостью и более высоким значением электродного потенциала. Ржавчина — гидратированные оксиды железа, ее присутствие приводит к уменьшению адгезии покрытий и может вызвать изменение цвета белых покрытий.

Загрязнения в виде жиров, минеральных масел, консервационных смазок, остатков полировочных паст, абразивов, охлаждающих эмульсий ухудшают условия смачивания поверхности лакокрасочными материалами и отрицательно сказываются на пленкообразовании и свойствах покрытий. Старые, особенно непрочные, ветхие покрытия служат плохой основой для вновь наносимых покрытий, их также требуется удалять с поверхности. При подготовке поверхности наряду с очисткой металла одновременно проводят ее выравнивание — снятие заусенцев, удаление облоя и литников, сглаживание сварных швов и острых кромок и т. д. Нередко также выполняют операции по направленному изменению природы поверхности металла (гидрофобизация или гидрофилизация), степени ее шероховатости, а также дополнительной защите металла, например, путем нанесения конверсионных покрытий (фосфатирование, оксидирование, сульфохромирование и др.). Число подготовительных операций, способы и условия их проведения определяются требованиями ГОСТ 9.402–2004. Они зависят от вида металла, состояния его поверхности, требований к эксплуатационным свойствам покрытий, их назначения. Различают механические, термические и химические способы подготовки поверхности. Любая подготовка поверхности (очистка металла) связана с удорожанием покрытий, нередко она составляет более половины стоимости всех окрасочных работ, поэтому при выборе того или иного способа наряду с качеством очистки следует учитывать и затраты на ее проведение.

Очистка металлических поверхностей

Механически можно удалять любые загрязнения, однако наиболее часто таким образом производят очистку поверхности металла от ржавчины, окалины, старой краски и других старых покрытий. Применяются следующие способы очистки: шлифование, кварцевание, галтовка, пневмо- и гидроабразивная обработка.

Из механических способов подготовки поверхности особенно распространена струйная абразивная и гидроабразивная обработка: пескоструйная, гидропескоструйная очистка, дробеструйная, дробеметная. Очистка металла этим способом основана на воздействии частиц абразивов, поступающих с большой скоростью и обладающих в момент соударения с металлом значительной кинетической энергией. Поверхность металла при этом становится шероховатой (углубления достигают 0,04–0,1мм), что улучшает адгезию покрытий. Однако струйная абразивная обработка приемлема лишь для толстостенных изделий (5 > 3 мм); изделия с более тонкими стенками могут при этом деформироваться. При пескоструйной и гидропескоструйной очистке применяют обычно безглинистый кварцевый песок с размером частиц 0,5–2,5 мм, карбид кремния, плавленый оксид алюминия. Абразивом при дробеструйном и дробеметном способах обработки служит литая или колотая чугунная или стальная дробь с размером частиц 0,1–2,0 мм или дробь, рубленная из стальной проволоки диаметром 0,3–1,2 мм. Для чистки поверхности черных металлов наиболее целесообразно применять колотую дробь (№ 08–2) с размером частиц не более 0,8 мм. Эффективность очистки при этом повышается в 1,5–2 раза по сравнению с очисткой литой дробью; стальная рубленая дробь обходится в 3–4 раза дороже колотой. Легкие металлы (алюминий, магниевые сплавы и др.) обрабатывают мягкими абразивами — порошками из сплавов алюминия (иногда с добавлением 5–6% чугунного песка), крошкой фруктовых косточек или скорлупы орехов.

Кварцевый песок — наиболее дешевый абразив. Однако он быстро изнашивается (дробится), образуется мелкая пыль, вредно действующая на здоровье работающих. Поэтому пескоструйная очистка в нашей стране сильно ограничена. Ее применяют лишь в автоматизированных установках с хорошей герметизацией и вентиляцией, предотвращающими распространение пыли в помещения. В частности, таким способом очищают стальные и чугунные отливки, поковки и другие толстостенные изделия от окалины и нагари. Обычно песок подается из сопел, отстоящих приблизительно на 200 мм от обрабатываемой поверхности, под давлением 0,3–0,8 МПа.

Металлический песок, в отличие от кварцевого, почти не образует пыли, расход его значительно меньше, а эффективность механического воздействия также достаточно высока. Чистка с помощью металлического песка (дроби) осуществляется в закрытых камерах или кабинах, снабженных приточно-вытяжной вентиляцией. Применяют различные типы аппаратов для дробеструйной очистки. Распространение получили одно- и двухкамерные аппараты периодического и непрерывного действия типов Г-93А, Г-146, АД-1, АД-2, АД-5, БДУ-Э, ПД-1. Их производительность по очищаемой поверхности от 1 до 8 м²/ч; дробь распыляется под давлением 0,5- 0,7 МПа.

Дробеметная очистка отличается от дробеструйной тем, что поток дроби создается не сжатым воздухом, а в результате центробежной силы от вращающегося с высокой частотой (2500–3000 об/мин) ротора (турбинного колеса с лопатками). Дробеметный способ в 5–10 раз производительнее дробеструйного и в несколько раз дешевле. Он обеспечивает минимальную запыленность помещений, однако непригоден для обработки изделий сложной формы. Недостатком дробеметного способа является также быстрый износ лопаток (срок службы литых чугунных лопаток не превышает 80 ч). При гидроабразивной очистке используется суспензия или взвесь абразива в жидкой среде. Абразивами в этом случае служат кварцевый песок, гранит, электрокорунд, стекло, молотый шлак и другие твердые порошковые вещества дисперсностью 0,15–0,50 мм, а жидкой средой — вода с добавлением ПАВ и ингибиторов коррозии.

Гидроабразивная очистка проводится с помощью аппаратов нагнетательного и всасывающего типов разных конструкций: ГПА-3, ТО-266, ГК-2, ТВ-210, они подают пульпу под давлением 0,5–0,6 МПа. В аппаратах обычно обрабатывают изделия небольших габаритов. В случае крупных объектов (суда, гидротехнические сооружения) для очистки поверхности металла нередко используют забортную воду с песком (пульпу), образующуюся при сушке вторичную ржавчину удаляют механическим или химическим путем.

Различают несколько степеней абразивоструйной очистки. Она различается по площади (в %) очищенной до чистого (блестящего) металла:

Sa 1 — легкая очистка до степени порядка 50%; Sa 2 — тщательная очистка (-75%); Sa 2 1/2 — очень тщательная очистка («96%);

Sa 3 — наиболее высокая степень чистоты (~99,2%).

С повышением степени очистки металла резко возрастают затраты на подготовку поверхности. Так, при переходе от Sa 2 к Sa 2 1/2 они удваиваются, а от Sa 2 1/2 к Sa 3 возрастают примерно на 50%. В зависимости от условий эксплуатации покрытий наиболее часто очистку поверхности проводят до степени Sa 2 или Sa 2 1/2. В настоящее время значительное внимание привлекает очистка металлических поверхностей под действием струи воды, подаваемой под большим давлением (от 25 до 170 МПа)— гидродинамический способ. Эффективность чистки поверхности металла зависит от применяемого давления: до 35 МПа удаляются непрочная (шелушащаяся) краска, прилипшая грязь, отложения солей; до 70 МПа — непрочно держащаяся старая краска, ржавчина; до 170 МПа — любые отложения на поверхности, кроме окалины.

Применяемые установки состоят из насоса высокого давления, привода, шлангов, гидравлического пистолета и приборов для регулирования и контроля давления воды. Такие установки выпускают, в частности, фирмы «Креуле», «Вома» и «Крецле» (Германия), «Кина» (Великобритания) и др. Их отличительная особенность — высокая производительность, отсутствие пыления. Установки низкого давления особенно удобны для удаления разрушившихся покрытий после их обработки смывками.

Своеобразным способом механической очистки поверхности металлов является ее обработка сухим льдом — гранулами твердой углекислоты с температурой -79 °С. Размер гранул 2–3 мм. Их подают на поверхность с помощью специального аппарата — бластера при давлении воздуха 0,2–1,4 МПа. При ударе о поверхность гранулы сухого льда частично сублимируются, образующийся газ С02 повышает давление и тем самым усиливает механическое воздействие частиц на поверхность. Для экономии сухого льда предусматривается рекуперация.

Механические способы чистки, особенно струйно-абразивные, наиболее широко применяются при окрашивании стационарных и крупногабаритных объектов (суда, мосты, эстакады, наземные сооружения нефтегазового комплекса, трубы, резервуары, емкости и др.). Это наиболее дорогой вид подготовки поверхности и, как правило, наиболее надежный в отношении долговечности покрытий.

Методы очистки металла

Удаление окалины, ржавчины, коррозии, старой краски, масел и других загрязнений с поверхности можно проводить термическим способом, например путем нагревания изделия пламенем газокислородной горелки (огневая зачистка), электрической дуги (воздушно-электродуговая зачистка) или отжига в печах при наличии окислительной (воздушной) или восстановительной среды. При огневой и воздушно-электродуговой зачистке металл (стальные слитки, слябы, блюмы) быстро нагревают до 1300–1400 °С, при этом загрязненный поверхностный слой сгорает и частично оплавляется. Его механически удаляют, а металл охлаждают.

Отжиг в восстановительной (защитной) атмосфере применяют при подготовке поверхности рулонного металла. Стальной прокат нагревают в атмосфере азотоводородной смеси, содержащей, например, 93% N2 и 7% Н2, до 650–700 °С. Присутствующие на поверхности следы смазки возгоняются, а оксиды железа восстанавливаются до металлического железа. Термическое удаление органических загрязнений (старые покрытия, жировые и масляные отложения) удобно проводить в окислительной (воздушной) среде.

obrabotka.ru

Как убрать ржавчину с металла — обзор методов

Металл – это основной материал для изготовления множества механизмов, инструментов, деталей и агрегатов, применяемых для комфортного существования человека. Обладая высокой прочностью, он имеет и несколько «врагов», способных разрушить его или привести в негодность изделия, изготовленные из него. Злейший враг металлических изделий – ржавчина. Она способна вывести из рабочего состояния не только металл, но и инструменты, сделанные из него. Кроме этого, ржавчина портит внешний вид изделия, уменьшает его прочность и снижает срок службы. Способы удаления ржавчины можно подразделить на несколько типов – механическое удаление ржавчины, химическое, электро-химическое и народные средства. Рассмотрим каждый тип удаления ржавчины с поверхности металлических изделий по отдельности.

Механические способы удаления ржавчины

Название способа подразумевает механическое воздействие на изделие с помощью абразивных материалов и механизированного или ручного инструмента.

Для удаления ржавчины с металлов механическим способом необходимо применять специальные металлические щетки, абразивные круги или наждачную шкурку.

Наиболее целесообразно применять механический способ удаления ржавчины на поверхностях с большими площадями и ровными формами.

Большие ровные поверхности перед удалением ржавчины следует очистить от посторонних загрязнений. Затем с помощью металлической щетки или абразивного круга, надетого на дрель или углошлифовальную машинку, необходимо удалить ржавчину до появления чистой поверхности. На поверхностях со сложной формой или в труднодоступных местах применяют ручной способ удаления ржавчины с применением абразивной наждачной бумаги и металлических щеток. При механическом способе чистки особое внимание следует уделять защите рук, глаз и открытых частей тела. При этом следует соблюдать правила безопасности при работе с электрическим инструментом, прописанные в инструкции по эксплуатации. Механический способ применим на поверхностях имеющих достаточную толщину металла для очистки от ржавчины, при этом место обработки может стать тоньше остальных частей изделия, что следует учитывать при обработке.

Химический способ удаления ржавчины

Применение химических растворов для удаления ржавчины обусловлено взаимодействием химического реактива с окислом железа (ржавчиной).

Химический способ лучше применять для удаления ржавчины с небольших деталей сложной формы. Процесс удаления ржавчины может длиться от нескольких минут до нескольких часов, в зависимости от применяемого состава.

Как правило, химические составы для удаления ржавчины – это агрессивные жидкости, которые вступают в химическую реакцию с металлом и оксидом железа (ржавчиной). При этом следует быть очень аккуратными при обращении с такими жидкостями, так как они могут вызвать химический ожог, при попадании на кожу или слизистые поверхности человека. В случае попадания такого раствора на кожу необходимо промыть место контакта большим количеством воды и обратиться в больницу.

Электро-химический способ удаления ржавчины

Для электро-химического способа удаления ржавчины необходим специальный раствор – электролит и источник постоянного тока. Очищаемую деталь помещают в электролит, к детали подключают отрицательный контакт источника тока так, чтобы он не соприкасался с электролитом, а к электролиту подключают положительный контакт.

При включении напряжения начинается электро-химическая реакция, вызывающая отделение оксида железа от детали и оседание его на дне раствора. За счет электричества процесс очистки происходит значительно быстрее. Этот способ подходит как для небольших деталей сложной формы, так и для крупных деталей (зависит от имеющегося в наличии электролита и тары).

Народные способы

К народным способам борьбы с ржавчиной можно отнести такие средства, как лимон, уксус.

Хотя по своим свойствам эти способы скорее относятся к химическим, но они позволяют очищать небольшие загрязнения без применения специальных химических реактивов и электролитов. Эффективность этих способов вызывает сомнения, но и сказать, что они не эффективны совсем нельзя. С помощью лимона или уксуса можно очистить от ржавчины небольшие детали, замочив их в лимонном соке или уксусе на несколько часов, а затем протереть чистой тряпкой.

Выбирая тот или иной способ удаления ржавчины с металла, следует исходить из следующих соображений. Во-первых, площадь очищаемой поверхности. Во-вторых, форма очищаемой поверхности или детали. В-третьих, доступность тех или иных реактивов или материалов. Проанализировав все полученные ответы можно легко выбрать наиболее оптимальный и эффективный способ удаления ржавчины.

Следует также помнить, что удаление ржавчины не должно заканчиваться только на процессе удаления, необходимо подумать о способах защиты очищенных поверхностей от повторного появления ржавчины в дальнейшем. Для этого применяют окрашивание, напыление нержавеющих покрытий, грунтовка или обработка водоотталкивающими растворами. Следует помнить, что сырость и незащищенность поверхностей при контакте с воздухом приводят к быстрому ржавению и выходу изделий из строя.

Удаление ржавчины с помощью пепси и уксусной кислоты:

Уважаемые читатели, если у вас остались вопросы, задавайте их, используя форму ниже. Мы будем рады общению с вами ;)

Рекомендуем другие статьи по теме

stroi-specialist.ru

Очистка металла от ржавчины

Камрад Виталик, как-то мне показал круглый кусок ржавчины. В этом предмете я ничего интересного не увидел – металлолом, вот и вся ценность железячки, подумал я. Но он сказал, что это корпус гранаты Ф1. И вправду, только после того как взял кусок ржавчины в руки и смог получше его рассмотреть, то в характерных выступах узнал знаменитое оружие. Тогда я поинтересовался у камрада, что он будет с этой железкой дальше делать. Он ответил, что принесет домой и погрузит ее в раствор, который снимет красный окисел. Через некоторое время Виталик прислал мне фото гранаты после нахождения в растворе. Результат мне на столько понравился, что, расспросив о рецепте чистящей жидкости, решил повторить такую чистку железа у себя дома.

Так как на то время интересной железки, которую хотелось бы почистить, у меня не было, то и эксперимент решено было отложить.

После поисков с металлодетектором MX100E в его находках оказалась не большая, но очень ржавая железка – сапожная подковка. Вот ее и решил освободить от рыжего векового налета.

копанная сапожная подковка

Приготовление средства (раствора).

Для того, что бы приготовить очищающий раствор, сначала нужно собрать ингредиенты. Для этого пошел в продуктовый магазин и приобрел лимонную кислоту.

основной ингредиент чистящего средства

Потом, содержимое пакетика высыпал в пол-литровую баночку…

гранулы кислоты в баночке

и залил водой в соотношении 1:10 (1грамм кислоты на 10 грамм воды). Размешал до полного растворения гранул и положил туда подковку.

ржавая подковка помещена в раствор

Закрыл крышкой и поставил под батарею.

Думаю, что для приготовления чистящего раствора, воду можно взять любую, но я решил с ней немного заморочиться. Для чистки надумал использовать химочищенную воду – это вода, из которой химическим способом убраны все примеси, из-за этого ее жесткость очень мала. Такой жидкостью не помоешь руки – она на столько мягкая, что не смывает мыло. Если читателю интересно, где взять химочищенную воду, то с удовольствием отвечу. Если вы живете в доме, у которого отопление централизованное, то смягченная вода находится в батареях. Вот эту воду я и использовал для приготовления чистящей жидкости.

Результат очистки.

Прошло 10 дней. Вода в баночке под батареей стала темно красного цвета. На ее дне покоилась подковка и вокруг нее лежали темные хлопья.

после десяти дневное нахождения

В ванной, вынул из баночки подковку и под струёй воды из крана смыл с железки коррозию. Так как после чистки оголились все каверны, то, что бы вымыть из них грязь, я использовал старую зубную щетку. С ее помощью подковка приобрела тот вид, который можно увидеть на фото ниже.

сапожная подковка после очистки

Из фотографии видно, что на поверхности очищенного металла появились небольшие, но частые полосы. Это так называемые «волокна». Они образуются только в том металлическом изделии, которое было сформировано с помощью ковки. Эти волокна указали на то, что подковка была кована, а соответственно имеет солидный возраст. На сегодняшний день, ковка металла используется только в тех деталях, которые подвержены большим нагрузкам. Например, направление волокон очень важно в крюках, которые имеет любой кран. Поэтому, нет смысла делать кованую деталь, которая не подвержена большим нагрузкам. В моем же случае явно видно, что сапожная подковка была выкована, потому что в то время когда она изготавливалась, других технологий обработки металла не было.

Вот столько интересного мне сказала, очищенная от коррозии, сталь.

vremenami.com