Химические способы очистки
Под химической очисткой подразумевают все способы удаления окалины и ржавчины посредством травления (кислотами, пастами или щелочами) или с помощью преобразователей ржавчины. Очистка травлением предназначена для удаления с поверхности металла, преимущественно в листах, окалины и ржавчины.
Травление должно быть организовано так, чтобы сталь разрушалась как можно медленнее, а окалина, наоборот, быстрее. Это достигается соответствующим подбором травильных растворов. Следует учитывать, что окалину, образовавшуюся при низкой температуре, удалить труднее, чем образовавшуюся при более высокой температуре.
Технология очистки травлением заключается в следующем: предварительно обезжиренные листы погружают в ванну с травящим раствором, затем промывают в проточной воде, обрабатывая при этом щетками, чтобы удалить остатки окалины и образовавшийся шлам, нейтрализуют в ванне с раствором щелочи, после чего промывают теплой водой. При травлении в серной кислоте происходит быстрое растворение железа и очень медленное — окислов, поэтому окислы (окалина) отстают от поверхности вследствие растворения находящегося под ними слоя железа. Соляная кислота лучше растворяет окислы железа, но глубже проникает в поры металла, вследствие чего ее труднее отмывать и нейтрализовать. В дальнейшем эти неудаленные остатки кислоты могут вызвать коррозию металла.
Образующийся при травлении водород проникает в металл и вызывает его водородную хрупкость. Устранить это можно, ограничив длительность действия кислоты на металл и применив ингибиторы, которые замедляют растворение стали, уменьшая выделение водорода.
Хорошими ингибиторами считаются такие, при внесении 5 г которых на 1 л раствора обеспечиваются необходимые условия травления; ингибиторы среднего качества дают эффект при введении в пределах 5—30 г на 1 л. Ингибиторы, количество которых превышает 30 г на 1 л, относятся к плохим. Применение ингибиторов на 40—50 % уменьшает потери металла при травлении и на 30— 40 % снижает расход кислоты.
В некоторых случаях корпуса металлических судов, не удаляя обрастаний, очищают от остатков окалины, ржавчины и старой краски с помощью пасты «Целлогель», одновременно разрушающей все виды обрастателей. Пасту наносят слоем 1 —1,5 мм и выдерживают 0,5—12 ч, затем образовавшийся слой отмерших обрастателей, остатки пасты, ржавчину и другие загрязнения удаляют струей воды и металлическими шпателями.
Комбинированное щелочно-кислотное травление рекомендуется применять для очистки кислотоупорных и нержавеющих сталей. По этому методу окалину сначала разрыхляют в расплаве, состоящем из едкого натра (70—80 %) и азотнокислого натрия (30—20 %) при 400—520 °С. При промывке в холодной воде разрыхленная окалина в значительной мере удаляется. Для получения блестящей поверхности производят травление в растворе, содержащем 15—18 % серной кислоты и 3—5 % поваренной соли при 60—70 °С или в 10—12 %-ном растворе серной кислоты. Пассивирование производят при 50 °С в 30 %-ном растворе азотной кислоты.
Струйный метод очистки объединяет химическое и механическое воздействие на поверхность очищаемых листов и деталей. В этом случае стальные листы или детали не погружают в травильную ванну, а очищают струями раствора, подаваемого под давлением.
Очистка фосфорной кислотой эффективна только при наличии на поверхности рыхлой окалины и ржавчины, так как плотно держащаяся окалина ею практически не растворяется и не удаляется. Поэтому такой способ применяют для очистки холоднокатаной стали.
Использование ультразвука при очистке в 5— 10 раз сокращает время выполнения операций, позволяет вести процесс при меньшей концентрации растворов, реже корректировать и обновлять их, работать при более низких температурах и облегчает удаление ржавчины или загрязнений из язв и углублений.