Раствор для удаления цинковых покрытий со стальных изделий. Как удалить цинковое покрытие со стали

Раствор для удаления цинковых покрытий со стальных изделий

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 214 А1 (,511 4 С 23 F 1/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;;-::

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ " 3 ° ( а.", 1Ф /

ЫЩД(.0 (21) 4223890/23-02 (22) 20.01.87 (46) 30.06.88. Бюл. В 24 (72) Т.А. Чертыковцева, А.П. Корюшин, В.В. Бурлаков и В.Д. Дубкова (53) 621.794.422(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 883191, С 23 J 1/06, 1980.

ГОСТ 9.302-79, табл. 3, раствор 11 1. (54) РАСТВОР ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ЦИНКОВЫХ.

ПОКРЫТИЙ СО СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ (37) Изобретение относится к составам для химической обработки металлов, а именно к удалению цинковых покрытий со стальных изделий химическим путем.

Целью изобретения является интенсификация процесса и снижение наводораживания стальных изделий. Раствор содержит, г/л: серная кислота 45-55; соляная кислота 15-25; соль азотной кислоты (в пересчете на NO ) 6-10 (преимущественно нитрат щелочного металла — калия или натрия). Интенсификация процесса достигается за счет введения нитрата. 1 табл.

14062 о

30 С. Полноту удаления покрытия определяют визуально по прекращению бурного выделения водорода. В предлагаемом растворе возможно удаление цинковых покрытий, полученных из щелочных электролитов цинкования, в частности с добавками ДХТИ. Для испытаний брались стальные детали площадью 1,08 см, на которые электрохиг мическим методом из различных электролитов цинкования, в частности с добавками ZnSR и ДХТИ, было нанесено цинковое покрытие.

Результаты испытаний приведеньг в таблице.

Номер

-раствора

Скорость удаления покрытия полученно го в электролите Ликонда ZnSR, мкм/мин

Состав раствора для удаления цинкового покрытия со стальных изделий !

1 50 г/л Н $0 +20 г/л НС1 (из- О, 14-0, 15 1, 25-1, 3 вестный состав) 55 г/л Н SO +15

+10 г-ион/л NO

1 1103)

50 г/л Н $0 +20

+6 г-ион/л NO>

KNO ) г/л НС1+ (16 г/л

1,85-1,96 г/л НС1+ (10 г/л

1,76-1,92 2,8-3,0

4 45. г/л Н SO +25 г/л НС1+

+10 r-ион/л NO (14 г/л

NANO>) 1,7-2,0

5 50 г/л Н SO +20 г/л НС1+

+10 r-ион/л NO> (13 г/л

ЙН БОз) 1,7-2,0

6 50 г/л Н SO +20 г/л НС1+

+6 r-ион/л МО (8 г/л

НаНО ) 1,69-1,80 творения в растворе — прототипе, а скорость растворения цинкового покрытия, полученного в растворе с добавкой

ДХТИ (щелочной электролит) в 2,5 раза.

При этом дальнейшее повышение концентрации NO мало влияет на скорость

Изобретение относится к составам ля химической обработки металлов, в астности к удалению покрытий с меаллических изделий химическим путем, может быть использовано для снятия иковых покрытий со стальных изделий лри контроле толщины покрытия с использованием гравиметрического метода анализа, а также для удаления дефект- 10 ных цинковых покрытий при цинковании металлических деталей.

Целью изобретения является интенсификация процесса и снижение наводораживания стальных иэделий, l5

Состав готовят обычным смешением компонентов. Обработку ведут при 15Прибавка к раствору 6-!0 г-ион/л

NO в виде соли азотной кислоты увез личивает скорость растворения цинкового покрытия, пвйученного в электролите цинкования Ликонда ZnSR, в 1214 раз по сравнению со скоростью расСкорость удаления покрытия, полученного в электролите с добавкой

ДЗТИ, мкм/мин

6-10

Составитель Н. Скопинцева

Редактор Т. Лазаренко Техред А.Кравчук Корректор А. Тяско

Заказ 3163/26 Тираж 991 Подписное е ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

)13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д., 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 14062 растворения цинкового покрытия. Расход нитрат-ионов при использовании предлагаемого раствора незначителен.

Таким образом, введение добавок (нитрат-ионов в виде нитратов щелочных металлов или аммония) повышает скорость растворения цинкового покрытия и при этом за счет сокращения времени контакта основы с агрессивной средой снижает наводораживание стали.

Использование предлагаемого раствора позволяет снизить затраты времени на контроль толщины цинкового покрытия гравиметрическим методом при цинковании стальных изделий в слабокислых электролитах цинкования типа Ликонда ZnSR.

14 4 формулаизобретения

Раствор для удаления Цинковых покрытий со стальных изделий, содержащий серную и соляную кислоты, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью интенсификации процесса и снижения наводораживания стальных изделий, он дополнительно содежит соль азотной кислоты, выбранной из группы, включающей нитрат калия, натрия и алюминия, при следующем соотношении компонентов, г/л:

Серная кислота 45-55

Соляная кислота 15-25

Соль азотной кислоты, выбранной из указанной группы (в пересчете на NO )

www.findpatent.ru

Удаление металлопокрытий: растворы и технологии

Автор: IMF Институт защиты металлов

Растворы для удаления металлопокрытий воспринимаются большинством гальваников как неизбежное зло: их использование усложняет и удорожает процесс обработки поверхности.

Однако это единственный способ избавиться от последствий ошибок, допущенных при выполнении предыдущих операций и получить на той же подложке покрытие, соответствующее заданным стандартам и нормам.

Для удаления металлопокрытий используют растворы, приготовленные самостоятельно по традиционным формулам, либо составы, приобретенные у компаний-разработчиков. В обоих случаях есть возможность для усовершенствования и повышения эффективности процесса очистки. В данной статье будут рассмотрены основные растворы и средства для удаления покрытий, а также приведены рекомендации по их оптимальному использованию.

Процесс удаления покрытий появился одновременно с процессом их нанесения – сразу же после обнаружения первого дефекта поверхности. Первые процессы удаления покрытий представляли собой элементарное выполнение процесса нанесения покрытия в обратном порядке, частично по причине необходимости восстановления электролитов, частично – на основании предположения, что электроосаждение металлов – обратимый химический процесс. Обманчивая простота подобного подхода скоро развеялась, и отрасль перешла на использование элементарных растворов, которые хотя и не оставляли возможностей для регенерации, но зато эффективно растворяли нежелательное покрытие, отличаясь при этом невысокой стоимостью и простотой в применении.

Главной причиной удаления покрытия всегда являлось желание восстановить первоначальное состояние подложки и ее подготовка к повторному нанесению покрытия, обусловленное прежде всего соображениями экономии, связанными либо со сложной механической обработкой детали либо высокой стоимостью сплава, из которого она изготовлена. По этим же соображениям менее дорогостоящие компоненты – стальные гвозди или шурупы, например – в случае обнаружения дефекта в большинстве случаев просто отправляют на переплав, за исключением ситуаций, когда имеется целая забракованная партия одинаковых изделий, которые могут быть обработаны вместе.

Необходимость удаления покрытия может быть вызвана разными причинами, которые определяются в ходе стандартной инспекции отдела технического контроля. Среди наиболее часто встречающихся из них стоит назвать:

• несоответствующий внешний вид, в большинстве случаев блеск или цвет покрытия,
• недостаточная равномерность слоя,
• недостаточная толщина покрытия, наличие непокрытых участков,
• неровные края или другие дефекты в результате повышенной силы тока,
• недостаточная сила сцепления – в результате некачественной подготовки поверхности,
• пятна, тусклые участки, не устраняемые промывкой.

Бракованное изделие подвергается обработке, соответствующей типу обнаруженного дефекта. Следует отметить, что если осаждение покрытия на это изделие представляло собой определенные сложности и потребовало специальных мер (вибрации, перемешивания и т.д.), то и процесс удаления покрытия может оказаться не менее сложным.

Процесс удаления покрытия должен быть максимально щадящим, т.е. он должен быть направлен на устранение нанесенного слоя без каких-либо последствий для подложки. К счастью, большинство простых кислотных растворов, разработанных несколько лет назад, прекрасно справляется с этой задачей. Чтобы уменьшить риск воздействия на подложку, в растворы добавляют различные комплексообразователи, которые ускоряют процесс растворения покрытия, а также ингибиторы для предотвращения повреждения основной поверхности. На отраслевом рынке имеется не мало усовершенствованных процессов удаления покрытий, однако они не обрели широкого распространения в силу своей высокой стоимости, и большинство предприятий до сих пор предпочитает использовать стандартные растворы. Однако в последнее время в отрасли появились новые технологии покрытий, удаление которых требует специальных материалов, рассмотренных ниже.             

Как уже упоминалось ранее, реверсивное выполнение процесса осаждения металлопокрытия автоматически снимает вопрос о переработке отработанных растворов для удаления покрытий. Однако процесс нанесения драгоценных металлов – золота, серебра, палладия, родия и т.п. – требует обязательной переработки электролитов. В большинстве случаев решение этой проблемы перекладывается на специализированные фирмы или поставщиков, если это условие было оговорено в договоре поставки.

Основная задача разработчика технологии удаления покрытия – найти простой и недорогой кислотный или щелочной раствор, который растворит нанесенный слой и не повредит подложку. Чаще всего для этой цели используются серная и азотная кислоты; соляную и фтористоводородную кислоты предпочитают не использовать, поскольку они обладают высокой окислительной способностью, что значительно ускоряет процесс растворения, в ходе которого идет пассивация стали и медных сплавов (наиболее распространенные подложки).

Если для снятия покрытия необходима щелочь (как правило, это условие выдвигается при работе с амфотерными металлами: алюминием, оловом и цинком), чаще всего применяются углекислый натрий (слабая щелочь) и гидроксиды (более сильные). Рекомендуемые в качестве аналогов калиевые соли по техническим характеристикам даже превосходят углекислый натрий, однако используются гораздо реже из-за более высокой стоимости.

Выбрав между щелочью и кислотой, Вы должны определиться с концентрацией раствора. Высоко концентрированные растворы в большинстве случаев действуют быстрее, кроме того, такие кислоты, как азотная обладают двойными свойствами – кислотными и окисляющими, и концентрация влияет на то, какие из них будут выражены ярче. При этом необходимо помнить, что повышенная концентрация растворов влечет за собой больший расход материалов в результате выноса, что накладывает на предприятие дополнительные расходы на нейтрализацию стоков и восстановление сброшенных в стоки растворов. Более эффективным способом ускорения процесса растворения является применение перемешивания и увеличения температуры посредством нагрева до допустимых пределов.

Вопрос об использовании комплексообразователей и ингибиторов рекомендуется решать совместно со специалистом-технологом. Тем не менее, следует заметить, что в большинстве случаев, когда комплексообразователь применялся при осаждении покрытия, допустимо и его использование при снятии образованного слоя. Так, например, в щелочные растворы обычно добавляются цианиды. Существуют также недорогие ингибиторы (силикаты и фосфаты) для щелочных растворов, но им присущи определенные недостатки: так, например, они оставляют пленки на поверхности обрабатываемых изделий, что может негативно сказаться на результате операции по снятию покрытия.

Теоретически, любой состав для снятия покрытия можно подвести под определенный стандарт, однако на практике технологу приходится сталкиваться с таким количеством условий и частных особенностей – период эксплуатации раствора, концентрация, интенсивность перемешивания, рабочая температура, объем ванны – что в лучшем случае Вы получите примерный расчет продолжительности процесса при имеющейся толщине покрытия. Тем не менее, следует отметить, что довольно достоверным показателем срока службы раствора с точки зрения необходимости замены или пополнения ванны является допустимое число циклов обработки. В случае использования нестабильной добавки (перекиси водорода, например), ее количество определяется исходя из условий и требований конкретного заказа, при этом важно помнить, что эффективность использования добавки снижается по мере расхода окислителя.

Среди последних разработок в этой сфере следует отметить попытки использовать более эффективные окисляющие вещества и органические катализаторы окисления. Однако только один или два из созданных растворов получили промышленное применение, поскольку большинство из предлагаемых решений не обеспечивало сколько-нибудь значительного улучшения или существенно повышало стоимость процесса. Одним из успешных проектов стала попытка добавления в раствор нитробензола или его нитро-ароматических аналогов. По причине экологической опасности исследования в области использования определенных веществ, которые отличаются особенной эффективностью для снятия покрытий (таких, как цианиды, нитраты и аммиак) пришлось прекратить.  

Ниже будут описаны испытанные на практике методы удаления покрытий, а также конкретные примеры, иллюстрирующие теоретические данные, приведенные выше.

Каждое предприятие вправе выбрать химический или электрохимический способ снятия покрытия. Лишь в некоторых случаях специалистами настоятельно рекомендуется тот или иной способ, в большинстве случаев – это вопрос, который решается на основании соображений практичности и удобства, в связи с чем выбор чаще всего падает на химическое растворение, поскольку оно не требует тщательного контроля и, разумеется, подключения электрического тока. Наиболее распространенные процессы снятия покрытий перечислены в Таблице I.

Таблица I. Избранные процессы для химического (Х) и электрохимического (Э) удаления покрытий

Как уже было упомянуто выше, существует несколько общих правил составления композиция раствора. Состав для снятия покрытий включает три основных компонента:

• кислотный или щелочной растворитель, в большинстве случаев обладающий окислительными свойствами, позволяющими ускорить процесс растворения покрытия, не повреждая подложку, а также выполнить пассивацию основной поверхности,
• компексообразователь, обеспечивающий селективность растворения и растворимость средства, а также продлевающий срок его использования,
• ингибитор, снижающий риск повреждения подложки.

Присутствие всех выше перечисленных компонентов необязательно, грамотно составленный раствор может действовать эффективно и при наличии всего одного из них, т.е. азотной кислоты. Несмотря на тот факт, что науке известно много реагентов, доказавших свою эффективность, в большинстве случаев решающим фактором оказывается стоимость раствора, что сразу же закрывает вопрос о целесообразности использования некоторых из них. 

В некоторых случаях при составлении раствора за основу берутся специфические свойства веществ. Так, например, существует мнение, что хромовое покрытие представляет серьезные трудности при снятии, поскольку обеспечиваемая им коррозионная защита – признак пассивности, а не благородности этого металла, в связи с чем для его удаление лучше всего подойдет раствор, действие которого направлено на пассивные пленки. В качестве примера подобного раствора можно привести теплую разбавленную соляную кислоту, при этом при работе с хромом на никеле или стали рекомендуется строго соблюдать время обработки – чрезмерно долгое воздействие соляной кислотой может вызвать питтинг на стали или повреждение никелевой подложки. В этом случае в качестве ингибитора используются соли сурьмы, которые предотвращают повреждение стали после удаления покрытия. Медные сплавы не подвержены опасности. Альтернативным решением для стали может служить анодное растворение в слабой каустической соли.

Подобное использование анодного тока может считаться перспективным с научной точки зрения, однако на практике оно не очень удобно. Тем не менее, и этот способ имеет право на существование, особенно в целях ускорения процесса растворения. Кроме того, он позволяет отказаться от использования окисляющих добавок и регулировать анодный потенциал для снижения риска воздействия на подложку. При этом необходимо помнить, что это способ требует постоянного контроля. Химическое снятие покрытия, наоборот, может успешно протекать без тщательного контроля, хотя и более медленно, чем электрохимический процесс. Скорость – не самый главный показатель эффективности технологии, а слабый ток часто является надежной гарантией безопасности подложки после частичного удаления покрытия.

Любые изменения процесса следует выполнять с особой осторожностью, поскольку добавление любых реагентов может иметь нежелательный побочный эффект, например, повреждение подложки. Если же Вы уверены, что применяемая добавка не грозит подложке, активаторы можно использовать, особенно для пассивных поверхностей. В обратном случае безопасными являются следующие меры ускорения реакции растворения:

• нагрев до 60-700С (более высокая температура может негативно сказаться на результате),
• перемешивание; если применяются окислители – следует рассмотреть возможность воздушного или кислородного перемешивания,
• использование анодного тока,
• корректировка уровня рН, особенно в случаях, когда электролит сильно истощен.

Выбор окислителя целиком зависит о его свойств, которые напрямую связаны со стоимостью добавки – чем дороже окислитель, тем сильнее выражены его свойства. Руководствуясь этим нехитрым правилом, не стоит забывать и о таком важном факторе, как соответствие анионов обрабатываемому металлу.

Азотная кислота и перекись водорода – два наиболее распространенных окислителя. Перекись водорода выступает еще и в качестве кислоты и может использоваться для пассивации стали и медных сплавов, однако она вызывает обильное дымовыделение. Тем не менее, это вещество можно добавлять в ограниченных количествах с целью активации в раствор для снятия покрытия, после чего раствор может храниться продолжительное время до следующего использования. Как видно из выше сказанного, для достижения наилучшего результата необходим определенный набор добавок, список которых приведен ниже:

Таблица 2. Окислители, использующиеся в растворах для снятии покрытий

Комплексообразователи, применяющиеся в электролитах при нанесении покрытий, могут быть добавлены и в растворы для их снятия, поскольку в обоих случаях они призваны выполнять одну функцию – способствовать растворению металлического слоя на поверхности изделия (См. Таблицу 3). Как известно, наиболее универсальным из всех комплексообразователей являются цианиды, которые чаще всего добавляют в щелочные растворы с целью обезвреживания. Они также могут быть использованы для снятия Cd, Zn, Cu, Ni, Au и Ag.

Ингибиторы для растворов снятия подбираются в зависимости от металла, подлежащего снятию, и требуемого уровня рН. В связи с этим привести список ингибиторов «общего назначения» довольно сложно. Одна из наиболее распространенных групп веществ, используемых для снятия нескольких металлов, включает силикаты, метасиликаты, фосфаты, фосфонаты, хроматы, сульфиды и бораты. Из органических реагентов следует назвать амины (для работы со сталью) и меркапто-бензотиазол (для обработки меди). Использования некоторых ингибиторов, таких, как соли мышьяка и сурьмы, предназначенных для очистки стали, а теперь еще и хроматы, применяемые ранее для обработки нескольких видов подложки, рекомендуется избегать по соображениям экологической и технической безопасности.

Таблица 3. Наиболее распространенные комплексообразователи

Растворы для снятия токсичны и агрессивны по своей природе и не могут быть возвращены в производство, как это обычно происходит в случае с растворами промывки и отработанными электролитами. Кроме того, используемые комплексообразователи способствуют ускоренному осаждению металлов из раствора. 

В большинстве случаев для обработки этого вида отходов применяют многоступенчатую систему очистки, в ходе которой кислотные и щелочные стоки цеха перемешиваются и нейтрализуются. Подобная система включает:

• нейтрализацию кислот и щелочей,

• разрушение цианидов с помощью гипохлоридов, 
• разложение аминов путем окисления,
• восстановление шестивалентного хрома с помощью кислых солей сернистой кислоты,
• осаждение металлов при рН от 8 до 11 с помощью едкой щелочи.

Извлечение металлов можно поручить специализированной компании, предварительно предоставив ей информацию о химическом составе обезвреживаемого раствора.

За последние годы технология снятия покрытий демонстрировала поразительное постоянство, объясняемое тем, что, несмотря на появление новых материалов (например, органических окислителей), стоимость усовершенствования существующих растворов препятствовала развитию работ в этом направлении. Но с развитием инновационных технологий покрытий в сфере керамических материалов и тугоплавких металлов, нанесенных не электрохимическим способом, потребность в новых технологиях снятия дефектного слоя возросла. В особенности это касается покрытий на основе карбидов, нитридов, боридов, силицидов и т.п.

Среди разработок в этой области следует отметить процесс снятия слоя CrN со стальной подложки перед переточкой. Процесс представляет собой удаление покрытия анодным способом NaOH (100г/л) при 6 В тока и схож с процессом снятия хромовых покрытий. Кроме того, была сделана попытка удаления CrN с титана с помощью щелочи, которая оказалась неудачной, а также – TiN со стали. В последнем случае был использован химический способ обработки с помощью NaOH (80г/л) в присутствии 20г/л h3O2, доказавший свою эффективность. Таким образом было установлено, что эффекта, оказываемого на поверхность анодным током, можно добиться с помощью химического окислителя. В случаях, когда перекись водорода оказывается не достаточно стабильной, рекомендуется рассмотреть альтернативные варианты - KMnO4, например.

echemistry.ru

Способ удаления цинка с оцинкованной стали

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано для переработки отходов оцинкованной стали. Способ включает обработку отходов оцинкованной стали водным раствором, содержащим 250 г/л соляной кислоты и 2,5 г/л гексаметилентетрамина, в котором при температуре 10-40°С в течение 20-30 мин выдерживают отходы оцинкованной стали, после чего насыщенный цинком водный раствор сливают и извлекают стальные отходы. Способ обеспечивает удаление цинка с оцинкованной стали до содержания не более 5% от исходного в условиях литейных цехов машиностроительных производств, с учетом защиты металлической основы отходов от растворения в кислоте в течение протекания реакции.

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано для переработки отходов оцинкованной стали. Отходы загружают в водный раствор соляной кислоты и в присутствии гексаметилентетрамина при температуре 10-40°С выдерживают 20-30 мин, после этого полученный раствор с ионами цинка может быть направлен на дальнейшую переработку, а обработанные отходы могут быть использованы в качестве шихты при выплавке чугуна.

Изобретение представляет собой способ удаления цинка из отходов оцинкованной стали в растворе, содержащем кислоту. Цинк используется в качестве защитного покрытия от коррозии в машиностроении, а также других отраслях. Переработка оцинкованных стальных отходов затруднена по ряду причин. Например, использование таких отходов при плавке в индукционных печах приводит к снижению качества выплавляемого металла, ухудшению экологической обстановки и негативно влияет на обслуживающий персонал. С другой стороны, это ценный сырьевой материал для получения цинка, поэтому восстановление цинка из оцинкованных стальных отходов экономически целесообразно. В связи с этим разработаны различные методы отделения цинка от стального основания отходов.

Известен способ удаления цинка из цинксодержащих стальных отходов методом испарения [1]. Для этого отходы выдерживаются при температуре 500-950°С в защитной атмосфере в специальном устройстве до момента испарения цинка со стальной подложки. После этого испаренный цинк конденсируется в специальном приемнике, откуда может поступать на переработку, а стальные отходы могут направляться на брикетирование и переплав.

Недостатком данного способа являются большие финансовые затраты на оборудование для испарения цинка, а также значительный расход энергии, затрачиваемой на нагрев отходов и испарение цинка.

Другим способом очистки оцинкованных стальных отходов является электролитический метод [2]. Цинксодержащие отходы, играющие роль анода, погружаются в раствор едкого натра и едкого калия при PH 11-15.5, затем они электрически подключаются к катоду без применения внешнего источника напряжения. В результате электрохимической реакции цинковое покрытие с анода (стальные отходы) осаждается на катоде.

Недостаток способа - требуется постоянный контроль за протеканием реакции, также необходимо применять специальные меры для недопущения неравномерности снятия цинкового покрытия.

Наиболее близким по технической сущности является способ удаления цинка с оцинкованных стальных отходов в растворе кислоты [3], заключающийся в обработке отходов раствором серной кислоты концентрацией 100-300 г/л. Для ускорения протекания реакции с целью недопущения растворения железа стальной основы в раствор добавляются ионы цинка в количестве 10-70 г/л. Реакция протекает при температуре 15-70°С в течение промежутка времени порядка 90 с.

Недостатком способа является необходимость использовать относительно большое количество ионов цинка, а также невозможность полностью защитить стальную основу от растворения железа.

Задача данного изобретения состоит в подготовке отходов оцинкованной стали для использования в качестве шихтового материала при индукционной плавке, разработка экономически целесообразного способа удаления цинка с оцинкованной стали до содержания не более 5% от исходного в условиях литейных цехов машиностроительных производств, с учетом защиты металлической основы отходов от растворения в кислоте в течение протекания реакции.

Технический результат - удаление цинка с оцинкованной стали до содержания не более 5% от исходного в условиях литейных цехов машиностроительных производств, с учетом защиты металлической основы отходов от растворения в кислоте в течение протекания реакции.

Технический результат достигается тем, что отходы оцинкованной стали загружают в агрегат в виде емкости необходимого объема для одного цикла обработки. Потом добавляют в требуемом количестве воду с температурой 10-40°С. Затем в воду с отходами добавляют необходимое количество гексаметилентетрамина из расчета 2,5 г/л. Далее в воду наливают техническую соляную кислоту в количестве 250 г/л.

Количество обрабатываемых отходов рассчитывается таким образом, чтобы цикл обработки при средней температуре 20°С не превышал 30 мин. После выдержки в течение заданного времени раствор сливают и отправляют на дальнейшую переработку, а стальные отходы могут использоваться в качестве шихты для выплавки чугуна в индукционных печах литейных цехов машиностроительных предприятий.

По результатам опытов получены следующие результаты.

При обработке 0,529 кг оцинкованной стали раствором, содержащим 120 мл воды и 40 мл технической соляной кислоты в присутствии 0,4 г гексаметилентетрамина, снято 11 г цинка. При этом остаточная масса стали составила 0,518 кг. Время протекания реакции составило 22 мин.

Предложенное техническое решение позволяет извлечь весь металлический цинк из оцинкованных стальных отходов за относительно короткое время, тем самым подготовив отходы для дальнейшего использования в индукционной плавке. При этом получившийся насыщенный солями цинка раствор может использоваться в качестве электролита в ваннах цинкования, если в производственной цепочке предприятия присутствуют гальванические цеха или участки или отправлен на дальнейшую переработку.

Достоинство указанного способа в том, что процесс осуществляется в условиях собственного производства литейных цехов машиностроительных предприятий в одном агрегате с низкими временными затратами (продолжительность полного цикла очистки не превышает 30 мин). Использование гексаметилентетрамина позволяет полностью защитить стальную основу отходов от растворения в кислой среде. Получившийся в процессе очистки оцинкованных стальных отходов раствор, содержащий ионы цинка, может быть использован для восстановления металлического цинка или использован в процессе цинкования.

Новым в данном процессе является:

- использование в растворе соляной кислоты в количестве, безопасном для обслуживающего персонала;

- использование гексаметилентетрамина в качестве ингибитора для защиты металлической основы отходов от растворения в кислоте.

Пример.

Отходы оцинкованной стали в количестве 200 кг загружают в емкость объемом 150 л. Потом добавляют воду в количестве 45 л с температурой 20°С. Затем в воду с отходами добавляют гексаметилентетрамин в количестве 150 г. Далее в воду наливают техническую соляную кислоту в количестве 15 л.

Обработка производится 25 мин. После выдержки раствор сливают и отправляют на дальнейшую переработку, а стальные отходы могут использоваться в качестве шихты для выплавки чугуна.

Источники информации

1. US 5350438 A, Method and apparatus for removing plated metal from steel sheet scraps, TOYOKIN KABUSHIKI KAISHA, JAPAN.

2. US 5302260 A, Galvanic dezincing of galvanized steel, NORANDA INC. A CORPORATION OF ONTARIO, CANADA.

3. WO 2011038746 A1, Acidic dezincification, Drt Deutsche Rohstofftechnik Gmbh, GERMANY.

Способ удаления цинка с отходов оцинкованной стали, включающий обработку отходов оцинкованной стали водным раствором кислоты, отличающийся тем, что обработку осуществляют водным раствором, содержащим 250 г/л соляной кислоты и 2,5 г/л гексаметилентетрамина, в котором при температуре 10-40°С в течение 20-30 мин выдерживают отходы оцинкованной стали, после чего насыщенный цинком водный раствор сливают и извлекают стальные отходы.

www.findpatent.ru

БЕЛАЯ РЖАВЧИНА НА ЦИНКОВЫХ ПОКРЫТИЯХ

БЕЛАЯ РЖАВЧИНА НА ЦИНКОВЫХ ПОКРЫТИЯХ: ПРИЧИНЫ, ВОЗДЕЙСТВИЕ И СПОСОБЫ БОРЬБЫ

Цинк относится к материалам, широко используемым для защиты стали от коррозии. В промышленности его наносят на стальные детали различными способами.

К ним относятся:

• нанесение цинковых покрытий гальваническим способом
• непрерывное горячее цинкование листового материала, проволоки
• цинкование стальных изделий погружением.

Когда сталь покрывают цинком в первый раз, покрытие не успевает образовать защитную оксидную плёнку и цинк, скорее всего, окислится при контакте с пресной водой.

В то время, как многие из этих технологий покрытия используют сплавы цинка (например, с алюминием), большинство изделий покрываются практически только цинком.  Общая проблема для всех этих изделий – это явление «белой ржавчины», для которой в качестве эвфемизма используют также название «белые пятна».

Хотя действие данного механизма вполне понятно, его распространение представляет серьёзную трудность, как для производителей гальванических изделий, так и для тех, кто пользуется этими изделиями. Проблема возникает из-за того, что часто бывает очень трудно распределить ответственность за ущерб, наносимый гальваническим изделиям белой ржавчиной, так как покрытие сразу после нанесения может быть в идеальном состоянии.

Особую трудность представляет экспорт или импорт в контейнерах, хранение в течение длительного периода и транзит из умеренных в тропические климатические зоны. После доставки покупатель может отказаться от покрытия из-за ржавчины, появившийся в ходе транспортировки. И кто же ответственен за это?

МЕХАНИЗМ ФОРМИРОВАНИЯ БЕЛОЙ РЖАВЧИНЫ

Цинк – сравнительно реактивный металл и он активно реагирует и с кислотами, и со щёлочами. Лучше всего он проявляет свои антикоррозионные свойства в pH-нейтральной среде и потому является хорошим защитным покрытием практически при любом климате за исключением морского.

Как бы то ни было, долговечность цинковых покрытий, как и алюминиевых, зависит от формирования оксидной плёнки. После формирования данной оксидной плёнки уровень коррозии цинковых покрытий становится очень низким – обычно толщиной два микрона или меньше за год в нормальной среде.

Если покрытие на сталь было только что нанесено, цинк пока что не образует плёнки на поверхности. Химические реакции, требуемые для формирования этой плёнки, занимают некоторое время.

1. Фаза окисления 2Zn + O2 = 2ZnO

2. Фаза гидратации 2Zn = 2h3O + O2 = 2Zn(OH)2

3. Карбонизации 5Zn(OH)2 = 2CO2 + 2ZnCO3.3Zn(OH)2 + 2h3O

Именно формирование очень легко растворимой в воде оксидной плёнки обеспечивает нижний слой цинка хорошими антикоррозионными свойствами.

Другие реакции могут происходить при наличии хлоридов, сульфатов и других разъедающих веществ, которые могут сильно ускорить разрушение цинкового покрытия. Именно воздействие воды на поверхности со «свежими» цинковыми покрытиями является основным механизмом возникновения белой ржавчины.

Чистая вода (h3O) не содержит растворённых солей или минералов, и цинк довольно быстро реагирует с чистой водой, формируя гидроксид цинка – белый по цвету, относительно нестабильный оксид цинка. Если только что гальванизированная сталь будет подвергаться воздействию чистой воды (дождь, роса или конденсат) в среде, где не хватает кислорода, вода будет продолжать реагировать с цинком и постепенно разъедать покрытие. Наиболее часто распространённые условия, в которых появляется белая ржавчина – гальванические изделия хранятся плотно прижатыми друг к другу либо вода проникает между изделиями и остаётся на длительный срок.

В благоприятных (для белой ржавчины) условиях разъедание цинка может происходить при уровнях коррозии в 20-50 раз больших, чем обычно предполагается.

Большой слой белый ржавчины, вызванной водой, просочившейся между набором деталей Гальванические изделия, прежде всего, пассивировались раствором дигидрата дихромата натрия, благодаря которому они приобрели лёгкий желтоватый оттенок и лучшую сопротивляемость ржавчине.

КАК ИЗБЕЖАТЬ ПОВЯЛЕНИЯ БЕЛОЙ ПЛЁНКИ

Существует некоторое количество простых советов, которые могут помочь вам сильно уменьшить или прекратить формирование белой ржавчины. Это:

1. Держите изготовленные изделия в сухости.
2. Упаковывайте изделия, чтобы между поверхностями циркулировал воздух.
3. Ставьте упакованные изделия под углом друг к другу, чтобы вода могла вытекать.
4. Обрабатывайте поверхность подходящим водоотталкивающим средством либо создавайте барьерные покрытия для предотвращения контакта влаги с гальванической поверхностью.
5. Обеспечьте необходимую вентиляцию при транспортировке гальванических изделий на длительные периоды.

ОБРАБОТКА ГАВЛЬВАНИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ, ПОВРЕЖДЁННОЙ БЕЛОЙ РЖАВЧИНОЙ

Как только гальваническая поверхность начнёт реагировать, и сформируются соединения гидроксида цинка, желательно удалить соединения оксида с поверхности, так как:

• Их присутствие мешает формированию стабильных оксидов
• Их не видно

Их воздействие на гальванизированную поверхность может варьироваться от очень слабого до особо сильного. Доступны различные способы решения проблем ржавчины на уровнях, где они обычно случаются.

Следующие технологии рекомендуются для решения проблемы белой ржавчины на гальванических продуктах.

1. Лёгкое поражение белой ржавчиной

Оно характеризуется формированием лёгкой плёнки из белого порошкового остатка и часто возникает на только что оцинкованных поверхностях во время сильных дождей. Это особенно явно видно на участках, которые были отполированы или отшлифованы. В ходе данного процесса пассивированная поверхность удаляется с оцинкованной, и цинк оказывается подвержен воздействию дождевой воды. При хорошей вентиляции и хорошей дренажной системе белая ржавчина вряд ли продвинется дальше этой поверхностной стадии. Её можно счистить при необходимости, но обычно она уходит сама с нормальным выветриванием и стоком. На этом уровнене требуется никаких специальных мер.

2 . Умеренное поражение белой ржавчиной

Оно характеризуется явным потемнением и травлением гальванического покрытия под поражённым участком, слой ржавчины получается довольно большим. Толщину гальванического покрытия надо измерить для определения уровня поражённости покрытия. В большинстве случаев менее 5% гальванического покрытия будет удалено и потому никаких специальных мер не требуется, если внешний вид поражённого участка не очень важен для нормального использования изделия; остатки гидроксида цинка удаляются с помощью очистки проволочными щётками. Если такой внешний вид неприемлем, поражённую белой ржавчиной область можно обработать следующим образом:

• Используйте проволочную щётку или абразивную тряпочку для удаления последствий коррозии.
• Используйте тряпочку, пропитанную алюминиевой краской, протрите поверхность тряпочкой, чтобы нанести тонкий слой алюминиевой краски на поражённую область и связать её с находящимися рядом непоражёнными гальваническими поверхностями.

3 . Серьёзное поражение белой ржавчиной

Оно характеризуется отложениями оксидов в больших количествах. Детали могут приклеиваться друг к другу. Области под оксидированными участками могут быть чёрными или демонстрировать проявления рыжей ржавчины. Проверка толщины покрытия определяет степень повреждения гальванического покрытия. Для восстановления покрытия следует предпринять следующие действия:

• Протрите поражённую область проволочной щёткой или отполируйте её для удаления всех продуктов оксидации и ржавчины.
• Нанесите один или два слоя эпоксидной, богатой цинком краски, чтобы достичь требуемой толщины плёнки равной 100 микронам минимум

ХИМИЧЕСКОЕ УДАЛЕНИЕ БЕЛОЙ РЖАВЧИНЫ

Pasminco (теперь Zinifex) провёл исследование эффективности химического удаления белой ржавчины и доложил о результатах в Отчёте о техническом проекте No. D713C (6 июля1995).

В этом отчёте оценивалась эффективность нескольких химических технологий, основанных на дигидрате дихромата натрия, триоксиде хрома, гидроксиде натрия и хромовой кислоте соответственно.

В этом исследовании делается вывод об эффективности двух систем в области удаления белой ржавчины и ре-пассивации очищенной цинковой поверхности.

Это следующие комбинации:

1. 420 г/л триоксида хрома + 0.5% азотной кислоты
2. 200 г/л хромовой кислоты

Раствор хромовой кислоты оказался наиболее эффективным для удаления остатков белой ржавчины с минимальным воздействием на подложку, в то время как комбинация триоксида хрома/хромовой кислоты лучше всего восстанавливала свойства цинковой поверхности, связанные с пассивацией.

Удаление белой ржавчины каждым из этих способов следует производить с соответствующей тщательностью и вниманием к проблемам окружающей среды и гигиены и охраны труда, связанным с обращением с химикатами данного типа. Эти технологии также подходят для местной обработки участков, поражённых белой ржавчиной.

Если белой ржавчиной поражены большие площади изделия, наиболее экономичным выходом может быть повторная гальванизация.

На краю этих перил появилась белая ржавчина в большом количестве. На тёмном участке исчезло практически всё цинковое покрытие в течение менее, чем 12 недель во время хранения во влажных условиях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Белая ржавчина -это явление, возникающее после нанесения покрытия. Ответственность за её появление лежит на том, как гальваническое изделие упаковывается, как с ним обращаются и как его хранят до установки и использования. Присутствие белой ржавчины не отражает эксплуатационные свойства гальванического покрытия, оно, скорее, демонстрирует то, что все вовлечённые в цепочку снабжения должны убедиться, что видят возможные причины появления ржавчины, и риск её возникновения на только что покрытой стали минимален.

profil.dn.ua

Раствор для удаления цинковых покрытий со стальных изделий

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sa>s С 23 F 1/30

ГОСУДАРСТВЕННЪ|Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

45-55

15 — 25

Серная кислота

Соляная кислота (21) 4691685/26 (22) 16.05.89 (46) 15,11.92. Бюл. М 42 (72) Т.А,Чертыковцева, А.П.Корюшин и В.В.бурлаков (56) Краткая химическая энциклопедия. М.:

Советская энциклопедия, т.3. 196, с.898, 899.

Поверхностноактивные вещества.

Справочник / Под ред. А.А.Абрамзона, Л.;

Химия, 1979, с.335.

Авторское свидетельство СССР

М 146214, кл. С 23 F 1/30, 1987.

Изобретение относится к.растворам для удаления цинковых покрытий, преимущественно осажденных в электролите "ЛикондаZnSR" со стальных изделий.

Целью изобретения является снижение пенообразования, Использование изобретенного раствора иллюстрируется примерами, представленными в таблице.

В процессе использования раствора при концентрации спирта менее 0,3 г/л имеет место слабое снижение пенообразования, поэтому, уменьшение концентрации спирта ниже 0,3 г/л нецелесообразно. В то же время увеличение концентрации спирта более 1 г/л не.приводит к дальнейшемуснижению пенообразования в сравнении с концентрацией спирта 1 г/л.

В качестве оптимального рекомендуется следующий состав раствора для удаления цинковых покрытий со стальных деталей, оцинкованных в электролите Ликонда ZnSR, г/л: Ы 1775495 А1 (54) РАСТВОР ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ЦИНКОВЫХ ПОКРЫТИЙ СО СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Сущность изобретения; раствор содержит г/л: серная кислота 45-55, соляная кислота 15 — 25, соль азотной кислоты (в пересчете на МОз) 6 — 10, пропиловый спирт

0,3-1,0. 1 табл.

Соль азотной кислоты (в пересчете на ИОэ) 6 — 10

Пропиловый спирт 0,3 — 1,0

Скорость снятия цинкового покрытия в указанном растворе составляет 1,5 — 2 мкм/мин.

В процессе цинкования в электролите

Ликонда некоторое количество добавки входит в состав цинкового покрытия и при удалении последнего переходит в раствор, образуя обильную пену, являясь пенообразователем. Получающаяся пена мешает зафиксировать окончание процесса удаления покрытия при проведении гравиметрического анализа. Для гашения этой пены вводится пропиловый спирт, который служит в конкретном случае роль не смачивателя, а пеногасителя.

Применение изобретенного раствора для снятия цинкового покрытия позволит точно фиксировать окончание снятия по1775495

6 — 10

0,3 — 1,0

Составитель Р. Ухлинова

Редактор В, Трубченко Техред М.Моргентал Корректор Л. Ливринц

Заказ 4023 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 крытия с целью проведения анализа толщины цинкового покрытия, полученного из электролита Ликонда ZnSR, Формула изобретения

Раствор для удаления цинковых покрытий со стальных изделий, преимущественно осажденных в электролите "Ликонда-ZnSR", содержащий серную кислоту, соляную кис.лоту, соль азотной кислоты, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения пенообразования, он дополнительно содержит пропиловый спирт при следующем соотношении компонентов, г/л;

5 Серная кислота 45-55

Соляная кислота 15 — 25

Соль азотной кислоты (в пересчете на МОз)

Пропиловый спирт

Похожие патенты:

Изобретение относится к химической обработке металлической поверхности, в частности к растворам для травления форм высокой печати на микроцинке

Изобретение относится к химической обработке ферритобариевых и ферритостронциевых магнитов

Изобретение относится к химической обработке металлических поверхностей, а именно к химическому травлению покрытий из нитридов и карбонитридов титана

Изобретение относится к растворам для обработки дефектных конверсионных пленок, включающих дубильные вещества, преимущественно конверсионньк пленок на цинке

Изобретение относится к составам для травления сплава олово-висмут при изготовлении многослойных интегральных схем и печатных плат на полиимидной подложке

Изобретение относится к составам для химической обработки металлов, а именно к удалению цинковых покрытий со стальных изделий химическим путем

Изобретение относится к технологической обработке металлов и предназначено для использования в гальванике и производстве печатных плат

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в авиационном и энергетическом турбостроении при ремонте лопаток турбин

Изобретение относится к технологии химической обработки металлов и может быть использовано в производстве двухсторонних печатных плат с защитной паяльной маской по меди

Изобретение относится к травлению металла химическими способами и может быть использовано в полиграфической промышленности для изготовления форм высокой печати, а также в любых отраслях, использующих процессы размерного травления цинка и его сплавов

Изобретение относится к технологии химической обработки металлов и предназначено для использования в производстве печатных плат с защитной паяльной маской по меди

Изобретение предназначено для подготовки поверхности титана перед нанесением биоактивных покрытий на поверхность имплантата. Травитель для титановых имплантатов содержит фосфорную кислоту, окислитель и воду при следующих количественных соотношениях компонентов, мас.%: фосфорная кислота 23-65, пероксид водорода 3-30, вода - остальное. Изобретение позволяет получить селективный травитель для титана, имеющий небольшую скорость травления, позволяющий регулировать толщину стравливаемого слоя и образующий остаточный слой из нестехиометрических фосфатов титана, обеспечивающих химическое сродство к фосфорсодержащим биоактивным покрытиям из гидроксиапатита, являющегося основным веществом костной ткани. 3 пр.

Изобретение относится к материаловедению и может быть использовано при изготовлении полупроводниковых приборов. Состав полирующего травителя включает следующие компоненты: 7 объемных долей серной кислоты (98%), 1 объемную долю перекиси водорода (30%), 1 объемную долю воды, 3,5 объемных долей этиленгликоля. Изобретение позволяет обеспечить скорость полировки от 1 до 5 мкм/мин при заданной скорости вращения диска 60 об/мин. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к технологии химической обработки металлов и предназначено для использования в производстве печатных плат с защитной паяльной маской по меди. Селективный травитель для снятия оловянно-свинцовых покрытий с медной основы содержит H[BF4] (40%-ный раствор) 910-930 мл/л, Н2О2 (35%-ный раствор) 70-90 мл/л, Сu(NO3)2 0,03-0,04 г/л, KF 5-8 г/л, NaNO3 5,5-7,5 г/л, олеокс-5 0,6-0,7 г/л. Изобретение позволяет повысить селективность травления гальванических оловянно-свинцовых покрытий с медной основы за счет снижения скорости травления меди. 1 табл.

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано для переработки отходов оцинкованной стали. Способ включает обработку отходов оцинкованной стали водным раствором, содержащим 250 г/л соляной кислоты и 2,5 г/л гексаметилентетрамина, в котором при температуре 10-40°С в течение 20-30 мин выдерживают отходы оцинкованной стали, после чего насыщенный цинком водный раствор сливают и извлекают стальные отходы. Способ обеспечивает удаление цинка с оцинкованной стали до содержания не более 5% от исходного в условиях литейных цехов машиностроительных производств, с учетом защиты металлической основы отходов от растворения в кислоте в течение протекания реакции.

Изобретение относится к обработке поверхности самарий-кобальтовых магнитных сплавов после электроискровой вырезки. Способ осветления и удаления шлама с поверхности самарий-кобальтовых магнитных сплавов включает последовательную обработку с наложением ультразвуковых колебаний в водных растворах с межоперационной промывкой. При этом упомянутая последовательная обработка включает процесс окисления шлама, который проводят при температуре 18-25°C в течение 3-5 мин в растворе, содержащем в мл: вода дистиллированная 600-700, аммиак водный с массовой долей аммиака 25% 300-350, водорода перекись с массовой долей Н2О2 30% 10-15, а также процесс осветления, который проводят при температуре 18-25°C в течение 3-5 мин в растворе, содержащем в мл: кислота соляная с массовой долей HCl 30-35% 200-250, вода дистиллированная 750-800. Изобретение обеспечивает удаление шлама и осветление поверхности самарий-кобальтовых сплавов с сохранением геометрических размеров и при этом исключает растравливание поверхности магнитов.

Раствор для удаления цинковых покрытий со стальных изделий

www.findpatent.ru

Белая ржавчина на цинковом покрытии и методы борьбы с ней

На рис. 11.54 дан внешний вид изделий, пораженных белой ржавчиной в различных стадиях ее развития. Она представляет из себя рыхлый белый налет на поверхности изделия, являющийся оксидом цинка. После механического  удаления этого белого налета остаются видимые следы разрушения поверхности, заключающиеся в появлении более темных пятен на поверхности, а также (в случае очень сильных повреждений) визуально видимые углубления. На самом деле уменьшение толщины покрытия в таких поврежденных местах относительно невелики (порядка нескольких мкм), но и это вызывает серьезные опасения будущих потребителей продукции.

Поэтому очень часто (чаще, чем хотелось бы) от потребителей определенных типов оцинкованной продукции (не будем скрывать, что почти 100% это барьерные ограждения) высказываются претензии, вплоть до финансовых, по поводу появления белого налета на поверхности изделий.

Рис. 11.54. Виды проявления белой ржавчины на хранящихся изделиях - от незначительного (левый и средний рисунки) до глубокого поражения (правый рисунок).

Белая ржавчина является продуктом взаимодействия свежеполученного цинкового покрытия с кислородом воздуха. Причины и условия образования белой ржавчины сейчас хорошо изучены, предложены методы как профилактики, так и борьбы с ней, в том числе радикальные, хотя и дорогостоящие.

Как мы уже говорили ранее, цинк является очень активным металлом, и он активно взаимодействует с кислородом воздуха. Однако возникающая на поверхности цинка защитная пленка из основного карбоната цинка, будучи почти непроницаемой для кислорода и влаги, резко ограничивает дальнейший процесс взаимодействия цинка с кислородом.

На поверхности цинка в условиях внешней среды (то есть в присутствии кислорода, углекислого газа и воды) происходят следующие химические реакции:

2Zn + O2 → 2ZnO

2Zn + 2h3O + O2 → 2Zn(OH)2

Zn(OH)2 → ZnO + h3O

 5Zn(OH)2 + 2CO2 → 2ZnCO3 * 3Zn(OH)2 + 2h3O

5ZnO + 2CO2 + 3h3O → 2ZnCO3 * 3Zn(OH)2

 5Zn(OH)2 + 2 SO2 + O2 → 2ZnSO4 + 2h3O

В условиях относительно сухой среды (то есть при влажности воздуха 60-70%) происходят, в основном, четвертая и пятая реакции, но эти реакции идут достаточно медленно, и, скажем, за неделю достаточно плотным слоем покрывается не  более  половины  оцинкованной  поверхности, а вся поверхность оказывается достаточно эффективно защищенной через месяц - три месяца хранения (или службы) на открытом воздухе в условиях минимального периодического увлажнения изделия.

Иное происходит, если только что оцинкованное изделие с еще влажной поверхностью упаковывается в пачки и далее хранится на открытом воздухе в условиях, когда вероятность образования конденсированной (дождевой) влаги велика, а условия ее быстрого испарения или удаления недостаточны (рис. 11.55). В этих условиях преобладают реакции 1-3. В результате получаются гидроксид и оксид цинка – вещества в виде белого порошка, обладающие низкой адгезионной способностью к поверхности, легко пропускающие кислород к цинку и допускающие его последующее окисление. Кроме того, гидроксид цинка легко смывается с поверхности дождем.

Рис. 11.55. Общепринятый (неправильный)  способ хранения оцинкованных дорожных ограждений.

Опасность при образовании белой ржавчины представляют участки соприкасающихся между собой поверхностей. На рис. 11.56 показаны поверхности уголкового  оцинкованного проката, соприкасавшиеся друг с другом в условиях неправильного хранения. В этих местах задерживается дождевая влага (или конденсируется влага из воздуха при нахождении изделий на воздухе при температуре ниже точки росы), а испаряется она в последнюю очередь. В эти области затруднен подвод углекислого газа, способствующего образованию плотной оксидно-карбонатной пленки, что и приводит к серьезному развитию процессов образования белой ржавчины.

На рисунке 11.57 представлены результаты экспериментов, наглядно показывающих различие в скорости коррозии на свежеоцинкованной поверхности и на цинковой поверхности, которая закрыта плотной карбонатно-оксидной пленкой. Опыты проводились в реальной атмосфере конкретного города (г. Миддльтаун, штат Огайо). Кривые представлены в координатах величина потерь массы образца – время выдержки. Верхняя кривая представляет условия, когда только что оцинкованный образец был выставлен для экспозиции в период дождей, нижняя – когда начало экспозиции образца началось в условиях относительно сухой погоды (то есть при отсутствии дождей в течение нескольких недель). Видно, что результаты эксперимента полностью идентичны друг другу за исключением начального периода экспозиции, когда защитная пленка в условиях дождливой погоды еще только формировалась.

Рис. 11.56. Характер развития белой ржавчины на уголковом оцинкованном железе в местах соприкосновения изделий друг с другом при неправильном хранении.

Опыты показывают, что оксидно-карбонатная пленка заканчивает свое формирование примерно за 100 дней (чуть более трех месяцев) в сухом воздухе, 14 дней при относительной влажности 33% и от одного до шести дней при влажности 75%. При этом в результате многочисленных реакций, о которых говорилось выше, поверхность становится более грубой и приобретает более темный оттенок.

Рис. 11.57. Потеря массы свежеоцинкованных образцов как функция времени для различных условий экспонирования: в сырую погоду (верхняя кривая) и в относительно сухую погоду (нижняя кривая).

Причина постепенного уменьшения толщины цинкового покрытия – это, как ни странно, нахождение покрытия во влажном состоянии, и чем эта величина больше, тем скорость уменьшения толщины покрытия больше. Дело в том, что и дождь, и конденсат из воздуха по утрам (роса) – это вода, содержащая очень малое количество стабилизирующих солей (солей жесткости), но растворившая из воздуха некоторое количество сернистого газа, который попадает в воздух в результате промышленной деятельности человека (сжигание угля, выхлопные газы автомобилей и т.п.). Именно образующиеся на поверхности изделия кислоты служат основной причиной постепенного растворения цинкового покрытия, и скорость исчезновения покрытия поэтому пропорциональна доле времени, когда поверхность изделия находится во влажном состоянии. Согласно реакции 6 на поверхности изделия в результате взаимодействия SO2 с оксидно-карбонатной пленкой образуются растворимые соли, которые затем уносятся с поверхности стекающей влагой.

Обнаружено, что именно периодичность смачивания и высушивания оказывает главное влияние на скорость исчезновения покрытия. В то же время наличие влаги на поверхности способствует восстановлению оксидно- карбонатного слоя на поверхности покрытия.

Скорость коррозии возрастает с повышением температуры и влажности, что естественно с точки зрения информации, представленной выше, и это наглядно иллюстрируют следующие два рисунка (11.58 и 11.59).

Иногда при очень сильно развитой белой коррозии после удаления белого порошка (механически или дождем) обнаруживаются следы этой коррозии в виде черных пятен различного размера. Исследования показали, что это результат существующей технологии, а именно, в состав цинкового покрытия входит свинец в количестве 0,6-1,4%. Этот свинец в результате коррозии взаимодействует с цинком, в результате чего на поверхности выседает мелкодисперсный металлический свинец. Но, как уже говорилось ранее, через три месяца максимум все изменения в цвете исчезают – покрытие становится темносерым и ровным по поверхности. Изменения же толщины покрытия за счет белой ржавчины незначительны и не превышают нескольких микронов. Поскольку толщина покрытия на изделиях превышает  минимально допустимую раза в полтора, такое уменьшение не влияет на работоспособность изделия. При минимальном поражении изделия белой ржавчиной после удаления последней механическими или химическими способами это изделие может успешно служить практически с тем же самым временем жизни (рис. 11.60).

Несколько хуже обстоит дело с белой ржавчиной на листах, полученных методом непрерывного цинкования. По технологиям непрерывного цинкования в расплав добавляется значительно большее количество алюминия, и при цинковании листа алюминий откладывается на поверхности. Потемнение листа вследствие образования карбонатно-гидроксидной пленки протекает значительно медленнее, и последствия «белой ржавчины» проявляются на листах значительно большее время (рис. 11.61).

Особенно развитию белой ржавчины способствует наличие в атмосфере аэрозолей, содержащих хлориды. На рис. 11.62 показано влияние этого воздействия на крышу объекта, расположенного в двух километрах от морского побережья.

Рис. 11.58. Зависимость скорости коррозии (в виде доли поверхности, пораженной белой ржавчиной) от температуры.

Рис. 11.59. Зависимость скорости коррозии (в виде доли поверхности, пораженной белой ржавчиной) от влажности при 25°С и 38°С.

Рис. 11.60. Изделие, пораженное белой ржавчиной, успешно используется по своему прямому назначению.

Рис. 11.61. Наличие серьезной белой ржавчины на стенках хранилища, изготовленных из оцинкованного листа.

Для борьбы с белой ржавчиной предложен ряд радикальных мер. Самый эффективный способ – это использование хроматных растворов в составе ванны охлаждения. Предложено множество рецептов состава этих растворов, которые позволяют получать не только эффективную защиту от белой коррозии, но и в определенных пределах изменять цвет покрытия (светлое, голубое и радужное пассивирование). При этом на поверхности изделий создается прочная, не пропускающая кислорода, не растворимая в воде хроматная пленка. Изделия, обработанные таким образом, можно сразу же после изготовления перевозить открытым способом даже в условиях такой агрессивной среды, как морская поверхность.

Рис. 11.62. Характер развития белой ржавчины на крыше объекта, расположенного в 2 км от морского побережья через два года после строительства.

Однако у метода имеется лишь один, но существенный недостаток – шестивалентный хром является сильнейшим ядом для живых организмов. Его ПДК является одним из самых низких из применяемых в промышленности металлов. Хром, как, впрочем, и еще один элемент, кадмий, не входит в состав биологических циклов человека, поэтому, накапливаясь в организме, он постепенно отравляет его. Поэтому в настоящее время в Европе принято решение о постепенном выведении указанных элементов из технологической практики, сначала из процессов, где происходит непосредственный контакт человека с растворами, содержащими указанные элементы, затем из тех процессов, где контакт человека с продукцией, содержащей данные вещества, минимален.

Очевидно, что ванна охлаждения изделий – это то место, где контакт человека с хроматами максимален. В результате окунания горячего изделия в ванну поднимается в воздух большое количество паров и аэрозолей. Поэтому хроматный способ защиты оцинкованных изделий сейчас находится под запретом.

В настоящее время разработаны и продолжают разрабатываться «бесхроматные» способы защиты изделий от белой коррозии. В России это, прежде всего, разработки ИФХ РАН. По эффективности некоторые из них приближаются к эффективности хроматной обработки, но цена еще достаточно высока, поэтому они применяются или могут  применяться только там, где это технологически необходимо.

Очевидно, однако, что если хранить изделия правильно, можно добиться хороших результатов и не прибегая к вышеупомянутым способам защиты. В случае, когда невозможно установить полученные дорожные оцинкованные изделия непосредственно на местах, где дождевая или конденсационная влага быстро удаляются с поверхности, связки балок дорожного ограждения необходимо хранить под углом, как это показано на рис. 11.63, места хранения необходимо размещать так, чтобы на изделия не попадали дождевая влага, а сами изделия легко обдувались потоками воздуха. Тогда процесс образования оксидно-карбонатной пленки произойдет в требуемые сроки без заметных нарушений качества покрытия.

Рис. 11.63. Рекомендуемые способы хранения только что оцинкованных изделий.

ecm-zink.ru

Цинковая корозия, как убрать?

Здравствуйте. Как можно убрать белый налет, местами уже ржа проступает, с оцинкованного листа? Лист не на крыше, им обшиты стены хозблока.

Белый налет, это продукты коррозии цинка. Можно удалить слабым раствором кислоты (уксусной например), но через какое-то время появятся снова.

В местах повреждения цинкового покрытия на стали (железе) образуется гальваническая пара и в результате корродирование протекает даже быстрее, чем на не оцинкованной поверхности, причем разрушается как цинк, так и железо. Кислота только ускорит процесс, так что нужно будет нейтрализовать потом чем-нибудь. Убрать реально только неким условным "восстановлением" цинкового покрытия, например цинксодержащей краской, или бывает холодное напыление цинка (экзотика и дорого).

Есть специально обученные краски, с медью. Плюсы: краска заполняет всяческие щели и герметизирует крышу, слегка шумоизолирует, имеет красивый "медный" цвет, со временем покрывается вполне естественно патиной, долговечна.Наверное есть смысл поискать в тырнете или съездить на строительную выставку типа Мосбилда, весной будет.

Чего ея искать? Тиккурила миранол. 400 рупий за 100 грамм.

Есть всякая хрень для авто. "Цинкарь" что то типа ортофосфорной кислоты с цынком. И набор для домашнего электролитического цынкования "блиц-цынк". Яво раньше сильно двигали. В принцыпе работает на глазах, но слой цынка тонкий. По хорошему покрыть и красить.

Вы, любезный, с терминологией определитесь Белым налетом корродирует алюминий, со вздутием и расслоением продуктаА цинк отдает металлу белыми разводами, спокойно и ровно Бороться с проблемой можно аналогично обычной рже, главное убрать доступ кислорода

Спасибо.

В времена когда о лако-красочном Рае можно было только мечтать,избежать описанного негативного момента позволяло покрытие металла олифой Оксоль,это так же позволяло сохранить блеск оцинкованной поверхности длительное время.Рекомендовалось обновлять покрытие раз в пять лет.

Ну при наличии современных красок в ассортименте олифа никакого смысла не имеет. А цена её вполне сравнима с ценой эмалей. И нахуа? Я и масляную краску лет 20 не использую: сохнет долго, стойкость хуже...

guns.allzip.org

• 
  Нержавеющая сталь свойства магнитные
• 
  Наплавка латуни на сталь
• 
  Что обозначают буквы и цифры в маркировке низколегированных сталей
• 
  Сталь нержавеющая черная
• 
  Что тверже нержавейка или сталь
• 
  Пассивация меди и стали
• 
  Гост стальные канаты гост 7668
• 
  Почему ржавеет сталь
• 
  Сортамент проволока стальная
• 
  Почему сталь ржавеет
• 
  Виды арматурной стали