2. Термические способи очистки

Удаление окалини, ржавчинн, старой краски, масел и дру­гих загрязнений с поверхности можно проводить термическим способом, например путем нагревания изделия пламенем газо- кислородной горелки (огневая зачистка), злектрической дуги (иоздупіно-злектродуговая зачистка) или отжига в печах при палички окислительной (воздушной) или восстановительной средьі.

При огневой и воздушпо-злектродуговой зачистке металл (стальнне слитки, сляби, блюми) бистро нагревают до 1300—1400 °С, при зтом загрязненний поверхностний слой сго- рает 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 азото-водородной смеси, содер- жащей, например, 93% И₂ и 7% Н₂, до 650—700 °С. Присутст- вующие на поверхности следи смазки возгоняются, а оксиди железа восстанавливаются до металлического железа.

Термическое удаление органических загрязнений (старие по­критая, жировие и масляньїе отложения) удобно проводить в окислительной (воздушной) среде. Большинство органических веществ возгоняется, разлагается или горит при нагревании до 450—500 °С. Однако во избежание образования кокса изделия отжигают при более високих температурах (600—800 °С). От­жиг проводят в огневих конвективних или терморадиационних (открьітьіх или муфельних) печах, снабженних вентиляцией; можно применять и газовие или керосиново-кислородние го­релки.

Термические способьі очистки зкономични и производитель- ньі. Однако во избежание коробления и деформации металла они применяются лишь для изделий с толщиной стенки не ме- нее 5 мм. Обьічно термическая обработка требует последующей дополнительной механической или химической очистки.

3. Химические способи очистки

Химические способи очистки металлов наиболее широко рас- пространеньї в промьішленности. Зто связано с их доступ- ностью, универсальностью, зкономичностью. Их используют при обезжиривании поверхности, удалении оксидов металлов (трав­лений) и снятии старих покритий.

Обезжиривание. На поверхности металлов могут присутство- вать как омьіляемьіе (компоненти смазок, полировочпьіх паст, следи от кожн рук), так и неомьіляемие (консервационние смазки, змульсионние состави и др.) «жировие» загрязнения. Различают три істепени загрязнения в зависимости от количест- ва примесей на единице поверхности: слабую — не более 1,. среднюю — не более 5 и сильную — более 5 г/м².

Химическое обезжиривание основано на растворении, змуль- гировании и разрушении (омилении) жиров и масел. В качестве обезжиривающих веществ нашли применение: органические растворители, водние моющие раствори и змульсии растворите- лей в воде (змульсионние состави). Наибольшее применение в нашей стране получило обезжиривание водними моющими растворами, как наименее токсичний, дешевий и пожаробез- опасний способ.

Обезжиривание водними растворами основано на химиче- ском разрушении омиляемьіх жиров и масел и солюбилизации и змульгировании неомиляемих загрязнений. Последний про­цесе схематически можно пред­ставить в виде последователь- них стадий (рис. 9.1).

Вода обладает слабим моющим действием по отно- шению к масляньш загрязне- ниям. Из-за большого поверх- ностного наряжения и несов- местимости с маслами она плохо смачивает зажиренние

Рис. 9.1. Схема процесса удаления (змуль- гирования) масляного слоя щелочньїм рас- твором:

Р — раствор; М—масло; 3 — змульсия* П — подложка

поверхности и не образует стабильних змульсий. Обезжярива- ние ускоряется при повьішении температури, механическом воз- действни, использовании злектролитов, повьішении рН средьі, применении ПАВ. На принципе сочетания температурного и ме- ханического воздействий разработан и применяется способ паро- струйной очистки. Поверхность обрабатьівают водяньш паром под давлением 0,6—4,0 МПа или теплой водой, вьіходящей из насадок под давлением 16—18 МПа.

Особенно большой зффект достигается при использовании водньїх растворов щелочньїх злектролитов и ПАВ. В качестве злектролитов применяются едкий натр (каустическая сода) N8014, карбонат натрия (кальцинированная сода) На₂С0₃, си- ликат натрия (жидкое стекло) На₂ЗЮз, тринатрийфосфат Ма₃Р0₄, пирофосфат натрия На₄Р₂07, гексаметафосфат натрия (МаР0₃)₆, триполифосфат натрия Йа₃Р0₄-2НаР0₃. Змульги- рующее действие возрастает при введении ионогенньїх (мьіла, алкил- и арилсульфонатьі) и неионогенньїх (оксизтиленовьіе зфири алкилированньїх фенолов и др.) ПАВ. Нередко предус- матривают добавки водорастворимьіх полимеров, например Ма-карбоксиметилцеллюлозьі; их присутствие предотвращает оседание загрязнений на очищаемой поверхности.

Для обезжиривания черньїх металлов обьічно прнменяют растворьі с общей концентрацией щелочи и щелочньїх солей ЗО—100 г/л, имеющие рН 10—13.

Состави для обезжиривания цветннх металлов часто отли- чаются от составов, применяемих для очистки черньїх метал­лов. В большинстве случаев они имеют более низкие значе­ння рН.

55—65

1,5—3

10

В промишленности нашли применение как готовие состави, вьіпускаемьіе в виде концентратов, так и состави, приготовляе- мие на месте потребления. Широко распространени, в частно- сти, моющие композиции КМ-1, КМЧ-1, КМА-1 и КМА-2. Они представляют собой порошковие смеси солей фосфорной, бор- ной и других кислот с соответствующиміи ПАВ; для получения растворов рабочей жонцентрации (0,5—2,0%) композиции рас- творяют в воде. Обезжиривание проїводят распилевием раство­ров при следующих условиях:

Температура, °С

Продолжительность, мин

Расход композиции, г/м², не более

При обезжиривании стали распьілением также зффективни моющие средства МС-5, МС-6, МС-8, СМ-2, МЛ-51, МЛ-52, Р-14, Лабомид-203 и др.; цинка и алюминия — состав КМ-5. Перечисленньїе состави образуют раствори с рН 9,8—12,0; сте- пень очистки ими поверхности стали составляет 94—98%. Ниже лриведеньї рецептури некоторих составов (в г/л), приготовляе-

Сталь	Алюмнний и сплавьі	Магниевьіе сплавьі	Цинк и олово
8—10		10—25
20—30	5—10	40—60	1—3
1—3	3—4	20—30	1-3
15—20	10—15	—	3—7
2—3	■	—
1—3	3—5	1—3	0,2—0,5

мьіх на месте потребления и применяемьіх для обезжиривания черньїх и цветньїх металлов способом окунания:

Едкий натр Тринатрийфосфат Силикат натрия Карбонат натрия Триполифосфат натрия Змульгатор (синтанол ДС-10, сульфонол,

ОП-7 или ОП-Ю)

Обезжиривание проводят при следующих режимах:

50—80

5—20

Температура рабочего раствора, °С Продолжительность, мин

Обезжиривание органическими растворителями, в отличие от щелочного, основано на растворении масляних и жирових загрязнений. Зтим способом удается достичь хорошей степени очистки поверхности за короткое время. Применяются раствори- тели, обладающие внсокой активностью (растворяющей спо- собностью) по отношению к загрязнениям, стабильностью (стойкостью к разложению), низким поверхностньїм натяжени- ем, умеренной летучестью. В первую очередь получили распро- странение алифатические и хлорированнне углеводородьі: