Все своими руками

Как снять цинковое покрытие с металла?

redactor

Как снять цинковое покрытие с металла?

Способ удаления цинка с оцинкованной стали

Владельцы патента RU 2599061:

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.

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.

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.

КАК ВАРИТЬ ОЦИНКОВКУ ПРАВИЛЬНО: ПРАВИЛА И СОВЕТЫ

Оцинкованная сталь пользуется неизменным спросом и обрела популярность во многих потребительских сферах. Такую популярность материал приобрел благодаря своей устойчивости к агрессивным воздействиям из вне. Оцинкованная сталь обладает достаточно высокой устойчивостью к коррозии и способна служить довольно длительное время. Достигается это путем нанесения на стальные листы цинкового слоя толщиной от 2 до 150 мкм. Однако цинковое покрытие является не только защитой стальных изделий от неблагоприятных воздействий, но и фактором, значительно усложняющим процесс обработки металла, в частности его сварку.

Для того, чтобы ответить на вопрос: как варить оцинковку, необходимо более подробно рассмотреть все аспекты, связанные с этим процессом.

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ

ЧТО НУЖНО УЧИТЫВАТЬ ПРИ СВАРКЕ ОЦИНКОВКИ

Основными нюансами, которые следует учитывать в процессе сварки оцинковки, являются температура плавления цинка и токсичность выделяемых им паров.

Сложность сварки оцинкованных изделий обуславливается тем, что температура плавления стали составляет 1100C, а цинковое покрытие плавится при 906C. Данное расхождение не позволяет использовать обычные методы сварки в связи с риском повреждения защитного слоя и утраты изделием устойчивости к окислению.

Неблагоприятные проявления в процессе сварки оцинкованного металла заключаются в том, что:

Именно поэтому, обработка оцинкованных изделий требует проведения дополнительных подготовительных мероприятий и тщательного подбора используемого оборудования.

ЭТАПЫ РАБОТЫ С ОЦИНКОВКОЙ

Удаление цинкового покрытия

Данная процедура необходима для того, чтобы расплавленный цинк, попав в область шва, не ухудшил его качество. Существует три основных способа зачистки:

Подбор электродов

Для того, чтобы выбрать, какими электродами варить оцинковку, необходимо учитывать ряд нюансов. Выбор электродов осуществляется с учетом типа свариваемой стали.

Можно выделить 2 основных вида электродов:

Подбор присадочного материала

Основное требование к проволоке, используемой в качестве присадочного материала — низкая температура плавления, варьирующаяся от 900 до 1100 градусов. Соблюдение этого условия позволит добиться качественного шва, так как в этом случае проволока будет плавиться, не повреждая и не оплавляя сам материал.

КАКИЕ ЕСТЬ ВИДЫ ПРОВОЛОКИ ДЛЯ СВАРКИ ОЦИНКОВКИ

ОБЩИЕ ПРАВИЛА И РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ СВАРКИ ОЦИНКОВКИ

Вне зависимости от типа сварки оцинковки, необходимо:

ВИДЫ СВАРКИ ОЦИНКОВАННОЙ СТАЛИ

Сварка оцинковки полуавтоматом

Такой метод сварки имеет ряд особенностей:

Сварка инвертором

Особенности сварки оцинковки при работе инверторным методом:

Этапы процесса сваривания оцинкованной стали при работе с трубопроводом.

Точечная сварка

Метод точечной сварки оцинковки получил наиболее широкое распространение в автомобилестроении. Получаемая точка отличается высокой прочностью. Линия разрыва не затрагивает область сварки, а проходит по поверхности листа. Следует учитывать, что использование точечного метода приводит к ускоренному изнашиванию электродов и требует больших энергетических затрат. В связи с этим, наиболее целесообразно проведение автоматической корректировки режимов и настроек в условиях профессиональных сварочных рабочих мест.

КАК ВАРИТЬ ОЦИНКОВКУ: ВЫВОД

Вне зависимости от типа используемой сварки и вида оборудования, необходимо строжайшее соблюдение всех мер безопасности и технологических правил. Цинк является токсичным материалом, вдыхание его паров способно привести к серьезной интоксикации организма. Поэтому при ответе на вопрос: «как варить оцинковку«, надо помнить, что работы проводятся в средствах индивидуальной защиты и при обеспечении качественной вентиляции.

КАК ВАРИТЬ ОЦИНКОВКУ: ВИДЕО

Сообщества › Кузовной Ремонт › Блог › Очистка ржавчины электрохимическим способом и гальваническая оцинковка металла. Часть 1.

Здравствуйте.
Кому лень читать много текста — в конце есть краткий ИТОГ.
ЧАСТЬ №1.
——————-
КРАТКО О СТАТЬЕ: попробовал очистить ржавчину с применением различных химикатов и электричества. После попробовал гальваническую оцинковку металла.
——————-
Заинтересовал метод электрохимической очистки ржавчины и гальваническое цинкование металла применительно к кузову автомобиля, когда нет возможности снять деталь и поместить её в гальваническую ванну. Перед тем как попробовать на практике, проштудировал интернет на эту тему и был разочарован. В сети на первый взгляд много статей, но при ближайшем рассмотрении оказалось, что публикуется одна и та же статья, немного изменённая на каждом сайте, чтобы скрыть плагиат. К тому же, в интернете есть противоречивая информация, например, на одних сайтах пишут:

[Нельзя применять уничтожители ржавчины, т.к. они образовывают плёнку из фосфатов, которая будет препятствовать последующему цинкованию. Вместо них нужно применять ортофосфорную кислоту.]

При этом в других источниках пишут:

[Ортофосфорную кислоту для очистки ржавчины тоже применять нельзя.]

На drive2 конечно есть полезные статьи на эту тему, тем не менее после долгих поисков и чтения различных форумов, так и не смог найти ответы на некоторые вопросы, поэтому решил сам попробовать различные варианты и материалы и выбрать для себя что-то одно, с чем и буду работать дальше.
И хоть результат моего эксперимента оказался не вполне завершённым, некоторые вопросы и сомнения всё же были разрешены. Итак.

Кратко, суть метода электрохимической очистки ржавчины и гальванического цинкования металла: уничтожаем ржавчину разъедающими химикатами и одновременно пропускаем по очищаемой поверхности ток для усиления эффекта очистки. Далее к очищенному металлу автомобиля прикладываем «кусок из металла-Цинка» и пропускаем ток от Цинка к металлу авто. Ток начинает отрывать ионы цинка, и они прикрепляются к поверхности металла авто, таким образом образуется защитное, тонкое покрытие из цинка, которое первым «берёт на себя удар» окисления и последующей ржавчины. При этом цинк ржавеет намного медленнее чем сталь, чем хорошо защищает стальной кузов авто от ржавчины.

ЭТАП I. Очистка от ржавчины.

Для очистки от ржавчины протестировал следующие материалы:

1. Кальцинированная сода. В виде порошка. Цена 0,8$ (40р.).
2. Средство для чистки труб «КРОТ». В виде порошка, состоит из едкого натра (гидроксид натрия) который является щёлочью. Цена 0,3$ (20р.).
3. Средство для чистки труб «КРОТ». В жидком виде, состав то же едкий натр + антикоррозионная добавка. Цена 1,1$ (80р.).
4. Ортофосфорная кислота. Цена 6,7$ (400р.) за 1 литр.
5. Серная кислота. В виде электролита для свинцово-кислотных АКБ. Цена 1,0$ (60р.).

Средства 1, 2 и 3 продаются в хозяйственных магазинах. Орт.фосф. кислоту купил в специальном магазине химических реагентов, но народ использует паяльную кислоту на основе ортофосфорной из магазинов радиодеталей. Электролит не проблема купить в автомагазине. Обычно его состав 35% серной кислоты, и 65% дистиллированной воды.

Сначала подготовил растворы, т.к. все эти 5 средств нужны в жидком виде. Средства 1 и 2 растворял в воде. По пропорциям не скажу, просто сыпал немного порошка в воду и хорошо перемешивал. Если все крупинки растворились – досыпал ещё. Когда порошок переставал растворяться – значит раствор уже насыщен по максимуму и готов к применению. Средства 3, 4 и 5 использовал прямо в исходном виде.
Далее изготовил электрод для очистки ржавчины, лучше чтобы он был из нержавейки.
Купил в строительном магазине шпатель из нержавейки. Проверил магнитом – нержавейка не магнитится. Вырезал из шпателя удобный кусок, загнул, просверлил дырку для надёжного крепления провода. Провод припаял и замотал. См.фото ниже.

Далее взял ржавую стальную ленту, 1-1,5мм толщиной, её и буду очищать. Фото:

Сначала ленту почистил от ржи 400 наждачкой и обезжирил. Фото:

Как видно по фото, поверхность на первый взгляд чистая, но ржавчина осталась в мелких бороздках и кратерах. Если дальше продолжать счищать ржу механическими способами до чистого металла – самому металлу лучше не станет, в автомобиле он и так тонкий. А перед грунтовкой/покраской авто, необходимо ржу вычистить полностью, иначе какой бы не был слой шпаклёвки и грунта, если под ним осталась необработанная ржавчина – она полюбому будет распространяться дальше, даже под слоем ЛКП.
Теперь принципиальная схема очистки с помощью электрода:

Электрод нужно обмотать тканью. Во-первых это предотвратит короткое замыкание при соприкосновении нержавейки с мет.пластиной. Во-вторых, эта ткань должна пропитываться раствором средства. Я взял поролон, он был тонковат для дела, зато не оставляет ворсинок. В качестве источника питания использовал лабораторный БП. Он позволяет ограничить силу тока (А — амперы), и регулировать напряжение (V — вольты). Но можно использовать и обычный АКБ с подключённой последовательно лампочкой на 12V – для регулировки силы тока и исключения кор.замыкания в случае порвавшейся тканевой прокладки. Кстати, мой поролон быстро приходил в негодность, на каждое из 5 средств и на каждую сторону я использовал новый кусок поролона.
При работе я подключал крокодильчиком минус БП на мет.пластину. Плюс подключал к электроду. На источнике питания при чистке от ржавчины нужно ставить ограничение в 1,5 – 3А чтобы напряжение получилось 11-13V. Эти величины взаимозависимые, я ставил ограничение 2А которое дало напряжение в 8-9V.
Далее обмакивал электрод в раствор и прикладывал его к пластине,

[Прочитал в интернете: при гальванической оцинковке важно чтобы раствор не попадал на провод (мой-медный), который припаян к пластине-нержавейке.]

и я тупо следовал этому правилу не только при оцинковке, но и при очистке.

Итак, эксперимент начался. Для начала я решил проверить, а нужен ли вообще ток или растворы сами по себе могут очистить ржавчину? Для этого я взял другой кусок этой металлической пластины, который вообще ничем не чистил заранее. Обмакнул электрод в средство 3 (крот жидкий) и провёл 8 раз по металлу. См. фото. Далее я подключил ток (минус на пластину, а плюс на электрод), и тем же средством, опять прошёлся 8 раз, но в другом месте пластины. Результат очевиден, см. фото!
Далее я подумал, раз ток идёт от плюса к минусу, значит электроны отрываются от нержавеющего электрода и идут в направлении к пластине. А что если поменять полярность, чтобы электроны отрывались от пластины и вместе с собой «увлекали» ржавчину? Вроде логично, поменял полярность (плюс на пластину, а минус на электрод) и провёл 8 раз в другом месте. Эффект тоже очевиден (хуже очищает) на фото:

(Кстати, на фото видно, что после 24 проходов, поролон порвался. Это нормальное явление. Ещё на фото там (в центре и справа), где применял электричество кажется всё потемнело, но это просто влага от жидкого крота, а слева она уже высохла.).

Таким образом чистка с током намного эффективнее чем без.
Далее я разделил легко смываемым маркером очищенную пластину на части, при этом

[после применения каждого средства, его остатки смывал (нейтрализовывал кислоту) раствором обычной (не кальц.) соды, т.к. эти места потом буду оцинковывать. После сразу вытирал насухо тряпкой, т.к. очищенный голый метал (да ещё и влажный) сразу начинает ржаветь.]

Затем на каждой части, слева на право, протестировал средства 1-3 последовательно. Фото:

В итоге, кальцинированная сода справилась с задачей откровенно плохо. Кроты показали себя чуть лучше соды, но всё-таки, не достаточно хорошо. При этом крот, который шёл изначально в жидком виде показал себя чуть лучше своего порошкообразного собрата. Это либо из-за содержащейся антикоррозионной добавки (согласно состава), либо из-за того, что порошкообразный крот я развёл недостаточно хорошо.
По результатам теста ни к.сода, ни кроты ржавчину полностью не очистили(((
Я начал думать, что напряжения тока недостаточно, или нужно больше времени на очистку. Вот с такими грустными мыслями я обмакнул электрод в ортофосфорную кислоту, без надежды на успех и тут…

Ортофосфорная кислота не только очистила металл до блеска, но ещё полностью удалила ржавчину из бороздок и кратеров. Далее смыл остатки кислоты содовым раствором, как писал выше и протёр насухо. Следующий участок очистил серной кислотой:

Серная кислота удалила ржавчину так же хорошо, как и орт.фосфорная.
На этом эксперимент можно было завершить, но меня не устраивало что подопытная металлическая пластина была недостаточно ржавая. В таком виде, ржавчину можно было и счистить наждачной бумагой, без заморочки с кислотами и током, поэтому:

… и приступил вычищать половину уголка серной, половину ОФ.кислотой. Начал с тока в 2A, напряжение при этом было 3-4V. Процесс шёл — кислота пузырилась, на поролоне оставалась ржавчина, но эффекта не было. Увеличил ток сначала до 3А, затем 4, 5, 6, менял поролон, увеличил время очиски. Напряжение уже подскочило до 15V но…

… серная и ОФ кислота вообще ничего не очистили. В кратерах ржавчины не убавилось, и даже сверху металл чище не стал.((( Я думаю это потому, что поверхность металла была слишком рельефная из-за больших и глубоких кратеров — контакт очищаемой поверхности с поролоном электрода был недостаточен.
Как вы думаете?

После такой неудачной чистки, сразу смыл кислоту раствором соды, протёр насухо тряпкой и окончательно высушил феном.
Стало интересно, а эту ржавчину возьмёт ли что нибудь, кроме пескоструйки?
Попробовал удалить уничтожителем ржавчины.

[Есть два типа уничтожителей ржавчины. Первый просто уничтожает для дальнейшего смыва этого уничтожителя и механического очищения, а второй преобразовывает ржавчину, в устойчивое соединение солей, которое служит защитой металла и его смывать не нужно.]

Я использовал первый тип:

Нанёс, подождал 15 минут, смыл. Металл покрылся белым налётом, наверное это та самая плёнка из фосфатов (см.начало статьи). Результат минимален — есть небольшие «пятна» чистого металла, но в целом ржавчину не удалось удалить. После уничтожителя попробовал почистить наждачкой — тоже нет ощутимого эффекта. Что с уничтожителем, что без — ржавчина мех.способом удаляется одинаково плохо. Фото после уничтожителя, до чистки наждачкой:

————
ИТОГ:
1. Ток однозначно помогает очищать ржавчину (ваш кэп);
2. Кальцинированная сода очищает ржавчину плохо, КРОТ очищает лучше, но недостаточно хорошо. Серная и ортофосфорная кислоты очищают одинаково хорошо;
3. Хорошо очищаются электрохимическим способо ровные поверхности металла, с небольшим «налётом» ржавчины (ваш кэп). Металл с сильно «въевшейся» ржой даже уничтожитель ржавчины не берёт.
————

Уважаемые драйвовчане! Буду рад советам, комментариям и указанием на мои ошибки! В будущем буду ещё экспериментировать, может у кого есть идеи на этот счёт?

Во втором этапе (ЧАСТЬ 2) очищенную пластину я оцинковал гальваническим способом и оставил на улице под дождём. Как будет время обязательно напишу об этом.

Всем спасибо за внимание!

upd.: Забыл сказать, хотел найти соляную кислоту для опытов, но оказалось она в чистом виде (в РФ) продаётся только юридическим лицам.((( Наверное чтобы народ в ней трупы не растворял и наркотики со взрывчаткой не делал.

Химия плюс батарейка. Гоняем «жуков» и делаем гальваническую оцинковку по гаражной методике

Наш генеральный конструктор проекта «Sierra за 200» вдохновлен очередной темой — электрохимической очисткой металла от коррозии и гальваническим цинкованием в гаражных условиях. Он уже потренировался на своем автомобиле и теперь готов взяться за наш. Рискнем?

Следует признать, что эту зиму кузов нашей Sierra пережил не самым лучшим образом: задние арки, имевшие всего пару «жуков» по осени, весной «расцвели» в полную силу, и с этим надо что-то делать. Например, испытать разные способы устранения коррозии и дальнейшей защиты от нее.

А Саша как раз это и предлагает — с помощью нехитрого набора средств, которые доступны любому автолюбителю. Как сделать гальваническую оцинковку в домашних/гаражных условиях, можно узнать из многочисленных статей и роликов в интернете. Причем заметим, что при общем смысле в деталях такие способы разнятся.

Вот и подсмотренный Сашей вариант — со своей «изюминкой»: электрохимическая очистка металла от коррозии и гальваническое цинкование объединены в один процесс! Как это работает — и сработает ли?

Сначала Саша собирает электроцепь. К штатному аккумулятору автомобиля при помощи провода для «прикуривания» он подключает еще одну батарею. Последовательное подключение (от «плюса» базовой батареи к «минусу» резервной) даст в сумме 24 вольта — якобы эффективность «установки» будет выше.

Провод от «плюса» дополнительной батареи идет на лампочку, которая выступит в качестве предохранителя и убережет от бед, если в процессе работ цепь все-таки замкнет.

Ну а последнее звено — «электрод», он же источник цинка. В его роли выступит корпус обычной дешевой солевой батарейки, выполненный из цинка (в отличие от более дорогих «стальных» батареек он не магнитится).

Чтобы превратить батарейку в электрод, ее не надо разрезать и разбирать. Достаточно всего лишь удалить целлофановую оболочку и обернуть корпус проводом, а поверх — тряпкой или ватой.

Перед началом операции обрабатываемое место зачищается при помощи железной щетки. По-хорошему при проведении полноценных ремонтных работ эту область следовало бы более тщательно промыть и очистить от загрязнений, но для нашего опыта достаточно и такой грубой обработки.

Далее на наш «электрод» и на кузов наносится «Цинкарь». Это средство на основе очищенной ортофосфорной кислоты с добавлением соединений цинка и марганца используется как раз для устранения ржавчины и создания защитной пленки. Заметим, что в разных источниках использование ортофосфорной кислоты либо рекомендуется, либо, наоборот, строго запрещается…

Подносим «электрод» к кузову — начинается активная реакция, видимая даже невооруженным глазом! Кислота пузырится и шипит, идет легкий дымок — и прямо на глазах ржа исчезает! По старому опыту знаем, что сам по себе «Цинкарь» без электрического «усилителя» работает намного медленнее (процесс занимает 15-20 минут) и так глубоко без механического воздействия до ржи не достает. Здесь же очистка поверхности от окислов происходит в разы быстрее и заметно глубже.

При этом чистый металл мы наблюдаем совсем недолго: постепенно становится заметен несколько иной сероватый оттенок. Похоже, это уже тонкий слой цинка! В процессе электролиза частицы цинка с положительного электрода (корпуса батарейки) перешли на отрицательно запитанную поверхность — кузов автомобиля.

А взгляните-ка на лампочку! Она то тухнет, то ярко загорается, а в какой-то момент перегорает, спасая нас от короткого замыкания. Что же, она для этого и использовалась.

А вот корпуса батарейки хватит еще надолго: визуально он особо не изменился, разве что перестал блестеть.

Для сравнения: корпус точно такой же батарейки после куда более масштабных работ.

Оставлять на кузове кислоту нельзя, иначе со временем вреда от нее будет гораздо больше, чем пользы. Поэтому Саша делает из соды и воды раствор, который нейтрализует «Цинкарь», тщательно промывает им обработанную часть, после чего насухо ее протирает.

Было — стало, причем всего за несколько минут обработки (куда больше времени ушло на подготовку «инвентаря»). Действительно впечатляет! По-хорошему следовало бы тщательнее подготовить кузов к операции (предварительно промыть и более качественно очистить от грязи и поверхностной ржавчины), убедиться в том, что вся ржа на обработанном участке удалена, а затем покрыть грунтом и закрасить.

Возможно, в будущем мы проделаем эту операцию в комплексе, захватив все очаги коррозии, с последующей обработкой и покраской. А пока покатаемся так и посмотрим, как будет вести себя оголенный, но вроде как оцинкованный участок в том виде, как мы его оставили.

Иван КРИШКЕВИЧ
Фото автора
ABW.BY

Кузовные элементы уже ничем не спасти, даже самыми изощренными способами? Добро пожаловать в наш раздел объявлений о продаже запчастей!

Как избавиться от белого налета оцинкованной поверхности

Владельцы металлических изделий с защитным оцинкованным покрытием периодически сталкиваются с проблемой появления белого налета.

С ним нужно бороться, потому что есть угроза порчи защитного слоя. Если на отдельном участке цинк получит повреждения, появится риск развития коррозии.

В этой статье подготовили ответ на вопрос о том, как очистить оцинкованный лист от белого налета и не повредить его, не снизить срок эксплуатации.

Что такое белый налет на оцинковке

Иногда при использовании металлических изделий с оцинковкой, можно заметить появление белого налета на поверхности.

По консистенции, налет белый и рыхлый.

Так проявляется оксид цинка, единственная возможность, справиться с которым является механическое удаление.

Главная проблема заключается в том, что когда вы удаляете оксид стандартными средствами, покрытие сильно повреждается и не может больше выполнять своих защитных функций.

Постараемся ответить на вопрос о том, что делать, если оцинкованный лист покрылся белым и из-за чего это происходит.

Причины появления белого налета

Белый налет начинает появляться из-за того, что цинк вступает в реакцию с воздухом.

Будучи активным металлом, он может быстро покрыться таким слоем и это сильно пугает клиентов.

Стоит ли бояться такого явления? В большинстве случаев – нет. Причина заключается в том, что хотя сам по себе налет может портить внешний вид изделия, пленка из карбоната цинка не пропускает кислород дальше.

Степень поражения и уровень опасности зависит от того, какая именно реакция запускается и как быстро она протекает в нормальных условиях.

Так, если воздух сухой и уровень влажности не превышает 70%, реакция будет протекать очень медленно.

Намного быстрее она будет происходить при наличии увлажнения, а также при неправильном складировании.

Когда поверхность часто намокает или находится в увлажненном состоянии, начинает развиваться гидроксид цинка, постоянно увеличивающий опасность полного разрушения защитного покрытия.

Также сам тип цинкования и особенности изделия будут сильно отражаться на скорости протекания формирования белой ржавчины.

Как бороться с белым налетом?

Когда мы узнали, что это за белый налет на оцинковке, стоит сказать о том, как бороться с таким явлением. Наиболее эффективное средство – помещение в ванны с хроматным раствором.

Также активно применяются и бесхроматные методы. Они позволяют удалить с поверхности налет и не допустить постепенного прогрессирования ржавения.

Почему на профнастиле появляются ржавые пятна

Профнастил, как и любое металлическое изделие, подвергается воздействию влажности.

Она опасна тем, что происходит постепенное разрушение, потеря прочности. Со временем лист может прохудиться и прийти в полную негодность.

Большинство производителей заявляют о том, что их материалы защищены от ржавчины, но на деле к ее возникновению приводят сразу 4 фактора:

Также в списке распространенных проблем – некачественный металл, нарушение требований по оцинковке, несоблюдение требований по эксплуатации и другие.

Как устранить белый налет

Если видите, что на поверхности появился слой белого цвета, беритесь за его устранение как можно скорее.

Алгоритм борьбы с таким явлением выглядит так:

Самым опасным случаем считается ситуация, когда белый цвет переходит в черный. В таком случае зачистить пораженное место не получится, нужно как можно скорее выполнять повторное цинкование.

Как не допустить формирование налета

Проще всего не допустить появления белого налета на цинковом листе, если заняться профилактикой его появления. Для этого нужно регулярно осматривать поверхность металла, чистить мелкие участки, на которых уже есть поражение.

Так же стоит соблюдать требования по эксплуатации материала. Избегайте использование при влажности и сильном перепаде температур. Внимательно стоит отнестись к этому, если оцинкованный металл используется на открытом воздухе.

Заказывайте оцинковку в «Точинвест Цинк»

Компания «Точинвест Цинк» выполнит повторную оцинковку после удаления налета на поверхности.

В пользу обращения в компанию говорит сразу 3 довода:

Чтобы получить ответы на интересующие вопросы и заказать услуги компании, оставьте заявку на сайте или звоните.

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

Zn(OH)2 → ZnO + H2O

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.

Возможно Вас так же заинтересуют следующие статьи: