Химическая очистка нержавеющей стали: обезжиривание металла для подготовки к последующей обработке

Обезжиривание – это процесс, который позволяет удалить жирные, маслянистые и другие посторонние продукты с поверхности нержавеющей стали, что может улучшить:

• Адгезию гальванических покрытий;
• Устойчивость к коррозии;
• Механическое сопротивление.

Очень часто эти примеси вызваны частицами или пастами, образующимися, соответственно, от механического процесса очистки или полировки, а также от клея защитных пленок.

Обезжиривание отличается от травления природой веществ, которые мы хотим удалить с поверхности. В данном случае удаляются органические загрязнители (минеральные, животные или растительные масла), которые образуются в результате механической, термической обработки или механической очистки. При травлении неорганические вещества (ржавчина, остатки при сварке, пятна, твердые частицы) удаляются с помощью кислотных веществ.

Время очистки зависит от:

• Состава обезжиривающего раствора.

  Он должен содержать вещества, способствующие эмульсии, сенсибилизации, флокуляции и смачиванию. Короче говоря, он должен воздействовать на поверхностное натяжение загрязняющих частиц.

• Состава вещества, загрязняющего сталь.

  Он может состоять из полярных групп, поглощаемыми поверхностью стали или свободными жирными кислотами (стеариновая кислота), которые образуют металлические взвеси, которые прилипают к поверхности металла. Эта адгезия дополнительно усиливается, если температура стали повышается.

Методы обезжиривания можно разделить на 4 вида:

1. Органические растворители;
2. Химические средства на основе щелочных растворителей;
3. Электролитические;
4. С ультразвуком.

Обезжиривание органическими растворителями также называется "предварительное обезжиривание". Этот метод широко используется, когда изделие будет подвергаться последующей обработке не в водной фазе (механическая обработка) или в концентрированных химических растворах (химические ванны для электрополировки).

Этот тип обезжиривания вводит в раствор различные смазки, прилипшие к поверхностям деталей. Процесс может быть выполнен ручным протиранием с помощью ветоши, смоченной в очистителе, погружением или распылением очистителя. Во всех случаях необходимо выполнить химическое или электролитическое обезжиривание, чтобы удалить остатки с поверхности.

Органические растворители могут быть двух типов:

1. Легковоспламеняющиеся;
2. Не горючие.

Первые лучше не использовать из-за пожарной опасности. Последние представляют собой жидкости, более тяжелые, чем вода, прозрачные, бесцветные, которые могут быть токсичными. Эти вещества используются в соответствующих машинах, которые включают в себя:

• Нагрев растворителя (кипение);
• Отсос паров;
• Дистилляция и восстановление очистителя;
• Распыление для облегчения отделения примесей.

Продолжительность может варьироваться от 2 до 5 минут. Особое внимание уделяется расположению изделия, которое должно быть сухим, внутри камеры обезжиривания, чтобы обезжиривающая жидкость охватывала все части продукта, и внутри полостей не возникало застойных зон.

Химическое обезжиривание происходит путем химической реакции между щелочным веществом и примесью для удаления указанного загрязнения. В этой реакции химическое вещество имеет возможность как совместимо связываться с маслами и/или жирами, так и связываться с молекулой воды. Таким образом, вещество позволяет улавливать примеси внутри мицелл и отодвигать их от поверхности металла. Это вещество называется сурфактантом. Поверхностно-активное вещество снижает поверхностное натяжение и способствует смачиваемости. Концентрация поверхностно-активного вещества в обезжиривающей смеси очень важна, поскольку она обеспечивает образование растворов, состоящих из мицелл, а не молекулярных растворов. Поверхностно-активное вещество придает сферическую форму частице жира/масла. Таким образом площадь контакта с металлической поверхностью уменьшается, способствуя ее отрыву.

Отслоению загрязненной частицы также способствует адгезия поверхностно-активного вещества на поверхности металла. Таким образом, образуется отталкивание между металлом, покрытым поверхностно-активным веществом, и примесью, которая теперь находится в мицеллярной форме.

Концентрация поверхностно-активного вещества обычно очень низкая (менее 0,2%) и может быть разных типов:

• Катионная;
• Анионная;
• Неионная.

Понижение поверхностного натяжения связано со следующими явлениями:

• Эмульгирование: жирное вещество отделяется от поверхности в виде очень мелких жидких частиц;
• Дисперсия: жир диспергируется в водной фазе, уменьшая его концентрацию на поверхности металла;
• Флокуляция: после удаления жира с поверхности и диспергирования частицы агрегируются и осаждаются вдали от поверхности.

Эти три характеристики составляют основу химического раствора, который позволяет обезжиривать поверхность оптимальным способом.

Применение обезжиривающей смеси может происходить двумя способами:

• Распыление.

  Используется для удаления большого количества жира и остатков чистящих средств. Применение включает использование форсунок, которые при высоком давлении сильно распыляют обезжиривающий раствор. Механическое действие спрея в значительной степени способствует отслоению жиров. Обычно раствор состоит из щелочи с фосфатами и силикатами, но без пенообразующих поверхностно-активных веществ.

• Погружение.

  Второй вариант подразумевает под собой погружение изделия в высокотемпературный раствор внутри соответствующего резервуара. Высокая температура сокращает время погружения, поскольку снижает вязкость примеси и увеличивает скорость химических реакций. Поэтому обезжиривающая способность, главным образом, обусловлена совместным действием:

  • Температуры (до 90°C);
  • Эмульгирующей способности раствора;
  • Механического перемешивания.

  Время погружения очень сильно зависит от исходного состояния продукта и качества основного металла.

  Компания "Металл Клинер" готова предложить вам продукт собственной разработки – обезжириватель SteelGuard MultiClean для обезжиривания поверхности ручным способом с помощью ветоши или распылением с помощью кислотостойких распылителей.