Кислота для коррозии металла

Коррозия металлов в кислотах

Коррозия металла в кислотах – это его разрушение при взаимодействии с концентрированными или разведенными кислотами. Часто такие разрушения встречаются на химических производствах и других сферах деятельности человека. Слабые кислотные растворы могут создавать даже некоторые продукты питания, и непокрытый металл, соприкасающийся с ними, будет коррозировать. То, как себя поведет металлический предмет при контакте с кислотой, зависит от его способности пассивироваться. Процесс коррозии металлов в кислотах проходит с выделением водорода.

Рассмотрим более подробно случаи коррозии металла в кислотах разного происхождения.

Коррозия металлов в соляной кислоте

Соляная кислота является очень агрессивной по отношению к металлам. В большей степени это обуславливается содержанием в ней ионов Cl-. Даже коррозионно-стойкие стали подвергаются разрушению, когда концентрация кислоты выше среднего. Если же раствор достаточно сильно разбавлен, такие стали коррозии не подвергаются.

Коррозия никеля в серной кислоте не протекает даже в случаях, когда достигается температура кипения. В присутствии трехвалентного железа, хлоридов, других окислителей никель и его сплавы начинают разрушаться.

Низколегированная аустенитная сталь при комнатной температуре и концентрации соляной кислоты в 0,2 – 1% подвергается коррозии со скоростью 24 г/(м2•сут).

Коррозия металлов в органических кислотах

Самой сильной среди органических кислот является уксусная. В яблочной, бензойной, пикриновой, олеиновой, винной, стеариновой кислотах даже при больших температурах (выше 100°С) коррозионно-стойкие стали отличаются высокой устойчивостью. При контакте металлов с муравьиной кислотой образуются питтинги (особенно при увеличении температуры). Глубина их даже больше, чем в уксусной кислоте.

В органических кислотах высокой устойчивостью обладает алюминий, т.к. на его поверхности присутствует защитная пленка труднорастворимых окислов.

Щавелевая, себациновая, лимонная и молочная кислоты вызывают коррозию сталей только при больших концентрациях. В них устойчивы хромистые стали с добавками молибдена.

Коррозия металлов в азотной кислоте

Азотная кислота обладает агрессивным воздействием по отношению ко многим металлам. Малоуглеродистые стали не обладают достаточной устойчивостью в растворах азотной кислоты. Кроме того, при повышении концентрации HNO3 до 35 – 40% (при данных концентрациях сталь переходит в пассивное состояние) коррозия малоуглеродистых сталей в азотной кислоте увеличивается. При концентрации азотной кислоты близкой к 100% пассивное состояние нарушается. Азотная кислота является окислителем. При коррозии железа катодными деполяризаторами являются молекулы азотной кислоты и нитрат-ионы. Устойчивость в азотной кислоте хромистых сталей повышается, если в их состав вводить никель и молибден. Коррозионное разрушение сталей в азотной кислоте происходит по границам зерен. На алюминий слабое влияние оказывают пары азотной кислоты или растворы с концентрацией более 80%. При нормальной температуре алюминий обладает высокой коррозионной стойкостью в азотной кислоте. Скорость коррозии алюминия в азотной кислоте возрастает при постоянном перемешивании и присутствии в растворе хлорид-ионов.

Коррозия металлов в серной кислоте

При концентрации серной кислоты около 50 – 55% поверхность железа переходит в пассивное состояние. Далее с повышением температуры и концентрации серной кислоты поверхность железа становится активной (наблюдается коррозия железа в серной кислоте).

В растворах серной кислоты, как и в других кислотах, на скорость коррозии железа большое влияние оказывает природа анионов. Это связано с торможением катодного и анодного процессов и их адсорбцией на поверхности металла.

Я.М. Колотыркин развил представления, что на анодное растворение железа оказывают влияние анионы. Это связано с образование комплекса:

Fe + H2O ↔ Fe(OH-)адс. + H+;

Fe(OH-)адс ↔ Fe(OH)адс + e-;

Fe(OH)адс + HSO4- →FeSO4 + H2O + e-;

Fe(OH)адс + SO42- → FeSO4 + OH- + e-;

FeSO4 = Fe2+ + SO42-.

Из вышеперечисленных уравнений понятно, что скорость анодного процесса возрастает с увеличением концентрации ионов HSO4- и SO42-. С поверхности железа сульфат ионы вытесняются хлорид ионами, но до определенной концентрации ионов хлора, скорость протекания анодного процесса замедляется.

В 95 – 98% серной кислоте при нормальной температуре хорошей устойчивостью обладают хромистые стали (с содержанием хрома около 17%) с небольшой добавкой молибдена или без него. В таких условиях (при большой концентрации серной кислоты) стоек также алюминий и углеродистые стали. Чистый алюминий (99,5%) более устойчив в серной кислоте, чем его сплавы, в состав которых не входит медь. Скорость коррозии алюминия в серной кислоте (и его сплавов) при повышении температуры с 20°С до 98°С увеличивается с 8 до 24 г/(м2•сут). Коррозионно-стойкие стали в 5-ти или 20-% растворе при температуре кипения серной кислоты устойчивы только в присутствии ингибиторов коррозии.

Читайте также:  Фондовый рынок цветных металлов

При обычной температуре в серной кислоте коррозия меди практически не наблюдается. А при повышении температуры до 100°С процесс разрушения интенсифицируется. В 25% растворе серной кислоты, повышенном давлении и температуре близкой к 200°С медь быстро разрушается.

Латунь не обладает коррозионной стойкостью в растворах серной кислоты любых концентраций даже при комнатной температуре. Устойчивость латуней к разрушению в серной кислоте можно только повысить введением в раствор 30% соли CuSO4•5H2O.

Коррозия металлов в фосфорной кислоте

Наибольшей стойкостью к коррозии в фосфорной кислоте отличаются молибденовые стали. Алюминий и его сплавы (в состав которых не входит медь, магний) устойчивы в фосфорной кислоте. При обычной температуре не поддаются также разрушениям хромоникелевые аустенитные стали (в растворах фосфорной кислоты любой концентрации). В концентрированной технической фосфорной кислоте при температуре не выше 50°С стойки малоуглеродистые стали. Если сталь с 17% хрома поместить в раствор фосфорной кислоты, концентрацией от 1 до 10%, то она будет обладать высокой устойчивостью даже при температуре кипения.

Медь практически не подвергается коррозии в фосфорной кислоте при температуре от 20 до 95°С. Но если в систему вводить окислитель и повышать температуру – скорость коррозии меди в фосфорной кислоте значительно увеличивается. Бронзы и латуни в фосфорной кислоте ведут себя аналогично.

Коррозия металлов во фтористоводородной кислоте

Чугун, малоуглеродистая сталь и железо во фтористоводородной кислоте быстро разрушаются. В 10-% фтористоводородной кислоте при нормальной температуре обладают хорошей устойчивостью хромистые стали (с содержанием хрома 17%). В 20-% кислоте при температуре до 50°С устойчивы аустенитные высоколегированные стали. Латуни не разрушаются в 40-60-% фтористоводородной кислоте при 20°С. Магниевые сплавы устойчивы при температурах до 65°С в 45-% растворе.

Источник

Быстро, эффективно, безопасно: какой кислотой можно убрать ржавчину?

Один из главных врагов металла – ржавчина. Металлическая поверхность поражается коррозией в тех случаях, когда она не защищена покрытием, и подвергается воздействию влаги и кислорода.

Один из способов устранить ржавчину — использовать кислоты. О том, какой кислотой можно быстро и безопасно убрать ржавчину, читайте в статье.

Средства для удаления коррозии с металла

Коррозийные процессы, поражающие металл, ухудшают его характеристики, а при непринятии никаких мер – способствуют разрушению. Справиться с проблемой в домашних условиях можно применением различных кислот.

Лимонная

Использование лимонной кислоты для устранения коррозии может помочь при незначительном поражении металла.

Применение:

  1. Лимонную кислоту растворить в воде в пропорции 1:1.
  2. Нанести на участок с коррозией. Можно пропитать жидкостью ветошь и приложить к поврежденному металлу.
  3. Выдержать несколько часов, следя за тем, чтобы поверхность металла оставалась увлажненной.
  4. Счистить отслоившуюся ржавчину щеткой или скребком.
  5. Промыть участок металла, подвергавшийся воздействию кислоты, водой.

Лучший результат устранения ржавчины может быть достигнут при смешивании ее в равных пропорциях с уксусом. Подробнее о применении лимонной кислоты против ржавчины можно узнать здесь.

Серная

Серная кислота поможет решить проблему с коррозией быстро и эффективно. Для использования готовится водный раствор. Его плотность должна быть не более 1,15 г/см³, так как более высокая концентрация способна повредить металл.

Порядок воздействия включает окунание металла в раствор на полчаса. Если предмет большой, то применяется поверхностная обработка кистью. По окончанию воздействия металл рекомендуется обработать слабым раствором нашатыря для нейтрализации.

Ортофосфорная

Ортофосфорная кислота – один из часто используемых компонентов готовых средств устранения ржавчины и преобразователей. Применять ее можно в форме раствора.

Порядок работ:

  • зачистить поверхность металла, механически счистив верхний слой ржавчины;
  • подготовить раствор кислоты концентрацией 15-20%;
  • обработать поверхность.

В результате применения на поверхности металла образуется пленка, которая способна защитить поверхность от дальнейшей коррозии. И она может служить грунтом перед покраской. Подробнее о применении ортофосфорной кислоты в борьбе против ржавчины можно узнать тут.

Щавелевая

Применение щавелевой кислоты требует обязательного использования респиратора, очков.

Алгоритм действий:

  1. Участок металла, который требует очистки от ржавчины, необходимо промыть мыльным раствором или средством для мытья посуды.
  2. Смыть водой.
  3. Вытереть насухо.
  4. В отдельную емкость налить 0,3 литра воды.
  5. Добавить к воде 6 ч. л. кислоты.
  6. Погрузить в емкость предмет.
  7. Выдержать полчаса.
  8. Счистить налет.
  9. Промыть предмет горячей водой.
  10. Вытереть салфеткой.

Уксусная

Столовый уксус может быть использован для устранения ржавчины за счет входящей в его состав уксусной кислоты.

Порядок проведения работ методом погружения:

  • подготовить емкость, в которую металлический ржавый предмет может быть погружен целиком;
  • заполнить емкость уксусом;
  • поместить в раствор металлическое изделие;
  • выдержать несколько часов (не менее 2-х);
  • достать предмет;
  • применяя металлическую щетку, счистить ржавчину;
  • промыть предмет.
Читайте также:  План конспект урока по теме свойства металлов

Если предметы очень маленькие, возможно после выдерживания изделий в уксусе, воспользоваться алюминиевой фольгой для снятия налета.

Предложенный способ удобен для обработки металлических предметов небольшого размера:

Если необходимо обработать металлическое изделие большого размера (например, лопату, арматуру и т.д.), то придется воспользоваться таким способом:

  1. Обильно смочить в уксусе ветошь.
  2. Покрыть пропитанной в уксусе тряпкой пострадавший от коррозии участок.
  3. Выдержать несколько часов (не менее 2-х), периодически увлажняя ветошь уксусом.
  4. Счистить ржавчину.
  5. Смыть с поверхности металла остатки уксуса.

Полезная информация о способе удаления ржавчины при помощи уксуса найдется в этой статье.

Альтернативные варианты для очистки

Кроме воздействия кислот, ржавчину возможно устранить при помощи специальных покупных средств и домашних рецептов.

Домашние рецепты

К самым простым вариантам можно отнести:

  1. Алюминиевую фольгу, которая найдется на кухне. Если сделать из нее комок, и им потереть место коррозии, повреждение будет устранено.
  2. Пищевую соду. Хорошо убирает ржавчину. Ее перед нанесением разводят водой до состояния кашицы, наносят на полчаса на поверхность, после чего счищают.
  3. Перекись водорода. Подойдет она для удаления ржавых разводов с сантехники и кафеля.

Домашние средства рекомендованы при небольших коррозийных повреждениях, так как в своем большинстве менее эффективны, чем покупные препараты.

Покупные средства

Специальные препараты для удаления ржавчины с металлических поверхностей могут быть как с вхождением кислот, так и бескислотные. Кроме активных компонентов, в состав препаратов входят загустители, ингибиторы и другие вещества.

К хорошо себя зарекомендовавшим относятся такие средства:

  • Sonax;
  • Кольчуга;
  • Феном;
  • Hi-Gear Rust Treatment и другие.

Рекомендации при обработке поверхностей

Для того, чтобы удаление ржавчины дало максимальный эффект и не нанесло вреда, рекомендуется воспользоваться следующими советами специалистов:

  1. При использовании едких кислот и их растворов необходимо применять средства индивидуальной защиты, включая респиратор.
  2. Проводить работы желательно на открытом воздухе. Или в помещении с очень хорошей вентиляцией.
  3. При значительной коррозии перед обработкой кислотой рекомендуется зачистить металл жесткой щеткой.
  4. После смывания кислоты, поверхность металла необходимо просушить.
  5. Не следует смешивать несколько кислот вместе, если это не оговорено в рецептуре.

Применение покупных средств, чтобы удалить ржавчину, удобнее, чем самостоятельное изготовление растворов.

Много полезной информации об удалении ржавчины найдете в данном разделе сайта.

Видео по теме статьи

Удаление ржавчины с металла содой, уксусом, лимонной и ортофосфорной кислотой, видео-тестирование:

Заключение

Использование кислот для устранения ржавчины – метод эффективный, но требующий аккуратности, а также соблюдения всех мер личной безопасности. Кроме химически активных к коррозии кислот, могут быть использованы народные рецепты и специальные средства.

Источник

Способы обработки металла кислотой

Один из вариантов очистки деталей, заготовок от ржавчины — обработка металла кислотой. Активные вещества быстро справляются с налетом, загрязнениями, не оставляя следов. С помощью реактивов можно вытравливать на металлических поверхностях рисунки, но работать с кислотами нужно аккуратно, поскольку они могут повредить деталь.

Кислота для обработки металла

Сферы применения и назначение метода

Изначально кислоты применялись для очистки металла от ржавчины, загрязнений. Сейчас с помощью химических веществ люди вытравливают на металлических поверхностях сложные рисунки.

Помимо очистки, травления металла, кислоты применяют для изготовления грунтовок, отбеливающих средств, красок для ткани.

Способы обработки

Существует несколько методов химической обработки металлов. Каждый из них подходит для разных случаев. При этом изменяется список требуемого оборудования, реактивов.

Распыление

На рабочие поверхности подается струя раствора под низким давлением. Промышленное распыляющее оборудование может работать как конвейер без остановок. Для получения необходимого качества нужно регулировать скорость подачи раствора.

Погружение

Металлическая заготовка погружается в специальную емкость, которая заполнена раствором для травления. После обработки детали сохнут в нагретой камере.

Обработка паром

На рабочие поверхности воздействуют пары определенной концентрации. Для обработки применяется ручное оборудование, которое может быть стационарным или передвижным. Пар подается через вытянутую трубку, к которой подключен шланг.

Гидроструйная

Для осуществления гидроструйной обработки применяется мощное оборудование подающее жидкость на рабочие поверхности под большим давлением.

Гидроструйная обработка (Фото: Instagram / sk.elvis)

Травление

Популярный способ обработки металлов на промышленных предприятиях. Чаще применяется для мелких деталей, заготовок сложной формы, тонколистового металла.

Виды кислот

Для травления металлических поверхностей, очистки металла от ржавчины применяются разные виды кислот. Каждая из них отличается составом, действием. Химические вещества можно разделить на две группы:

  1. Смываемые — после их применения, поверхности нужно промывать холодной водой. Любой налет, ржавчина будут смыты, но без дополнительной просушки, может появиться коррозия.
  2. Несмываемые — их не нужно смывать после применения. Наиболее эффективны при удалении ржавчины.

Для очистки металла следует применять соляную и серную кислоту. К раствору добавляется уротропин. Если его нет, металлические поверхности будут повреждены.

Ортофосфорная

Ортофосфорная кислота — порошок, который перед применением нужно развести водой. Применяется в разных сферах промышленности, медицине. Кислотой разбавляются грунтовки для металлических поверхностей. Чистый порошок, разбавленный водой можно использовать для удаления ржавчины.

Ортофосфорная кислота — активнодействующее вещество, которое быстро удаляет любой налет, грязь, ржавчину, но использовать ее нужно с осторожностью. При длительном контакте с металлом она может прожечь дыры или истончить лист.

Серная

Использовать серную кислоту можно только в 5% водном растворе. Она относится к несмываемым веществам. Если применять вещество без добавления ингибитора, поверхности будут повреждены.

Читайте также:  Металл во рту что делать

Серная кислота (Фото: Instagram / shorinalexandr)

Лимонная

Ей ножевые мастера воронят лезвия, но для этого рекомендуется использовать продукт без примесей. Нужно выдавить на тряпку сок лимона и натереть ей клинок.

Фосфорная

Применяется для очистки металлических поверхностей от образования ржавчины. Окалины она практически не растворяет. Остатки кислоты нужно смывать водой.

Соляная

Для удаления ржавчины с металла применяется 20% водный раствор соляной кислоты. Рекомендуется заранее нагреть его до 40°C, чтобы процесс шел быстрее.

Молочная

Молочная кислота плохо подходит для травления и очистки металлических поверхностей от ржавчины. Наоборот, большая концентрация этого вещества приводит к коррозии металла.

Азотная

Концентрированной азотной кислотой можно обрабатывать разные металлы. Не подходят для этого только благородные. Для применения ее нужно смешать с водой в любых соотношениях.

Канистры с азотной кислотой (Фото: Instagram / opthimkmv)

Преимущества и недостатки метода

Преимущества обработки металла:

  1. Доступность метода, низкая цена. Купить активнодействующее вещество можно в любом хозяйственном или строительном магазине.
  2. Высокая эффективность . С поверхностей удаляется ржавчина, любой налет, загрязнения.
  3. Сохранение целостности эмали.
  4. Минимум физического воздействия.
  1. С реактивами нужно работать аккуратно, чтобы не повредить металлические поверхности.
  2. Активнодействующие вещества могут навредить организму.
  3. Ортофосфорную кислоту нельзя использовать при работе с акрилом.

Такой способ обработки подходит не для всех видов металлов.

Обработка в домашних условиях

Чтобы очистить металл от ржавчины, не нужно использовать промышленное оборудование. Можно провести работы в домашних условиях. Для этого нужно подготовить инструменты, расходные материалы. Нельзя забывать про соблюдение правил техники безопасности.

Инструменты

Для обработки металла ортофосфорной кислотой нужно подготовить:

  • глубокую емкость из нержавеющей стали;
  • валик, широкую кисть или распылитель (если нет подходящей посуды для полного погружения металлической детали);
  • реактив;
  • нашатырный и медицинский спирт, воду;
  • пластиковую палочку;
  • моющее средство.

Дополнительно может понадобиться щетка по металлу.

Щетку по металлу (Фото: Instagram / hoz.magazin)

Приготовление раствора

Перед началом обработки металлической детали нужно приготовить рабочий раствор:

  1. В металлическую емкость налить 1 литр воды.
  2. Добавить 150 мл кислоты.
  3. Перемешать компоненты пластиковой палочкой.

Также нужно сделать состав для смывки остатков едкого вещества. Способ приготовления:

  1. Налить в стеклянную банку 500 мл воды.
  2. Добавить 50 мл медицинского спирта, 450 мл нашатыря.
  3. Перемешать компоненты.

После подготовки кислотного раствора можно приступать к обработке.

Обработка

Очистка металла от ржавчины:

  1. Подготовить рабочую поверхность. Счистить грубые загрязнения щеткой по металлу.
  2. Полиэтиленовой пленкой заклеить части детали, которые не нужно обрабатывать. Так их можно защитить от едкого воздействия реактива.
  3. Обезжирить рабочую поверхность от жировой пленки моющим составом. Убрать остатки влаги сухой тряпкой.
  4. Покрыть подготовленную часть заготовки очищающим составом валиком, кистью или распылителем. Оставить на 1 час.

Останется смыть остатки ржавчины, грязи, кислоты с помощью моющего раствора. Важно помнить, что химическим реактивом невозможно счистить толстый слой ржавчины. Для этого нужно использовать болгарку со шлифовальным диском или гриндер.

Если необходимо очистить металлическую поверхность от ржавчины, создать защитный слой от коррозии, самодельный кислотный состав не подойдет. Для этого нужно использовать покупное химическое средство. Перед его применением необходимо ознакомиться с инструкцией на этикетке.

Техника безопасности

Правила техники безопасности:

  1. Проводить работы нужно в защитной экипировке. Необходимо надевать респиратор, резиновые перчатки, одежду с длинными рукавами, защитные очки.
  2. Помещение должно хорошо проветриваться.
  3. С рабочего стола следует убрать воспламеняющиеся вещества, нагревательное оборудование, источники открытого пламени .
  4. После работы с некоторыми порошковыми реактивами нужно почистить зубы, прополоскать полость рта.
  5. После использования химических веществ необходимо тщательно вымыть руки.

Если вещество попало на кожу, место нужно промыть обильным количеством холодной воды. При обширных ожогах требуется немедленно обратиться к врачу.

Правила транспортировки и хранения реактивов

Хранить реактивы можно только в специальной посуде:

  • сосудах из полимеров;
  • стеклянных емкостях;
  • банках из нержавеющей стали.

Плавиковую кислоту можно хранить только в пластиковых емкостях.

Необходимо плотно закрывать емкости, чтобы в вещество не попадали инородные предметы. Тара должна быть полностью очищена, высушена от остатков воды. Хранить реактивы нужно в сухом, теплом месте.

Металлы можно обрабатывать разными способами. Использование кислот — популярный метод очистки металла от ржавчины, вытравливания различных рисунков. Важно научиться работать с химическим веществом, чтобы не повредить изделие.

Источник

Поделиться с друзьями
Металл
Adblock
detector