Очистка металлической поверхности

Прежде чем покрыть поверхность металлического изделия слоем другого вещества, ее необходимо тщательно очистить от следов жира, окислов, ржавчины, пыли и других загрязнений. Если на поверхности предмета сохранится хотя бы маленький участок, не очищенный, например, от ржавчины, то после покрытия изделия лаком или краской процесс коррозии не прекратится, разрушение металла будет продолжаться и под защитным слоем.

Вот именно по этой причине трубы газопроводов, прежде чем покрыть их изолирующим слоем битума, предварительно тщательно очищают. Даже хорошая изоляция трубопровода, если под ней остались следы ржавчины, не только не сохраняет трубу от разрушения, но иногда вызывает усиление разрушения. В практике имелись случаи, когда хорошо изолированные от почвенных растворов трубы газопровода быстро корродировали, в результате чего происходили крупные аварии: газы, текущие по трубе, вырывались наружу, воспламенялись со взрывом, вызывая большие разрушения. В настоящее время применяют различные методы очистки поверхности металла. Очистку производят механическим, химическим и электрохимическим способами, а иногда применяют те и другие способы.

Пескоструйная очистка

До недавнего времени одним из распространенных способов очистки поверхности металлических изделий являлась так называемая пескоструйная очистка. Она состоит в том, что струя специально приготовленного мелкого кварцевого песка при помощи сжатого воздуха направляется на очищаемую поверхность. Песок, ударяясь о поверхность, удаляет с нее все имеющиеся загрязнения. Вдыхание такой пыли приводит к тяжелым заболеваниям (силикоз легких). Пескоструйная обработка заменяется гидропескоструйной, дробеструйной или дробемётной.

Гидропескоструйная очистка

Гидропескоструйная обработка отличается от пескоструйной тем, что на поверхность изделия под значительным давлением не воздуха, а воды подается влажный кварцевый песок, благодаря чему воздух не загрязняется сухой песчаной пылью.

Дробемётная очистка

Дробемётная установка выбрасывает дробь из колеса (турбины) центробежной силой со скоростью 70—75 м/сек. Для дробемётных установок применяют чугунную дробь диаметром 0,4—0,5 мм или рубленые кусочки стальной проволоки диаметром 0,5—2 мм и такой же длины. Отработанную дробь просеивают, очищают, и снова она поступает в колесо (турбину). Дробемётные установки не только очищают поверхность металла, но создают наклеп поверхности (уплотняют ее), что повышает прочность металла.

Галтовочные барабаны

Для обработки мелких изделий применяют так называемые галтовочные барабаны. Они представляют собой цилиндрические или шестигранные коробки, плотно закрывающиеся. В такого рода барабаны загружают мелкие детали вместе с сухим и чистым песком. Затем барабаны приводятся во вращение, находящиеся в барабане изделия обкатывают вместе с песком. Через несколько часов работы барабана поверхность изделий, находящихся в барабане, оказывается очищенной от всех загрязнений.

Галтовочные барабаны, так же, как и пескоструйные установки, не требуют большой затраты рабочей силы, очень производительные, но в них нельзя обрабатывать детали, имеющие тонкую резьбу, так как резьба в процессе обработки может быть повреждена.

Щетка металлическая

Для механического удаления с поверхности металла загрязнений и окалины применяют также металлические щетки, сделанные из тонкой стальной или латунной проволоки.

Шлифование. Полирование.

Для подготовки деталей к хромированию, никелированию, золочению, серебрению, т. е. покрытию одних металлов другими, широко применяют шлифование или полирование поверхности деталей. Техника шлифования или полирования состоит в том, что обрабатываемая поверхность изделия подвергается трению так называемым абразивным материалом до тех пор, пока она не станет сравнительно гладкой. В качестве абразивных материалов для шлифования и полирования применяют природный корунд, содержащий 90-95% окиси алюминия, или же искусственный корунд, который изготовляют путем сплавления глинозема с углем или коксом в электрических печах.

В качестве материала для очистки поверхности используют также наждак, состоящий в основном из корунда (до 60%), окиси железа (до 35%) и других окислов. Наждак главным образом применяют для шлифования и полирования изделии из железа и стали. Широко используют также окись хрома темно-зеленый порошок с зернами, обладающий исключительными режущими свойствами. Окись хрома обычно изготовляют путем прокаливания смеси хромпика с серой. Из окиси хрома делают пасту. Ее применяют для полирования очень твердых металлов, например, разного рода хромовых покрытий. При шлифовании режущие ребра мелких частичек снимают тонкую стружку с поверхности изделия, сглаживают крупные неровности. Однако поверхность при этом остается несколько неровной, на ней видна сетка мелких углублений и выпуклостей, вследствие чего отшлифованная поверхность кажется всегда матовой. Когда надо получить зеркально гладкую поверхность, металл полируют. Для полирования изготовляют специальные пасты, которые наносят на круги, изготовленные из фетра. Эти круги быстро вращают на поверхности металла. В результате такой обработки поверхность металла приобретает зеркальный блеск.

Очистка металлической поверхности

Травление металла

Одним из средств удаления с поверхности металла ржавчины, окалины и других окислов является химический метод. Он заключается в том, что поверхность металла предварительно обрабатывают кислотой. Этот процесс называют травлением. Процессу травления предшествует другая, более важная операция — обезжиривание. Дело в том, что поверхность металлических изделий часто оказывается покрытой более или менее толстым слоем жиров смазочных масел, мазута, вазелина и т. д. Даже простое прикосновение рук оставляет на металле тончайшую пленку жира. Такая поверхность, покрытая слоем жира, не смачивается травильным раствором. Для обезжиривания часто применяют растворы щелочей небольшой концентрации. В качестве обезжиривающих растворов обычно используют 5—10-процентный раствор едкой щелочи NaOH или 2—5-процентный раствор тринатрийфосфата Na₃PO₄. В обезжиривающий раствор также вводят соли: углекислый натрий Na₂CO₃ и углекислый кальций СаСO₃. Однако щелочные, обезжиривающие растворы неприменимы для обезжиривания олова, свинца, цинка, алюминия и их сплавов, так как эти металлы растворяются в щелочах.

Обезжиривание металлов, растворяющихся в щелочах, производят в органических растворителях—четыреххлористом углероде, дихлорэтане, бензине и т. д. Для этой цели применяют специальные моечные ванны, где процесс обезжиривания производят путем автоматического погружения в ванну корзин или сеток, в которых находится изделие. Обычно используют несколько ванн, в которые последовательно погружают изделие. Первая ванна содержит более загрязненный растворитель, вторая— менее и третья — почти совершенно чистый. Так, например, для того чтобы обезжирить изделие, сделанное из железа, приготовляют двумолярный раствор горячего едкого натра и опускают в него изделие на 5—10 мин. Затем его промывают в горячей воде, после чего погружают на 10 мин в 0,1—0,2-процентный раствор серной или соляной кислоты и, наконец, промывают в холодной воде и в специальном растворе, содержащем 0,5-процентный раствор бихромата калия K₂Cr₂O₇ и 0,5-процентный раствор соды Na₂CO₃. Последняя обработка необходима для того, чтобы удалить полностью следы кислот с металла и создать на его поверхности тонкую окисную пленку, защищающую металл от появления на нем ржавчины.

Еще лучшие результаты дает обезжиривание в электрохимических ваннах. Такие ванные также наполняют раствором щелочи, в который погружают изделие для обезжиривания. Здесь катодом служит обрабатываемое изделие, анодом — пластины из железа, стали или никеля, т. е. такие металлы, которые не растворяются в щелочном растворе. При пропускании электрического тока пузырьки водорода бурно выделяются на поверхности изделия, срывают жировую пленку и увлекают мельчайшие капельки жира на поверхность раствора. Электрохимический процесс обезжиривания продолжается 5—6 мин. После обезжиривания изделие подвергают травлению в растворах соляной или серной кислоты.