Паста для обработки поверхности нержавеющей стали - RU2171317C1

Описание

Изобретение относится к области химической очистки поверхности металлов и может быть использовано для удаления окалины и ржавчины со сварных швов изделий из нержавеющей стали, а также придания им декоративного вида.

При высокотемпературной термической обработке изделий из нержавеющей хромо-никелевой стали, например сваркой, происходит окисление поверхности стали. Это является следствием изменения состава металла за счет обеднения защитной поверхностной пленки Cr₂O₃ хромом и выхода на поверхность железа, вследствие чего сталь теряет свою коррозионную стойкость. Это приводит к образованию цветов побежалости, потемнению или коррозии сварных швов.

Указанная проблема решается путем химического травления стали специальными пастами, представляющими собой смесь кислот с добавлением инертного наполнителя или загустителя, которые удаляют со швов ржавчину, пассивируют поверхность стали, а также обеспечивают однородный внешний вид изделия.

Известен состав для удаления ржавчины с поверхности металлов (патент ЕР 0233110, C 23 G 1/02), содержащий кислотный раствор из муравьиной, уксусной и лимонной кислот и загуститель, в качестве которого используется полисахарид. Для получения полисахарида используют натуральную или биосинтетическую резину, а также их смесь.

Однако в данном составе используются слабые органические кислоты, для которых скорость реакции с металлом мала, в результате чего процесс обработки требует значительного количества времени. Использование резины в качестве загустителя также снижает эффективность обработки.

Известна паста для удаления окалины с поверхности нержавеющей стали (А. С. СССР 514913, C 23 G 1/04, 1973 г.), содержащая смесь азотной, соляной, плавиковой, салициловой кислот и перекиси водорода, а в качестве инертного наполнителя смесь шамота, кварцевого песка, стеклобоя, каолина и окиси алюминия. Недостатками указанного состава являются:
- многокомпонентность и сложность его приготовления;
- высокая кислотность (более 800 г сильных кислот на 1 л пасты), что требует повышенных мер безопасности;
- использование в качестве связующего наполнителя из твердых минеральных добавок, частицы которых экранируют активные вещества от обрабатываемой поверхности, что существенно снижает эффективность использования реагентов. По этой же причине не обеспечивается хорошая смачиваемость стальной поверхности пастой, что затрудняет удаление окалины со швов в труднодоступных местах изделия;
- сложная очистка поверхности стали от пасты после обработки.

Сущность изобретения заключается в том, что паста для обработки поверхности нержавеющей стали содержит смесь азотной кислоты с фтористым соединением, связующее и воду.

Согласно изобретению, в качестве фтористого соединения используют фтористый аммоний, а в качестве связующего вводят декстрины, полученные, например, термолизом крахмала, при следующем соотношении компонентов, г/л:
Азотная кислота (d = 1,4) - 250 - 350
Аммоний фтористый - 75-108
Декстрин - 250 - 350
Вода - 350-500
Техническим результатом, получаемым при осуществлении изобретения, является сокращение компонентов в составе пасты, повышение эффективности использования реагентов, повышение безопасности труда, улучшение смачиваемости, а также упрощение удаления пасты с обрабатываемой поверхности.

Указанный технический результат достигается за счет совокупности отличительных признаков патентуемого изобретения:
использование в качестве связующего (загустителя) декстринов как гелеобразующего компонента позволяет повысить эффективность использования реагентов, так как кислотная смесь при отсутствии механических включений беспрепятственно диффундирует к поверхности металла. Кроме того, так как кислота полностью расходуется при реакции, отработанный состав не содержит ее. Гелеподобная паста обладает хорошей смачиваемостью и легко наносится на любые поверхности изделия - внутренние и угловые швы, корень шва при сварке встык. Использование в составе пасты соли фтористой кислоты снижает ее кислотность и повышает безопасность состава. После обработки паста легко смывается водой. Использование декстринов, полученных термолизом крахмала, в качестве связующего, обеспечивает чистоту загустителя и его большую инертность в протекающей реакции по сравнению с декстринами, полученными промышленным способом, щелочные компоненты которых могут частично нейтрализовать кислоту пасты.

Пример 1. В полиэтиленовую посуду помещают 215 г азотной кислоты, добавляют 90 г фтористого аммония и перемешивают пластиковой палочкой до полного растворения. Затем в полученный раствор в качестве загустителя в количестве 320 г вводят декстрины и добавляют 450 мл воды. Образовавшуюся массу тщательно перемешивают в течение 5 ч при комнатной температуре.

Пример 2. В полиэтиленовую посуду помещают 336 г азотной кислоты и 98 г фтористого аммония и перемешивают пластиковой палочкой до полного растворения. Затем в полученный раствор в качестве загустителя в количестве 720 г вводят декстрины, полученные термолизом крахмала. Образовавшуюся массу тщательно перемешивают в течение 5 ч при комнатной температуре. Для приготовления декстринов 320 г крахмала заливают 400 мл воды и нагревают при постоянном перемешивании до кипения, выдерживают при температуре кипения в течение 2 мин, а затем охлаждают до комнатной температуры. Образовавшуюся массу измельчают, применяя режущий инструмент из нержавеющей стали.

Обработке подвергают изделие из нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т толщиной от 0,5 до 10 мм, сваренном ручной аргонодуговой сваркой, на поверхности сварного шва которого образовалась окалина, а на металле, подвергшемся воздействию высокой температуры, появились цвета побежалости. Приготовленную выше указанным способом пасту наносят на поверхность окисленного металла слоем 1 - 3 мм. В результате обработки пастой в течение 30 - 50 мин при комнатной температуре поверхность приобретает цвет неокисленного металла, образовавшиеся окислы полностью удаляются и образуется пассивированная поверхность. Пасту снимают струей воды под небольшим давлением или влажной ветошью, затем поверхность промывают водой.

Применение данной пасты дает возможность быстро и эффективно удалять продукты, образующиеся при сварке нержавеющей стали в среде аргона. Паста проста в изготовлении, не стекает с любых плоскостей обрабатываемого изделия, придает ему декоративный товарный вид, а также более безопасна в эксплуатации. Очистка пастой данного состава может быть применена при изготовлении и монтаже оборудования из нержавеющей стали, предназначенного для работы в коррозионных средах, а также при изготовлении вакуумного оборудования.

Реферат

Изобретение относится к химической очистке поверхности металлов и может быть использовано для удаления окалины и ржавчины со сварных швов изделий из нержавеющей стали, а также придания им декоративного вида. Паста для обработки поверхности нержавеющей стали содержит смесь азотной кислоты с фтористым аммонием, связующее и воду. В качестве связующего используют декстрины, полученные, например, термолизом крахмала, при следующем соотношении компонентов: азотная кислота (d = 1,4) 250 - 350 г/л, аммоний фтористый 75-108 г/л, декстрин 250 - 350 г/л и вода 350 - 500 г/л. Техническим результатом изобретения является сокращение компонентов в составе пасты, повышение эффективности использования реагентов, повышение безопасности труда, улучшение смачиваемости, а также упрощение удаления пасты с обрабатываемой поверхности. 1 з.п.ф-лы.

Формула