Раствор для удаления окалины с поверхности стали

 

Изобретение относится к химической обработке металлов. Раствор для удаления окалины с поверхности стали содержит следующие компоненты, мас.%: хлороводород 24,0-8,0, этиленгликоль 10,0-92,0, вода - остальное. Технический результат: повышение качества очистки поверхности стали, проведение обработки стали при высоких температурах - до ~200^oС.

Изобретение относится к химической обработке металлов, а именно к очистке поверхности стали от окалины.

В настоящее время исследователями для этих целей предлагаются составы, включающие в себя HF (патенты РФ 2072397, 2126460), обладающий повышенной коррозионной активностью, Н₂О₂ (патенты РФ 2110618, 2085616), источник свободных радикалов и вещество, обладающее окислительными свойствами, фосфатсодержащие компоненты (патент РФ 2162487), присутствие которых в сливных водах отрицательно сказывается на экологии водоемов, а также органические вещества (патент РФ 2061793), синтез которых требует значительных усилий.

Наиболее близким техническим решением является раствор для удаления окалины с поверхности стали, содержащий ацетон (авторское свидетельство СССР 1382875). Основным недостатком этого способа является нестабильность таких растворов во времени. В присутствии ионов Fe²⁺, Fe³⁺ в процессе травления происходит осмоление ацетона. Образующиеся полимерные продукты осаждаются на травящей поверхности, что препятствует дальнейшему избавлению от окалины. Другим важным недостатком является летучесть ацетона, препятствующая проведению процесса при высоких температурах, что ограничивает скорость травления.

В основу изобретения поставлена задача создания раствора, позволяющего повысить качество очистки поверхности стали и проводить травление при более высоких температурах.

Сущность изобретения заключается в том, что раствор для удаления окалины с поверхности стали содержит следующие компоненты, маc.%: Хлороводород - 8,0-24,0 Этиленгликоль - 92,0-10,0 Вода - Остальное В результате повышается качество очистки поверхности стали. Предлагаемый метод более технологичен, т.к. этиленгликоль имеет более высокую температуру кипения и позволяет проводить обработку стали при более высоких температурах (до ~200^oС).

Состав травильного раствора железной окалины готовят смешиванием соляной кислоты I= 1130 кг/м³, этиленгликоля и воды или насыщением этиленгликоля хлороводородом при комнатной температуре до полного насыщения (появление паров HCL). Полученный насыщенный безводный раствор хлороводорода в этиленгликоле при необходимости разбавляют этиленгликолем, водой и соляной кислотой. Травление окалины с поверхности стальных образцов (сталь 20) проводилось в термостатированных стеклянных сосудах с обратным холодильником при Т= 295 К. Образец, представляющий собой полоску из стали 20, покрытую окалиной, подвешивался в сосуде на стеклянном крючке. Для снятия диффузионных затруднений растворение проводили при интенсивном перемешивании (500 <ω< 800 об/мин). В травильных растворах образцы с окалиной выдерживали до полного ее удаления. Момент полного стравливания окалины устанавливали визуально или по величине потенциала образца относительно хлорсеребряного электрода. Величина потенциала изменялась с положительных значений до (-0,2) - (-0,4) В. Коррозионные потери металла определялись взвешиванием на аналитических весах после промывания и высушивания образца. О степени наводораживания протравленных образцов судили по изменению их пластичности. Потери пластичности определяли на установке МП-1 и выражали числом перегибов на 180 градусов до полного разрушения образца. Контролем служили образцы, не подвергнутые травлению. Присутствие этиленгликоля в травильном растворе стимулирует процесс стравливания окалины с поверхности стальных образцов, способствует снижению наводораживания и коррозионных потерь металла под окалиной. Резкое уменьшение коррозионных потерь основного металла связано с сокращением времени удаления окалины. Растворы этиленгликоля и хлороводородной кислоты проявляют более низкую летучесть, что позволяет поднимать температуру травления до 200^oС.

ПРИМЕР 1.

В раствор, содержащий хлороводород 8,0 мас.% и этиленгликоль 92,0 мас.%, опускали образцы стали 20 с окалиной и оставляли в растворе до полного удаления окалины. Через 3 минуты поверхность образца полностью очищалась. Поверхность протравленного образца стали после промывания и просушки гладкая без остатков окалины.

ПРИМЕР 2.

В раствор, содержащий хлороводород 24,0 мас.%, этиленгликоль 10,0 мас.% и воду 66,0 мас. %, опускали образцы стали 20 с окалиной и оставляли в растворе до полного удаления окалины. Через 8 минут поверхность образца полностью очищалась от окалины. После промывания образца и просушки его поверхность выглядела гладкой без остатков окалины.

Формула изобретения

Раствор для удаления окалины с поверхности стали, содержащий хлороводород и воду, отличающийся тем, что раствор дополнительно содержит этиленгликоль при следующем соотношении компонентов, мас.%: Хлороводород - 24,0-8,0 Этиленгликоль - 10,0-92,0 Вода - Остальноер