Морозостойкий преобразователь ржавчины

Изобретение относится к защитным покрытиям и может быть использовано в любой отрасли промышленности для обработки углеродистых и низколегированных сталей для получения фосфатной пленки на обрабатываемой поверхности перед нанесением защитных покрытий. Преобразователь ржавчины, предназначенный для использования при температурах от минус 30°С до плюс 40°С, содержит орто-фосфорную кислоту, спирт C1-C4 или их смеси в любом соотношении, ингибитор коррозии и воду при следующем соотношении компонентов, мас. %: орто-фосфорная кислота 3,0-5,0, спирт C1-C4 или их смеси 79,5-86,0, вода 11,0-15,0, ингибитор коррозии 0,2-0,3. При этом в качестве ингибитора коррозии он содержит триэтаноламин. Технический результат: расширение интервала рабочих температур и повышение экологической безопасности благодаря снижению концентрации орто-фосфорной кислоты. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к защитным покрытиям и может быть использовано в любой отрасли промышленности для обработки в интервале температур от минус 30°С до плюс 40°С углеродистых и низколегированных сталей для получения фосфатной пленки на металлических изделиях перед нанесением защитных покрытий. Металлические детали, трубопроводы подвержены коррозионным воздействиям среды, с которой они контактируют. С целью предотвращения коррозии на металлические поверхности наносят защитные покрытия.

Перед нанесением покрытия металлическую поверхность подвергают обработке. Особенно трудоемка и не всегда эффективна подготовка заржавленных деталей, труб, включающая механическую чистку.

Эффективными являются химические методы обработки, в результате которых не только удаляется ржавчина, но и образуется защитная пленка. К таким методам относится фосфатирование. Фосфатные пленки обладают высокими защитными свойствами, так как фосфаты железа, образующиеся на поверхности металлических изделий, не окисляются кислородом воздуха. Кроме того, они повышают адгезию лакокрасочных, полимерных и других покрытий.

Известен состав (Справочник химика, т.VI, "Химия", Л., 1967, с.487), содержащий орто-фосфорную кислоту, этиловый спирт, воду при следующем соотношении компонентов,% мас.:

Орто-фосфорная кислота30-35
Гидрохинон1
Бутиловый спирт5
Этиловый спирт20
Вода44-39

Орто-фосфорная кислота вступает в реакцию с окислами железа, образуя на стальной поверхности защитное покрытие.

Недостатком известного состава является то, что он содержит большое количество орто-фосфорной кислоты, которая реагирует не только с окислами железа, но и с самим металлом. При этом образуется водород, часть которого в атомарной форме окклюдируется металлом, а затем десорбируется в виде газа, вызывающего отслаивание покрытий. Поэтому после формирования фосфатной пленки избыток орто-фосфорной кислоты необходимо смывать. В состав также входит большое количество воды, которая может оставаться под защитной пленкой и вызывать коррозию металла. Кроме того, из-за большого количества воды данный преобразователь ржавчины применим для обработки поверхностей металлов только при плюсовой температуре, а именно при температуре 18-23°С.

Задачей изобретения является создание эффективного преобразователя ржавчины с небольшим содержанием фосфорной кислоты, предназначенного для использования при низких температурах.

Технический результат - расширение интервала рабочих температур преобразователя ржавчины от минус 30°С до плюс 40°С и повышение экологической безопасности благодаря снижению концентрации орто-фосфорной кислоты.

Указанный технический результат достигается за счет того, что преобразователь ржавчины содержит орто-фосфорную кислоту, спирт C1-C4 или их смеси в любом соотношении, ингибитор коррозии и воду при следующем соотношении компонентов,% мас.:

Орто-фосфорная кислота3,0-5,0
Спирт C1-C4 или их смеси79,5-86,0
Ингибитор коррозии0,2-0,3
Вода11,0-15,0

При этом в качестве ингибитора коррозии предпочтительно применять триэтаноламин, а в качестве спирта - этиловый спирт.

Ингибитор коррозии предотвращает взаимодействие орто-фосфорной кислоты с металлом.

Спирт C1-C4 представляет собой метиловый, этиловый, пропиловый или бутиловый спирт соответственно.

Этиловый спирт (или иной спирт или смеси спиртов), благодаря более высокой летучести, способствует быстрому высыханию преобразователя ржавчины, придает обезжиривающие свойства преобразователю ржавчины и, кроме того, благодаря низкой температуре замерзания (минус 114°С), создает возможность обработки металлических поверхностей при умеренных и низких температурах (до минус 30°С).

Наличие воды в составе в количестве 11,0-15,0% мас. предотвращает выпадение осадка образующихся фосфатов аминоспиртов, в частности фосфата триэтаноламина, при минусовых температурах. Увеличение количества воды приводит к увеличению продолжительности высыхания обрабатываемой поверхности.

Концентрация орто-фосфорной кислоты (3-5%) является достаточной для создания эффективной защитной пленки на обрабатываемой поверхности.

Фосфатированная данным преобразователем ржавчины поверхность не требует последующей промывки.

Преобразователь ржавчины готовят при комнатной температуре. Сначала готовят спиртоводный раствор (смешивают спирт с водой), затем в нем растворяют навеску орто-фосфорной кислоты и добавляют триэтаноламин.

Пример. На образцах Ст3 проводились коррозионные и электрохимические тесты, предусмотренные европейским и американским стандартами ИСО и ASTM. После нанесения фосфатных пленок в соответствии со стандартом ИСО 9227 образцы подвергали испытанию в парах над водным раствором 3% NaCl при комнатной температуре 1,5 ч, 172 ч, 144 ч и 288 ч. Повреждения оценивали по появлению очагов коррозии на поверхности образцов.

Результаты испытаний представлены в таблице 1.

При фосфатировании разработанным преобразователем ржавчины в течение 3 ч образцы прошли испытания без следов коррозии. На образцах меньшей выдержки в фосфатирующем растворе отдельные питтинговые коррозионные поражения наблюдались после выдержки в коррозионной среде в течение 144 ч и 288 ч (таблица 1).

Таблица 1.

Оценка коррозионной стойкости
Испытуемый образец и продолжительность фосфатирования (ч)Количество пораженной коррозией поверхности образца (%) при выдержке в коррозионной среде в течение времени (ч)
1,572144288
Разработанный преобразователь ржавчины
1,5 ч0,050,15
2,0 ч---0,05
3,0 ч----
Образец сравнения
1,5 ч0,050,150,250,58
2,0 ч-0,050,150,35
3,0 ч-0,050,100,20

В аналогичном водном растворе NaCl проводили электрохимические испытания по оценке защитных свойств сформированных фосфатных пленок.

Анодные потенциодинамические характеристики показали наличие устойчивых пленок на образцах из углеродистой стали после обработки их преобразователем ржавчины, которые активно тормозят анодные процессы в интервале потенциалов от -0,38 до -0,14 В.

На образцах без фосфатной пленки анодные процессы (растворение материала) протекают без какого-либо заметного торможения.

По заключению РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина, разработанный преобразователь ржавчины создает на поверхности образцов стали фосфатную пленку с хорошим защитным эффектом и "может успешно применяться для создания фосфатной пленки на поверхности углеродистых и низколегированных сталей, одновременно являясь очень хорошим раствором для обезжиривания поверхности металлических изделий".

1. Преобразователь ржавчины, предназначенный для использования при температурах от минус 30 до плюс 40°С, содержащий ортофосфорную кислоту, спирт C1-C4 или их смеси в любом соотношении, ингибитор коррозии и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Ортофосфорная кислота3,0-5,0
Спирт C1-C4 или их смеси79,5-86,0
Ингибитор коррозии0,2-0,3
Вода11,0-15,0

2. Преобразователь ржавчины по п.1, содержащий в качестве ингибитора коррозии триэтаноламин.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к химической обработке железосодержащих поверхностей, в частности к фосфатированию перед нанесением лакокрасочных покрытий. .

Изобретение относится к составам для получения защитного фосфатного покрытия, используемым для подготовки поверхностей металлических изделий и конструкций, и может быть использовано перед окраской в металлообрабатывающей и машиностроительной промышленности.

Изобретение относится к области обработки для защиты от коррозии кузовов транспортных средств или приборов бытовой техники с образованием защитного слоя на поверхности цветных металлов.

Изобретение относится к химической конверсионной обработке стального материала, который получен с использованием способа поверхностной обработки и жидкости для обработки, в частности, к поверхностно-обработанному материалу, обладающему превосходной устойчивостью к задиранию.

Изобретение относится к химической конверсионной обработке стального материала, который получен с использованием способа поверхностной обработки и жидкости для обработки, в частности, к поверхностно-обработанному материалу, обладающему превосходной устойчивостью к задиранию.

Изобретение относится к химической конверсионной обработке стального материала, который получен с использованием способа поверхностной обработки и жидкости для обработки, в частности, к поверхностно-обработанному материалу, обладающему превосходной устойчивостью к задиранию.

Изобретение относится к химической обработке поверхности титановых сплавов, в частности к способам обработки поверхности титановых сплавов для повышения адгезионной способности под лакокрасочные покрытия (ЛКП), и может быть использовано в различных отраслях промышленности, в том числе авиационной, космической, автомобильной, в судостроении, в строительстве и архитектуре и т.д., где применяются титановые сплавы с декоративной окраской.
Изобретение относится к обработке металлической поверхности, в частности к фосфатированию, и может быть использовано для защиты металлов от коррозии в любой отрасли машино- и приборостроения при проведении окрасочных работ.
Изобретение относится к обработке металлической поверхности, в частности к фосфатированию, и может быть использовано для защиты металлов от коррозии в любой отрасли машино- и приборостроения при проведении окрасочных работ.

Изобретение относится к нанесению покрытий на металлические изделия, в частности к нанесению коррозионностойких конверсионных покрытий для защиты конструкционных сплавов, предпочтительно алюминия и алюминиевых сплавов, посредством их обработки в кислотном водном растворе, содержащем водорастворимые соединения трехвалентного хрома, фторида и добавку для улучшения коррозионной стойкости.
Изобретение относится к области подготовки поверхности металлических изделий перед операциями холодной деформации (холодной экструзией, высадкой крепежных изделий, волочением проволоки и т.д.) и может быть использовано в металлургической промышленности, машиностроении, при производстве калибровочного металла и деталей машин

Изобретение относится к агрегату частиц оксида магния, имеющему контролируемую структуру частиц
Изобретение относится к способам создания коррозионно-стойкого покрытия на внутренних поверхностях энергетического оборудования, изготовленного из сталей перлитного класса

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии, в частности энергетического оборудования, частично или полностью изготовленного из сталей перлитного класса

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии, а именно к составам для получения химического окисного покрытия на поверхности алюминия и его сплавов, и предназначено для повышения их коррозионной стойкости и обеспечения адгезии полимерных покрытий и клеев
Изобретение относится к области нанесения покрытий, в частности фосфатных покрытий
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при нанесении фосфатных покрытий различного назначения

Изобретение относится к области нанесения химических покрытий и может быть использовано в технологических процессах защиты металлов от коррозии и подготовке изделий к операциям холодной деформации

Изобретение относится к области получения черных конверсионных оксидных покрытий на стали, предназначенных для защиты стальных поверхностей от коррозии, а также для осаждения на детали нагревательных элементов солнцепоглощающих устройств в гелиотехнике

Изобретение относится к металлургии, а именно к титановым сплавам, используемым в средах, где существует риск разрушения из-за абсорбции водорода
Наверх