Средство для очистки изделий от продуктов коррозии

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2365682:

Стрижев Евгений Федорович (RU)
Суворов Станислав Алексеевич (RU)

Изобретение относится к химическим средствам удаления продуктов коррозии с поверхности черных и цветных металлов, а также с неметаллических поверхностей. Средство включает ортофосфорную кислоту, крахмал и воду, подвергнутые термической обработке при следующем содержании компонентов, мас.%: ортофосфорная кислота 30,0-32,2, крахмал 8,0-10,0, вода - остальное. Изобретение позволяет улучшить экономические показатели и экологические свойства процесса очистки изделий от продуктов коррозии. Данное средство можно использовать для очистки от ржавчины деталей малой толщины, различных стальных мембран, т.е. в тех случаях, когда применение механических способов крайне нежелательно. 3 табл.

Изобретение относится к химическим средствам удаления продуктов коррозии с поверхности черных и цветных металлов, а также с неметаллических поверхностей.

Для очистки от продуктов коррозии различных металлических изделий, санитарно-технических узлов, труднодоступных участков оборудования и транспортных средств (резьбовые соединения, глухие отверстия малого диаметра) целесообразно применять химические средства в виде паст и растворов.

Известны пасты, предназначенные для очистки поверхности от продуктов коррозии, содержащие соляную кислоту или другие минеральные кислоты - плавиковую, серную, азотную (Ямпольский А.И. Травление металлов. М.: Металлургия, 1980, с.225). Однако пары этих кислот токсичны, поэтому использование антикоррозионных продуктов на их основе представляет определенную опасность.

Широко применяемые абразивные пасты имеют ряд недостатков, а именно - в результате их воздействия происходит износ изделия и его порча. Применение абразивных паст исключается при зачистке резьбовых отверстий и других малодоступных участков поверхности.

Известно применение растворов ортофосфорной кислоты различной концентрации, чаще всего 85 мас.%. Применение такого концентрированного раствора также представляет опасность и неудобно при обработке вертикальных и потолочных поверхностей.

Известно также выпускаемое фирмой «Teroson» (Германия) средство «Teroxyd» и паста «Морж», выпускавшаяся отечественным предприятием «Балтхим» по ТУ 48-1402-6-89.

Препарат «Teroxyd» представляет собой бесцветную прозрачную жидкость. Он содержит 10-25% ортофосфорной кислоты и органические вещества, которые обнаруживаются по запаху. В аннотации рекомендуется хранить препарат вдали от источников огня, а обработку поверхности производить в хорошо вентилируемом помещении.

Обработка коррелированной поверхности заключается в том, что вначале она очищается щеточкой из стальной проволоки, а затем мягкой кисточкой наносят жидкий препарат. Все эти сведения изложены на поверхности флакона, содержащего около 100 мл упомянутой жидкости. Обе кисточки находятся в одной упаковке с флаконом.

Очевидно, что очистка поверхности с помощью указанного средства содержит элементы химической и механической очистки, поэтому не может быть рекомендована в случае эмалированных и пластмассовых изделий.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению, взятой за прототип, является паста для удаления ржавчины «Морж», представленная в ТУ 48-1402-6-89, 2383-357-02068474-96.

Паста «Морж» включает воду, 14-16% ортофосфорной кислоты, до 1% алкилгидроксамовых кислот, 1,7-1,9% алифатического спирта нормального или изостроения, содержащего в углеводородной цепи 2-5 атомов углерода, а также стеарат цинка в количестве 1,5-1,6% и аэросил от 4 до 5%.

Процесс получения пасты «Морж» состоит из двух стадий. Вначале расчетное количество ортофосфорной кислоты растворяют в воде и к полученному раствору добавляют алкилгидроксамовую кислоту (или смесь алкилгидроксамовых кислот) спирт. Затем смесь доводят до кипения и кипятят при 95°С с обратным холодильником в течение одного часа или двух часов в зависимости от состава алкилгидроксамовых кислот.

Продукт термообработки охлаждают и добавляют при перемешивании порошкообразные компоненты - аэросил и стеарат цинка. После того как паста приобретает консистенцию сметаны, она готова к употреблению.

К недостаткам пасты «Морж» следует отнести относительно высокую себестоимость, что можно объяснить большой ценой сырья и необходимостью его транспортировки на расстояния, превышающие тысячу километров, так как пункты производства сырья сильно разбросаны: Ивано-Франковская область Украины (аэросил), Волгоградская область РФ (алкилгидроксамовые кислоты), Ставрополь (стеарат цинка), Ленинградская область или Тольятти (ортофосфорная кислота). Процесс получения пасты является двухстадийным, а фасовка пасты при комнатной температуре представляет определенную трудность, нагревание значительно увеличивает энергоемкость процесса в целом.

Задачей предлагаемого изобретения является улучшение экономических показателей и экологических свойств процесса очистки изделий от продуктов коррозии.

Поставленная задача достигается тем, что средство для очистки изделий от продуктов коррозии, включающее ортофосфорную кислоту и загуститель, подвергнутые термической обработке, содержит следующие компоненты, мас.%:

Крахмал	8,0-10,0
Ортофосфорная кислота	30,0-32,0
Вода	Остальное

Полезный эффект антикоррозионного действия средства является следствием синергизма действия компонентов, подвергнутых указанной обработке, во вновь полученной композиции.

Важной характеристикой средства является малая величина съема металла, равная 2×10^-5 см. Поэтому предлагаемое средство можно использовать для очистки от ржавчины деталей малой толщины, различных стальных мембран, т.е. в тех случаях, когда применение механических способов крайне нежелательно, поскольку может изменить функциональные характеристики прибора или устройства за счет абразивного эффекта. Отсюда улучшаются экономические показатели путем использования предлагаемого средства за счет устранения специальных методов очистки поверхности, включая механическую.

Экономические показатели улучшаются также за счет того, сто предлагаемое средство может быть получено достаточно просто промышленным способом, поскольку в состав средства входят вещества недефицитные, сырьевая база доступна и выпускается российской промышленностью.

Улучшаются экологические свойства процесса очистки изделий от продуктов коррозии, так как средство экологически безопасно для работ персонала и среды, не содержит вредных продуктов реакции, которые не требуют специальных методов утилизации.

Эффект использования предлагаемого средства достигается за счет химического взаимодействия компонентов состава с окисленными формами металла, образуя легко удаляемые продукты с очищенной поверхности. После использования средства сохраняется высокое качество обрабатываемой поверхности.

Качество оценивали эффективностью антикоррозионного действия в соответствии с условиями применения средства. Для этого использовалась листовая сталь-3 в виде пластинок с размером: 100×100×3 мм.

Эти пластинки подвергались атмосферной коррозии в условиях Санкт-Петербурга в течение года, для чего они устанавливались в вертикальном положении, незащищенные от атмосферных осадков, и ориентация их относительно стран света менялась через равные промежутки времени, чтобы степень коррозии была одинаковой на обеих сторонах пластинки.

Толщина слоя ржавчины, появившейся после такой обработки, была измерена микрометром и составляла 0,16-0,25 мм.

Для оценки степени очистки коррелированные образцы укладывали в горизонтальное положение и наносили слой пасты толщиной 3-4 мм, также поступали и с пастой-прототипом. Время выдержки пасты на очищаемой поверхности во всех экспериментах составляло 40 минут. По истечении этого времени слой пасты удаляли посредством сухой чистой ветоши, а затем натирали 15% раствором медного купороса (сульфата меди (П). При этом поверхность стали, очищенная от ржавчины, покрывалась налетом меди в соответствии с уравнением реакции: CuSO₄+Fe=FeSO₄+Cu.

Площадь, покрытую налетом меди, измеряли с помощью курвиметра, что позволяло оценить ее количественно.

Обработку во всех случаях проводили дважды, причем один раз после нанесения пасты пластинка фиксировалась в вертикальном положении и один раз - в горизонтальном.

Пример 1. Приготовление средства.

В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой и обратным холодильником, загружали 85% ортофосфорной кислотой и водой, взятых в объемном соотношении 1:4, затем добавляли крахмал в количестве 10% от общей массы загрузки.

Содержимое колбы нагревали до 60-70°С при перемешивании на водяной бане до превращения его в желеобразную массу. Образовавшуюся массу разливали в расходную тару и выдерживали при комнатной температуре 2-4 часа, после чего использовали по назначению.

Готовое к использованию средство представляет собой продукт взаимодействия комплекса веществ заявленного состава и новообразований в виде полиэфиров, образуемых полисахаридами с ортофосфорной кислотой в различных соотношениях заявленных компонентов с разной молекулярной массой (в алигомерных и полимерных формах),

Определить содержание конкретного полимерного эфира в полученном средстве невозможно.

Пример 2.

4 пластинки из стали 3, подвергнутые коррозии в условиях С-Петербурга, как описано выше, обрабатывали различными средствами:

№1 - средством «Teroxyd» германского производства (в соответствии с инструкцией, прилагаемой к каждой единице упаковки).

№2 - водным раствором ортофосфорной кислоты (концентрация 85%).

№3 - пастой «Морж» в соответствии с инструкцией, данной в заявке на изобретение.

№4 - предлагаемым средством.

Результаты опытов представлены в таблице 1.

ТАБЛИЦА 1
Состав для чистки	№ пластинки	Чистота поверхности, %	Примечание
Известный (прототип)	3	99,0	Отдельные точки недотрава
Известный (аналог)	1,2	95,0	Несколько точек недотрава
Предлагаемый	4	100,0	Поверхность протравлена полностью

Из данных табл.1 следует, что с использованием предлагаемого состава достигается полная степень очистки поверхности стали, в то время как при использовании известных составов - аналогов и прототипа - на поверхности остается до 5% продуктов коррозии.

Пример 3.

В стальном стержне (сталь 3) сечением 10×10 мм были просверлены отверстия и нарезана резьба М3, М4, М6 - по 4 отверстия на каждый размер. Образцы подвергались атмосферной коррозии в условиях С.-Петербурга в течение 1 года, вследствие чего вворачивание болтов в соответствующие им отверстия стало невозможным даже при значительном усилии на гаечном ключе.

Для оценки предлагаемого и известных способов очистки от продуктов коррозии по одному отверстию каждого размера (всего 12) было обработано: №№1, 6, 7 - средством «Teroxyd», №№2, 8, 11 - пастой «Морж», №№3, 5, 10 - 85%-ным раствором ортофосфорной кислоты, №№4, 6, 9 - предлагаемой пастой в соответствии с примером 2.

Очистку отверстий от остатков паст во всех случаях производили одинаково, протаскивая через отверстие кусок ткани, смоченной в растворе питьевой соды.

Сравнительную оценку эффективности действия использованных средств для удалений продуктов коррозии производили качественно - по физическому усилию, прилагаемому на гаечный ключ при заворачивании болта. При этом вворачивание болтов в отверстия №№2, 4, 6, 8, 9, 11, обработанные прототипом и предлагаемым средством, происходило при нормальном усилии на гаечном ключе.

При вворачивании болтов в отверстия №№3, 5, 10, обработанные водным раствором ортофосфорной кислоты, усилие также было почти нормальным, но потребовалась дополнительная обработка струей воды и дополнительная обработка протягиванием куска сухой ткани.

В отверстия №№1, 6, 7, обработанные средством «Teroxyd», болты завернуть не удалось.

Таким образом, представленные данные, а также таблица 1 свидетельствуют о преимуществах предлагаемой пасты по сравнению с прототипом и средствами-аналогами в эффективности действия по удалению ржавчины, особенно на вертикальных и труднодоступных резьбовых поверхностях.

Была проверена возможность использования в составе пасты различных крахмалов, так как известно, что строение и свойства этих полимеров значительно различаются

При изготовлении средства по примеру 1 были использованы различные крахмалы, представленные в таблице 2. В этой же таблице представлены результаты испытаний в соответствии с примером 2 средства, изготовленного по примеру 1 с использованием различных крахмалов.

Поскольку крахмал является природным биополимером, невозможно детально охарактеризовать его в химическом отношении, соответствующее исследование требует слишком больших материальных затрат. Поэтому в таблице 2 крахмалы обозначены по названиям фирм-производителей, указанных в маркировке транспортной тары.

Продукт каждой из указанных фирм-производителей был использован для изготовления пяти образцов пасты, следовательно, результаты, представленные в таблице 2, достаточно надежно характеризуют крахмалы как исходный материал для изготовления пасты.

Таблица 2
Результаты испытаний средства полученной с использованием различных крахмалов
№№ пп	Использованный крахмал	Чистота поверхности обработанной пастой, %
1.	Беслановский маисовый комбинат	100,0
2.	ООО «Проммикс», г.Москва	100,0
3.	Крахмал ГОСТ 7699-78	100,0
4.	Днепропетровский крахмал - паточный комбинат. Украина	100,0
5.	Немаркированный, РФ	100,0

Приведенные в таблице 2 экспериментальные данные свидетельствуют о том, что использование крахмалов различного происхождения в предлагаемой пасте не изменяет ее активности по отношению к продуктам коррозии.

Общее соотношение компонентов средства, мас.%:

Крахмал	8,0-10,0
Кислота ортофосфорная	30,0-32,0
Вода	Остальное

является оптимальным для эффективного ее действия, о чем свидетельствуют данные таблицы 3.

Таблица 3
№№	Содержание компонентов мас.%	Чистота поверхности, %	Примечание
крахмал	Ортофосфорная кислота
1	2	3	4	5
1	0	30,0	22	На вертикальной поверхности не удерживается
2	2,0	30,0	25	«
3	4,0	30,0	25	«
4	6,0	30,0	40	«
5	8,0	30,0	55	Паста удерживается на вертикальной поверхности
6	10,0	30,0	75	Размазывается в тонкий слой и удерживается
7	12,0	30,0	70	Паста плохо размазывается в тонкий слой
8	10,0	32,0	100,0	Размазывается в тонкий слой и удерживается
9	10,0	34,0	100,0	Паста быстро разжижается
10	10,0	33,0	100,0	Паста за 7 суток разжижается
11	12,0	34,0	95,0	Паста за 3 суток разжижается

Таким образом, эффективность действия пасты имеет причиной непредсказуемый синергизм в композиции, составленной из воды, ортофосфорной кислоты и крахмала, взятых в соотношении, мас.%:

Ортофосфорная кислота	30,0-32,0
Крахмал	9,0-10,5
Вода	Остальное

Ни один из указанных элементов не может быть изменен с выходом за указанные пределы без ухудшения качества пасты, снижения ее функциональных характеристик. Важной характеристикой пасты является малая величина съема металла. Для ее определения пластинки из стали 3 были очищены от ржавчины механически, взвешены, обработаны предлагаемой пастой в соответствии с примером 2 и вновь взвешены. Разница в массе пластинки до и после обработки и обработанная площадь, дали возможность вычислить величину съема металла, она оказалась равной, 2·10^-5 см. Это означает, что предлагаемое средство можно использовать для очистки от ржавчины деталей малой толщины, различных стальных мембран, т.е. в тех случаях, когда применение механических способов крайне нежелательно, поскольку может изменить функциональные характеристики прибора или устройства за счет абразивного эффекта.

Исключение необходимости механической очистки изделий приводит в конечном счете к повышению производительности труда. Средство может быть достаточно просто получено промышленным способом, поскольку все исходные вещества выпускаются российской промышленностью.

СПб центр санэпиднадзора дал заключение, что по токсикологической характеристике паста относится к веществам IV класса опасности.

Большой интерес вызвало предлагаемое средство на международной выставке Российский фермер, все отзывы потребителей оказались положительными и можно рассчитывать на широкое применение средства в быту, промышленности и сельскохозяйственном производстве.

Средство апробировано с положительными результатами в гостинице «Прибалтийская» и ООО «Хлебтрансс».

Средство для очистки изделий от продуктов коррозии, включающее ортофосфорную кислоту, крахмал и воду, подвергнутые термической обработке при следующем содержании компонентов, мас.%:

ортофосфорная кислота	30,0-32,2
крахмал	8,0-10,0
вода	остальное

Изобретение относится к области химической обработки металлов и сплавов, в частности для удаления сплавов на основе алюминия, остающихся на поверхности инструмента в процессе их обработки давлением.

Состав для удаления минеральных отложений // 2325333

Изобретение относится к моющим составам для удаления высокотемпературных минеральных отложений с внутренних поверхностей теплообменного оборудования. .

Способ подготовки поверхности алюминия и его сплавов для пайки // 2324578

Изобретение относится к области химической обработки поверхности изделий из алюминия и алюминиевых сплавов для подготовки их к пайке. .

Состав для удаления продуктов коррозии с поверхности деталей из оцинкованной и кадмированной углеродистой стали // 2301286

Изобретение относится к области химической обработки стальных оцинкованных и кадмированных деталей при проведении ремонта. .

Способ получения состава для очистки поверхностей от отложений солей, оксидов и гидрооксидов металлов (варианты) // 2299275

Изобретение относится к способам получения средств, используемых в промышленности и в быту для химического удаления с поверхностей накипи, продуктов коррозии, высолов различного типа.

Способ обработки поверхности с помощью очистного геля, его применение и очистной гель // 2291895

Способ разрушения масложировых конгломератов // 2258766

Изобретение относится к очистке трубопроводов, в частности канализационных трубопроводов, от конгломератов, содержащих масла, жиры, парафины, воск, механические примеси и др.

Состав для очистки поверхностей от отложений солей, оксидов и гидрооксидов металлов (варианты) // 2256728

Изобретение относится к средствам, используемым для химического удаления с поверхностей накипи, продуктов коррозии, высолов различного типа, а именно к разработке нового состава для очистки различных поверхностей от отложений солей, оксидов и гидрооксидов металлов.

Композиция для химической дезактивации поверхности нержавеющей стали // 2212073

Способ очистки поверхности от загрязнений // 2209854

Изобретение относится к очистке поверхностей от накипи, а также от любых других загрязнений, включающих соли жесткости, соли тяжелых металлов, органику, соединения алюминия и железа.

Производные n-алкил-n'-поли(оксиалкил)гексагидропиримидина и способ их получения, ингибитор коррозии, применяемый в установках для добычи и переработки нефти // 2126796

Раствор для активации поверхности металлов и сплавов // 1792453

Раствор для стравливания гальванических покрытий сплавами олово—свинец // 398702

Способ травления металлов // 56278

Способ химического никелирования и раствор для его осуществления // 2544319

Изобретение относится к области химической металлизации поверхности металломатричных композиционных материалов, в частности металломатричного композиционного материала алюминий-карбид кремния. Способ включает обезжиривание, первую промывку, травление, вторую промывку, химическое осаждение никеля, третью промывку и сушку, при этом травление проводят в водном растворе, содержащем 20-35 мас.% фтористоводородной кислоты и 10-35 г/л аммония фтористого, в течение 15-30 с, при температуре раствора от 10 до 40°C. Химическое осаждение никеля можно проводить при температуре от 55 до 70°C. Раствор для химического никелирования поверхности металломатричного композиционного материала алюминий-карбид кремния содержит, г/л: никель хлористый 6-водный или никель сернокислый 7-водный 10-20, лимонная кислота 10-50, молочная кислота 5-50, аммоний хлористый 15-35, аммоний фтористый 2-25, гипофосфит натрия 1-водный 10-45, водный аммиак в количестве, обеспечивающем pH раствора 7,0÷8,0, и воду. Изобретение позволяет получить сплошное и равномерное никелевое покрытия без осуществления стадий сенсибилизации и активации обрабатываемой поверхности, а также обеспечивает повышение стабильности раствора химического никелирования при работе и хранении. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 пр.

Способ получения гелеобразного чистящего средства // 2403321

Изобретение относится к химической обработке металлических поверхностей от продуктов коррозии и может быть использовано для очистки поверхностей керамических, стеклянных и пластмассовых изделий от ржавчины, известковых отложений и различных загрязнений

Контактный раствор, способ и установка для очистки поверхности металлических сплавов, в том числе поверхности трещин и узких зазоров // 2419684

Изобретение относится к очистке поверхности деталей из различных жаропрочных никелевых сплавов, применяемые для изготовления лопаток турбин авиационных двигателей, физико-химическим воздействием растворами, а также к установке для его осуществления

Установка и способ непрерывного травления стальных полос // 2451772

Изобретение относится к способу травления непрерывно движущейся горячекатаной стальной полосы и установке для его осуществления, позволяющим централизованно управлять всеми операциями травления

Кислотное очищающее средство // 2499084

Настоящее изобретение относится к кислотному очищающему средству для очистки поверхностей от минеральных отложений, включающему нитрат мочевины, отличающемуся тем, что содержит ингибиторы коррозии, такие как алкиларилсульфонаты, алкилсульфонаты, алкилсульфаты, алкилфосфаты, алкилфосфонаты, алкилсукцинаты натрия, или соответствующие им кислоты с алкильной группой C6-C14, при следующем соотношении компонентов (мас.%): азотная кислота в перерасчете на 100%-ную - не менее 45%, ингибиторы коррозии - 0,2-5%, вода - 10-15%, мочевина - остальное до 100%. Техническим результатом настоящего изобретения является создание кислотного очищающего средства для очистки от минеральных отложений, обладающего улучшенными антикоррозионными и моющими свойствами. 3 табл.

Состав для удаления продуктов атмосферной коррозии с поверхности коррозионностойких сталей // 2560486

Изобретение относится к области химической обработки поверхности коррозионностойких сталей. Предложенный состав содержит ортофосфорную кислоту, щавелевую кислоту, поверхностно-активные вещества в виде синтанола и кислотного технического моющего средства, дезинфицирующую добавку, представляющую собой смесь дезинфицирующего средства на основе четвертичного аммониевого соединения, уротропина и соляной кислоты, а также оксид кремния и воду. При этом состав содержит компоненты при следующем соотношении, г/кг: ортофосфорная кислота 250-350, щавелевая кислота 5-10, синтанол 1-6, кислотное техническое моющее средство 5-10, дезинфицирующая добавка 10-15, оксид кремния 50-80, вода - остальное. Изобретение позволяет эффективно удалить продукты коррозии с поверхности крупногабаритных узлов и деталей, а также с поверхности любого размера и угла наклона, в том числе с потолочной, при этом обеспечивает уменьшение времени обработки и дезинфекцию обрабатываемой поверхности без ее растрава, при повышении ее грибостойкости, а также адгезии к лакокрасочным покрытиям. 2 з.п. ф-лы, 5 табл., 12 пр.

Способ очистки поверхностей меди и ее сплавов от продуктов коррозии и окисления соединениями меди (ii) // 2604162

Изобретение относится к очистке элементов технологического и бытового оборудования из меди и ее сплавов от продуктов коррозии и продуктов окисления соединениями меди (II) и может быть использовано в различных областях практической деятельности, в научных исследованиях и в аналитическом контроле. Способ включает обработку поверхности из меди и ее сплавов водным раствором кислоты в присутствии окислителя, в качестве которого используют кислород воздуха, а в качестве кислоты - водный раствор 0,033 н., 0,053 н., 0,06 н., 0,07 н., 0,237 н. или 0,47 н. азотной кислоты. Очищаемую поверхность полностью погружают в указанный водный раствор кислоты, в котором осуществляют интенсивное перемешивание, перемешивание и барботаж воздуха или барботаж воздуха, при этом контролируют расход кислоты и накопление соединений меди (II), а после обработки отработанную реакционную смесь аккуратно сливают, металл или сплав один-два раза промывают дистиллированной водой и сушат. Способ позволяет эффективно и быстро очистить поверхность меди и ее сплавов от продуктов коррозии и окисления, которые включают в свой состав оксиды меди (I) и (II) и гидроксид меди (II), при этом обеспечивается удаление только находящихся на поверхности меди и ее сплавов отложений, не затрагивая сам металл и не меняя рельеф и структуру его поверхности. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 13 пр.