Эффективные методы удаления ржавчины с металлических поверхностей

Все металлы ржавеют. Даже алюминий (в том числе и пищевой) при длительном пребывании во влажной среде образует на своей поверхности прочную окисную пленку. Поэтому эффективное удаление ржавчины – это проблема, с которой рано или поздно приходится сталкиваться любому хозяину.

Содержание:

• Виды и влияние коррозии на работоспособность бытовых предметов и инструментов
• Классификация способов борьбы с коррозией
• Механические способы очистки
• Тепловая очистка стальных поверхностей
• Химическая очистка

Виды и влияние коррозии на работоспособность бытовых предметов и инструментов

Образующаяся в обычных условиях ржавчина представляет на самом деле смесь трех оксидов железа, которые формируются не одновременно и обладают разными физико-механическими свойствами. Начиная снизу, и далее к поверхности состав стальной ржавчины представляет собой сочетание следующих компонентов:

1. Вюстит FeO (оксид железа) – довольно мягкое вещество с толщиной слоя, зависящей от условий, в которых хранился металлический предмет. При повышенных температурах слой вюстита всегда больше.
2. Магнетит Fe3O4 (магнитный железняк), – магнитная закись-окись железа, твердость которой меньше, а пористость больше, чем у вюстита. Магнетит обладает выраженными магнитными свойствами.
3. Гематит Fe2O3 (красный железняк), – твердое абразивное вещество красновато-серого цвета, которое прочно удерживается на поверхности. Гематит отличается повышенной плотностью, разъедает сталь и заметно повышает коэффициент трения при любом взаимодействии контактируемых поверхностей между собой.

Проблема убрать ржавчину состоит в том, что изначально неизвестно, когда и каким образом мягкий и пластичный магнетит перейдет в гематит. Поэтому требуется знать не только состав металлической поверхности, но и условия, при которых на ней проявились пятна ржавчины. Зная такие подробности, можно подобрать оптимальный способ удаления оксида и наиболее эффективные средства против ржавчины.

Классификация способов борьбы с коррозией

Исходя из свойств основных компонентов ржавчины можно выделить такие методы ее снятия:

• механический, при котором съем слоя оксида производится с помощью жестких стальных щеток;
• тепловой, при котором используется воздействие на ржавчину повышенных температур (как правило, в сочетании с интенсивным воздушным или водным потоком);
• химический – результат реакции, которую инициирует специальное средство (растворитель ржавчины), наносимое на поверхность металлического предмета.

Эффективность данных способов различна. Например, при своевременном обнаружении небольшого пятна ржавчины, поверхность можно легко почистить стальной щеткой или наждачной крупнозернистой шкуркой. В случае, когда ржавчина была выявлена несвоевременно, больше подходит химическая очистка.

Для объемных поверхностей, которые трудно перемещать или транспортировать, тепловая очистка хотя и трудоемка, но представляет собой единственное действенное средство для того, чтобы убрать коррозию. Часто способы и составы для очистки металла объединяют и реализуют в определенной последовательности.

Механические способы очистки

Выбор конкретного метода очистки определяется видом очищаемой поверхности металла. Например, для долго хранившегося мотка стальной проволоки можно применить ее периодическое перематывание с одной пары роликов на другую. В процессе таких перегибов происходит сначала шелушение, а затем отделение окалины от поверхности металла.

После такого перематывания лучше в конце пропустить проволоку между парой жестких стальных щеток, при помощи которых происходит окончательное отделение ржавчины от основного металла. Удаление ржавчины таким способом возможно также, если вместо щеток использовать наждачную шкурку или крупнозернистую бумагу.

Недостаток этого способа — после обработки на очищенной поверхности остаются следы от очистного инструмента.

После механической очистки металлические изделия стоит отполировать, особенно если обрабатываемая поверхность должна сохранить свой прежний внешний вид.

Тепловая очистка стальных поверхностей

Для реализации этого способа потребуется промышленный парогенератор или, в крайнем случае, строительный фен. В данном случае очистка основана на том, что соединение окалины любого химического состава с основным металлом сравнительно невелико. Поэтому воздействие температуры, влаги, изменения скорости воздушного потока будут способствовать удалению поверхностной ржавчины.

Наиболее эффективная очистка по данному способу происходит, если обрабатываемую поверхность разместить на некотором расстоянии от агрегата, и включить подачу подогретого пара. Струя паровоздушной смеси, подаваемая под давлением, вначале размягчает окалину, а затем дробит ее на отдельные фрагменты, которые впоследствии легко удаляются воздушным потоком.

Таким способом можно убрать ржавчину с поверхности стальной двери, вентиляционного короба, других металлических предметов, демонтаж которых либо затруднен, либо вовсе невозможен.

Химическая очистка

Арсенал методов и составов химической очистки наиболее разнообразен. Удаление коррозии происходит химическим способом – воздействием на оксиды растворами кислот.

1. Наиболее эффективным средством является соляная кислота, особенно соответствующей концентрации – не менее 15% (при меньшей концентрации растворение не прекращается, но заметно замедляется).
2. Применение составов на основе серной кислоты не рекомендуется, поскольку в результате на очищенной поверхности образуется слой гидридов железа, повышающих хрупкость изделия. Этот слой можно не очищать: через сутки данное химическое соединение распадется самостоятельно под воздействием влаги, содержащейся в воздухе. Тем не менее, иногда это неприемлемо.
3. В домашних условиях для устранения ржавчины с небольших поверхностей можно взять уксус, лимон, даже кока-колу. Принцип действия тот же – погружаем предмет в кислоту и оставляем на время, затем очищаем.

На производительность вытравления влияет также температура раствора: с ее повышением убрать ржавчину получится значительно быстрее.

Протравленную поверхность необходимо нейтрализовать от остатков кислоты – промыть под теплым мыльным раствором, а затем тщательно почистить или высушить на спокойном воздухе.

Травление – процесс экологически вредный: необходимо позаботиться о том, чтобы остатки использованного средства не попали на пищевые продукты, оградить руки от разъедающего воздействия реагентов и т.д. Поэтому жидкость, с помощью которой можно эффективно убрать ржавчину, должна быть нетоксичной. Как альтернативу кислотному травлению можно применять следующие способы:

1. Электролитическое травление в растворе хлорного железа. Данный состав нетоксичен и доступен для приобретения. Очистку производят методом погружения изделия со ржавчиной в раствор хлорного железа, подключая при этом один из электродов к ванне с раствором, а второй – к очищаемому предмету. Напряжение при электролитическом травлении невелико – не более 12 В, поэтому технология совершенно безопасна. При отсутствии хлорного железа можно воспользоваться любой бытовой щелочью, в частности, каустической содой. В зависимости от требующейся интенсивности очистки процесс можно продолжать в течение 3-15 минут.
2. Нанесение на поверхность металла специального очистителя, в состав которого входят бура, известь, преобразователи ржавчины. Механизм действия такого вещества предполагает, что его компоненты проникают в подслойную часть ржавчины, размягчают и затем преобразовывают ее в хлопья, которые уже легко удаляются струей теплой воды.

Выбор оптимального способа очистки металла от ржавчины зависит от размеров предмета, доступности средств и оборудования. Хорошо очищенную поверхность нужно в дальнейшем загрунтовать, и она готова к окрашиванию.