Кислотостойкое покрытие для металла

Обновлено: 05.10.2024

Для защиты металлических материалов от коррозии в растворах кислот используется ряд способов.

1.Применение кислотостойких металлов и сплавов.

-термодинамически устойчивые металлы, например платина и медь в растворах
H2SO4и HCl;

-пассивирующиеся сплавы;

к пассивирующимся в растворах кислототносятся:

углеродистые и низколегированные стали, пассивирующиеся в 50…60% - ном растворе азотной кислоты;
хромистые стали, которые по уровню коррозионной стойкости делятся на три основные группы, содержащие 13,17 и 25…28% хрома;
стали, содержащие 13% хрома, обладающие устойчивостью в слабых растворах кислот. Это стали мартенситного класса (20Х13, 30Х13, 40Х13); их термическая обработка – закалка и низкий (≤ 450єС) отпуск;
стали, содержащие 17% хрома (12Х17, 08Х17, 08Х18Т1) и устойчивые в 65% - ной азотной кислоте до 50°С; это стали ферритного класса.
стали с повышенным до 25…28% хрома , имеющие более широкий температурный интервал в области малых и средних концентраций растворов кислот (ферритный класс); недостаток ферритных сталей (15Х25Т, 15Х28, 15Х28Т) – повышенная хладноломкость и склонность к росту ферритного зерна даже при относительно кратковременном нагреве выше 850…900єС; присутствие углерода и азота в составе сталей – причина возникновения межкристаллитной коррозии;
хромоникелевые стали, содержащие ~ 18% хрома и 10% никеля и известные в мировой практике как стали типа 18 - 10: 12Х18Н9, 12Х18Н10Т, 08Х18Н12Б и др; это стали аустенитного класса (титан и ниобий вводятся для снижения склонности аустенитных к межкристаллитной коррозии). Эти стали, пассивируясь, приобретают высокую коррозионную устойчивость в 65 - и 80 % - ной азотной кислоте при температурах 85 и 65°С соответственно; в 100% - ной серной кислоте до 70єС; в смеси азотной и серной кислот (25% HNO3 + 70% H2SO4; 10% HNO3 +60% H2SO4) при 60°С; в 40% - ной фосфорной кислоте при 100°С. Эти стали устойчивы в растворах органических кислот: уксусной, лимонной, муравьиной при 100°С;
стали на хромоникелевой основе с высоким содержанием кремния (≤ 6%), например сталь марки 02Х8Н22С6; эти стали устойчивы в сильноокислительных средах, в частности в кипящей концентрированной азотной кислоте;
сплавы на основе никеля и железа (никонель); эти сплавы специально созданы для работы в серной кислоте и средах, содержащих сероводород (04ХН40МДТЮ, 40НКХТЮМД);
сплавы на основе никеля; различают три основные системы таких сплавов: никель – молибден, никель – хром, никель – молибден – хром; в бинарных сплавах никель – молибден (хастеллой), например Н70М27, Н70МФ, молибден повышает коррозионную стойкость сплава в растворах соляной кислоты тем больше, чем больше его содержание в сплаве; эти сплавы устойчивы также в растворах H2SO4, H3PO4;
сплавы системы никель – хром (ХН45В) с высоким содержанием хрома – не менее 50…60%, имеют высокое сопротивление коррозии в растворах азотной кислоты, в том числе и с добавками ионов фтора;
сплавы системы никель – молибден – хром (ХН65МВ) с 15% - ми молибдена и 15% - ми хрома, использующиеся для работы во влажном хлоре, смесях кислот;
сплавы никеля с медью – монель-металл, например марки НМЖМц 28 − 2,5 − 1,5, обладающие устойчивостью, в частности, в неорганических кислотах.

Следует в завершение, отметить, что сплавы на основе никеля весьма чувствительны к присутствию примесей внедрения, прежде всего углерода, служащих причиной межкристаллитной коррозии или способствующих ее развитию. Поэтому современные никелевые сплавы содержат ≤ 0,006…0,015% углерода. Легирование ниобием и ванадием уменьшает склонность к межкристаллитной коррозии.

-сплавы, образующие труднорастворимые пленки продуктов коррозии;

К этой группе сплавов относят сплавы системы железо-кремний, обладающие коррозионной стойкостью в растворах HNO3,H2SO4,HCl,H3PO4, а также железо-углеродистые сплавы (стали) в концентрированной серной кислоте.

-металлические материалы, особо чистые по катодным примесям;

Чистые железо, цинк, алюминий весьма устойчивы в слабокислых растворах.

2.Введение в растворы кислот добавок, тормозящих процесс коррозии.

К замедлителям коррозии металлических материалов относятся так называемые травильные присадки. Катионы As3+,Bi3+ ,образующиеся при растворении присадок восстанавливаются на катодных участках поверхности корродирующего материала и замедляют процесс восстановления ионов водорода, обладая высоким перенапряжением водорода.

3.Нанесение на поверхность металлических материалов кислотостойких защитных покрытий.

-металлические защитные покрытия;

С целью предотвращения коррозии углеродистых сталей в растворах HCl и HNO3 последние могут подвергаться термосилицированию.

Для повышения устойчивости углеродистых сталей в серной кислоте используется свинцевание поверхности.

-создание плакирующего слоя;

Плакирование – механотермический метод получения защитного металлического покрытия. Оно образуется в результате совместной прокатки, горячей прессовки, нагрева под давлением двух слоев металлических материалов, один из которых играет роль покрытия. Толщина покрытия обычно составляет 10-20% от толщины основного (защищаемого) металла.

Например, для защиты малоуглеродистой низколегированной стали марки 09Г2С, используется метод плакирования – создания защитного слоя из никелевых сплавов типа ХН65МВ, Н70МФ и др.

-неметаллические органические покрытия;

Чаще других используются фенол - формальдегидные, эпоксидные, кремнийорганические смолы, а также асфальтобитумные покрытия. Особую ценность имеют кремнийорганические смолы – органические соединения, в цепях которых кислород частично замещен кремнием. Смешивая их с оксидами титана, можно получать покрытия, стойкие к нагреву до 6000С.

4.Применение устойчивых неорганических материалов

-стекло и эмали;

Эмали – стекловидные покрытия. Кислотостойкие эмали изготавливают с высоким содержанием SiO2 ,а кислото-щелочестойкие в своем составе имеют диоксид циркония. Эмали получают сплавлением шихты (песок, мел, глина и пр.) и плавней (бура, сода фтористые соли). Их высокая химическая стойкость обусловлена присутствием буры и кремнезема. Эмалевые покрытия получают погружением в расплав или пульверизацией с последующим обжигом до спекания в печи при температуре 880-1050 0С.

керамика – неорганический материал, получаемый обжигом глинистых материалов, состоящих из небольших кристаллов гидратированных алюмосиликатов. Из керамики изготавливают кислотостойкие изделия (плиты, кирпич).

-графит и графитовые материалы;

эти материалы вследствие их универсальной химической стойкости используются в противокоррозионной технике как футеровочные изделия (плитки, пластины блоки).

-каменное литье и ситаллы;

каменное литье (КЛ) – материал, получаемый кристаллизацией из расплава, основой которого является диабаз, базальт, андезит. Изделия из КЛ: плитки, фасонные детали, трубы.

ситаллы – неметаллический неорганический стеклокристаллический материал, получаемый кристаллизацией стекломассы при наличии в ней нуклеаторов (центров кристаллизации). Из ситаллов изготавливают листы (футеровочный материал, трубы, фасонные изделия).

Изделия из КЛ и ситаллов обладают высокой кислотостойкостью при температурах не более 1000С.

5.Электрохимические способы защиты.

В этом качестве чаще используется способ анодной защиты, базирующийся на переводе металлического материала в пассивное состояние. На практике анодную защиту чаще применяют для нержавеющей стали, содержащей хром, который обладает ярко выраженными пассивационными свойствами. Ее применяют также для титана и в некоторых случаях для углеродистой стали.

Кислотостойкие и щелочестойкие грунтовки

Химстойкие краски, кислотостойкие и щелочестойкие грунтовки нашли активное применение вследствие своей высокой стойкости к агрессивным средам. Из всего многообразия лакокрасочной продукции (термостойких (Т), водостойких (В), бензостойких (Б), малостойких (М) и других) среди специалистов особенной популярностью пользуются химически стойкие краски (Х).

Все химстойкие покрытия различаются набором, процентным содержанием высокотехнологичных компонентов (минеральных смесей, синтетических добавок, полимеров, смол и др.), в разных соотношениях они придают своим составам определенные свойства и характеристики. Химически стойкие лакокрасочные материалы отлично защищают любые виды поверхностей от воздействия агрессивных газов, солей, минеральных кислот, щелочей жидкостей, коррозии, проточной воды и прочих химических реагентов.

Одновременно с этим их отличает универсальность использования в разных климатических условиях, экономичность, безопасность и долговечность. Перед нанесением эмаль тщательно перемешивается, окрашиваемая поверхность очищается от посторонних веществ и обезжиривается. Высококлассное, однородное защитное покрытие образуется в результате последовательной прокраски поверхности, количество слоев зависит от вида ЛКМ и условий эксплуатации.

Обратите внимание на кислотоустойчивый комплекс: ХС-0320, ХП-799, ХП-734 и щелочестойкий комплекс ЭП-0199, ЭП-773, ЭП-730 (или ЭП-741) - это химстойкие ЛКМ отличного качества, давно зарекомендовали себя на рынке. Какой бы Вы химически стойкое покрытие не выбрали: лак, краску, эмаль, грунт (грунтовку), Вы всегда гарантированно получаете эффективную защиту от агрессивного воздействия щелочных и кислотных сред. Они предназначены для покраски огромного количества материалов: грузовых вагонов, контейнеров, цистерн, резервуаров, оборудования, металлических, стальных, чугунных, железобетонных конструкций, автомобильного и железнодорожного транспорта, дорожной и сельскохозяйственной техники, наружных и внутренних помещений. При использовании у материалов всегда повышается общая комплексная защита, коррозионная стойкость, увеличивается срок службы.

Химстойкие краски, кислотостойкие и щелочестойкие эмали - это специальные покрытия, применение которых имеет свои особенности. Поэтому обязательно на всех этапах должны присутствовать специалисты, которые знают свойства этих красок, технологии подготовки поверхности, особенности нанесения покрытий с учетом конкретных условий. Только тогда Вы сможете оценить все их достоинства: экологичность, низкую электропроводность, водонепроницаемость, стойкость к вибрации, перепадам температуры, механическим воздействиям и т.д.

Компания СпецЭмаль предлагает лакокрасочные материалы специального назначения: электроизоляционные, маслобензостойкие, авиационные, огнезащита и многие другие. Обратите внимание, что мы также поставляем огнезащитные материалы для металла, пластика, текстиля, бетона, дерева. Широкий выбор ЛКМ на различной основе: АК, АС, ХП, ЭП, ВЛ, ХС, ГФ, ФЛ, КО гарантирует удовлетворение Ваших потребностей! Действуют специальные цены: эмаль эп-439с, эмаль бэп-433, грунт фл-03ж, эмаль хв-161, эмаль ак-505 для дорожной разметки.

© 2008—2022 ООО «СпецЭмаль»
Лакокрасочные материалы оптом по России и СНГ
Спецэмали, огнезащитные краски и составы
Купить ЛКМ и огнезащиту от производителя

Форум химиков

Интересует полимерное (или еще какое) покрытие для защиты металлических (обычная сталь) частей оборудования от коррозии. Покрытие должно быть устойчиво к разб. и конц. серной кислоте при t до 40С. Особая механическая прочность не требуется. Желательно, чтобы покрытие наносилось простым способом - кистью или распылителем. Думаю, в промышленности такие кислотостойкие лаки широко используются, просто я с этим столкнулся впервые и не обладаю нужной информацией. Подскажите, кто уже имел дело с такими вещами.

Полимерное защитное покрытие

Существуют фторопластовые лаки отлично подходящие для такой цели. Можно посмотреть на этом сайте. Наиболее простые варианты защиты обеспечивают лаки холодной сушки, содержащие эпоксидную смолу и отвердитель, в частности ЛФ-32ЛНХ. Для лучшей защиты рекомендуется наносить сверху слой чистого лака (Ф-32ЛН), который имеет хорошую адгезионную прочность к эпоксидсодержащей подложке. Нанесение осуществляется всеми методами - кистью, распылением, окунанием и т.п.

Это было бы слишком хорошо и просто.В реальных условиях никто и никогда от кислот не защищает оборудование эпоксидными компаундами. Они не стойки к кислотам и, как я слышал от работников цеха эпоксидных смол, даже не являются водостойкими (отслаивание), хотя сам я придерживаюсь иного мнения.

Кислотостойкое покрытие для стали

radical писал(а): Интересует полимерное (или еще какое) покрытие для защиты металлических (обычная сталь) частей оборудования от коррозии. Покрытие должно быть устойчиво к разб. и конц. серной кислоте при t до 40С. Особая механическая прочность не требуется. Желательно, чтобы покрытие наносилось простым способом - кистью или распылителем. Думаю, в промышленности такие кислотостойкие лаки широко используются, просто я с этим столкнулся впервые и не обладаю нужной информацией. Подскажите, кто уже имел дело с такими вещами.

Гы! Концентрированная серная сталь пассивирует и та в ней не растворяется.

Сталь вооще хреново сорбирует на себе любые покрытия, особенно фторопластовые, которые и так то не очень липкие, да и дорогие они.

А так клей БФ-2, лак ХВ-7. ну и раствор ПВБ в спирте (Поливинилбутираль). Самый стойкий из ни ХВ, самый липкий БФ, ПВБ промежуточный по стойкости и липкости. Ну и еще стальные поверхности гуммируют, но это технология не для дома и не для коленки.

Не серьезно все это. В лучшем случае несколько дней простоит такая "защита". Гуммирование цистерн перевозящих кислоты (солянка, серная к-та) работает два года. Сейчас многими (и у нас в частности) ведуться работы по замене такого устаревшего способа защиты фторопластовой футеровкой. Адгезия фторопластового покрытия к стали достаточно хорошая, это в любом случае решаемая задача. Покрытие ведь не антиадгезионное я рекомендовал (как ПТФЭ), а коррозионностойкое!

Не ну если вам нитратор или там хлоратор, То это вооще особая песня. А то что я предложил это так потравить фигурно потом вынуть. А цистерну изнутри мона ПВХ покрыть или полипропиленом, она разве что азотку с плотностью 1.5 не выдюжит, но эта последняя вроде тоже сталюгу пассивирует. Это все достаточно толстые покрытия расчитанные на длительную эксплуатацию в экстремальных условиях. Скажем соляная кислота при 400 градусах или нитрующая смесь при 200 градусах(вот это как раз для фторопластовых вкладышей и футеровки).

avor, а как Вы себе представляете процесс покрытия цистерны изнутри полипропиленом или ПВХ? Для последнего ещё противогаз поди понадобиться а результат? Вот хорошая картинка по стойкости ПВДФ (я лак похожий предложил), на ней ПВХ отмечен цифрой 3, а полипропилен - 2. Стойкость к кислотам - сверху. А технология для лака проста и понятна. Да, забыл, - 1 на рисунке это есть ПВДФ = Ф-32ЛН

а как Вы себе представляете процесс покрытия цистерны изнутри полипропиленом или ПВХ? Для последнего ещё противогаз поди понадобиться а результат? Вот хорошая картинка по стойкости ПВДФ (я лак похожий предложил), на ней ПВХ отмечен цифрой 3, а полипропилен - 2. Стойкость к кислотам - сверху. А технология для лака проста и понятна. Да, забыл, - 1 на рисунке это есть ПВДФ = Ф-32ЛН

А никак, я же не покрытие предлагал лаком делать, а вкладыш или футеровку, не можно просто дутьем под давлением газа в цистерну, как в форму вдуть ПВХ(но это так фантазии), а вообще футеровка. А вот растворители для полипропилена, кстати могут оказаться токсичнее растворителей для ПВХ. И вооще по части растворителей, что ПВХ, что ПВДФ близкие родственники. А если говорить про эмульсии и сусзпензии так они и ПВХ имеются.

И вооще мы удалились от темы. Я против фторорпластовых покрытий ничего не имею, кроме их цены оне же раз в 10 дороже виниловых.
А человек у нас спрашивал чем маску при травлении наносить, а тут фтороропласт дороговат, но полностью функционален, но просто, надо ли это в той ситуации о которой нас спрашивают, из пушки по воробьям.

Этого у нас как раз НЕ спрашивали, а интересовались антикоррозионной защитой. Использование фторполимеров в виде покрытий (да и пленок), толщиной 30-60 мкм нивелирует высокую стоимость фторполимеров, к тому же концентрация лака редко превышает 20% масс. Ну и известно, что скупой обычно платит трижды.

Простой способ - нагреть стальную штуку (которую надо защитить) и промазать стеарином (обычная свечка)

Если сделать правильно - то получится тончайшая плёнка стеарина. Содрать её механическо очень непросто, но можно смыть.

Разбавленную серку выдержит шутя.
Концентрированную - не знаю.
При желании можно процарапать иглой и получить травление надписи

Пожалуй нужно сразу было дать описание оборудования, которое нужно защитить от коррозии. Имеется фильтрующая центрифуга 1500об/мин, 20кг. Внутренний барабан из нерж. стали. Наружный кожух (диаметр около 800мм) из обычной. Вот его и нужно покрыть изнутри для предотвращения коррозии от брызг разбавленной серной.

Навели справки, оказалось, стоимость материалов для покрытий превышает где-то на порядок(!) стоимость ремонта с заменой испортившихся частей. Плюс сложность технологии нанесения, требующей тщательной подготовки поверхности и термостатирования при 100-150С.
Спасибо всем за рекомендации, но нужна технология несколько попроще. Может можно просто обойтись пассивацией металла? Обработать фосфорной кислотой или еще чем?

radical писал(а): Пожалуй нужно сразу было дать описание оборудования, которое нужно защитить от коррозии. Имеется фильтрующая центрифуга 1500об/мин, 20кг. Внутренний барабан из нерж. стали. Наружный кожух (диаметр около 800мм) из обычной. Вот его и нужно покрыть изнутри для предотвращения коррозии от брызг разбавленной серной.

Ну покрасте лаком ХВ. По крайней мере срок службы до ремонта продлится точно. Фосфатирование не поможет, серняшка фосфорную кислоту из фосфатов вытесняет. А если вы кожух заказываете на заводе то его можно попробовать эмалировать кислотоупорной эмалью. А еще интереснее заказать винипластовый кожух, если мех нагрузки и температура позволяют.

Читайте также: