Щелочной обезжириватель для очистки металла

Обновлено: 28.06.2024

Общее понятие метода

Процесс обезжиривания предусматривает удаление с металлической поверхности загрязнителей, которые содержатся в полировках, маслах и охлаждающих жидкостях. Битумы, гудрон и мастики, следы от пальцев рук и капли пота, жирные остатки смывок и травильных составов также нуждаются в уничтожении. Они попадают на металл различными способами, но результат всегда одинаков:

• ухудшение смачиваемости поверхности лакокрасочными материалами;
• замедление плёнкообразования;
• нарушение других процессов формирования покрытия.

По количеству жировых остатков на 1 квадратном метре поверхности различают слабую — до 1 г, среднюю — от 1 до 5 г и повышенную — более 5 г степени загрязнения. Выбирая, чем можно обезжирить поверхность, следует ознакомиться с характеристиками продукции. К ним относятся:

• эффективность;
• простота использования;
• безопасность;
• расход;
• цена.

Желательно отдавать предпочтение брендам популярных производителей, хорошо зарекомендовавших себя на рынке. Они могут стоить дороже малоизвестных собратьев, но эффект от применения будет значительнее. Для соблюдения мер безопасности обезжиривание проводят в хорошо освещённых вентилируемых помещениях. Для защиты глаз от пыли и химических реагентов используют очки, для органов дыхания — респиратор, т. к. многие растворители токсичны. Брезентовая спецодежда или фартук предохранит кожные покровы. Во время проведения работ запрещено курить и использовать источники открытого огня.

Механическая очистка основания

Этот трудоёмкий метод даёт возможность получить шероховатую поверхность с хорошими адгезивными свойствами. Слой загрязнений снимается ручным или электрическим инструментом, для этого пригодятся дрель со специальной насадкой, стальная щётка или наждачная бумага, затем следует дополнительное обеспыливание очищенного основания. Такой вариант обезжиривания продолжителен по времени, оставляет после себя следы абразивов, поэтому часто служит предварительной процедурой перед применением химических соединений.

Пескоструйная обработка деталей

Способ относится к холодным абразивным методам, когда на поверхность металла в потоке сжатого воздуха выбрасываются частицы песка. Это позволяет удалить пыль, грязь, окалину, продукты коррозии и жировые загрязнения: масла, мастики, битум. При пескоструйной обработке появляются микроскопические деформации поверхности, создающие рельеф с мелкими выемками. Они придают основанию высокие адгезивные свойства и позволяют получить высококачественное лакокрасочное покрытие.

Специальное оборудование называется пескоструйным аппаратом. При работе компрессор нагнетает воздух, из резервуара поступает песок, и оператор через сопло бомбардирует абразивными частицами очищаемую поверхность.

Для выполнения требуется определённая квалификация, а оборудование стоит недёшево. Однако в части предварительной подготовки к окрашиванию этот способ — самый эффективный.

Химическая очистка поверхности

Этот распространённый метод обезжиривания не отнимает много времени, не требует особых навыков и физических усилий. Очищаемая поверхность обрабатывается специальной жидкостью, которая, в зависимости от типа химической реакции, разрушает загрязнения путём растворения, эмульгирования или омыления. Все средства для обезжиривания подразделяются на три группы:

• органические;
• эмульсионные;
• щелочные или кислотные.

Органические обезжириватели

Получаются при переработке нефти и являются ароматическими углеводородами, спиртами или сложными эфирами. Такие обезжириватели стоят недорого, просты в применении и эффективны. Они хорошо растворяют жиры и следы углеводородов: мазут, смазки, масла, битум. Бывают токсичными и пожароопасными, а из-за высокой скорости испарения не применяются для удаления обширных загрязнений.

Эмульсионные чистящие составы

Производятся на основе водных дисперсий органических обезжиривателей. Для этого в растворитель вносится эмульгатор — вещество, обладающее поверхностной активностью (ПАВ). Под его влиянием из несмешиваемых компонентов образуется дисперсная система, где капли органического вещества равномерно распределяются в водном объёме. Такая эмульсионная структура растворителя менее токсична и пожароопасна, долго испаряется и легка в нанесении.

Состав беспрепятственно попадает в любые поры, а ПАВ эмульгирует частицы загрязнителя, не давая им возвращаться обратно. Высокая эффективность эмульсионных обезжиривателей позволила им получить широкое распространение для удаления с больших поверхностей углеводородов, нагара и оксидных плёнок.

Щелочные и кислотные средства

Водные растворы неорганических щелочей и кислот обеспечивают составу необходимый для удаления загрязнений уровень pH, дополнительно присутствуют ПАВ, пеногасители и отдушки. Широкое применение нашли составы на основе каустической соды и ортофосфорной кислоты. Все эти обезжириватели хуже действуют на углеводороды, но достойно противостоят оксидным плёнкам и продуктам коррозии и используются для обработки изделий в промышленных масштабах. Повышенная температура также способствует ускорению процесса.

Для нанесения любого растворителя используют чистую салфетку, вторая понадобится, чтобы вытереть следы состава после применения. Важно, чтобы обе были безворсовыми, иначе поверхность покроется уже их частицами. Качество работы проверяется листом чистой бумаги (если остались следы постороннего вещества, то они на нём проявятся) или с помощью капли воды — она должна свободно растекаться, а не собираться в шарик.

Ультразвуковое обезжиривание

Для усиления действия моющих средств используют ультраакустическую очистку в специализированных ваннах. Активатор сообщает рабочему раствору ультразвуковые колебания, одинаково интенсивно воздействующие на изделия любых конфигураций. Детали очищаются с помощью кавитационных пузырьков: они просачиваются под плёнку микрочастиц загрязнений, отслаивают её и разрушают.

Обрабатываются поверхности с высокими требованиями к качеству: детали двигателей и точных приборов, ювелирных изделий и инструмента. Легко и без остатка удаляются всевозможные плёнки, масла и жиры, консерванты и защитные покрытия, продукты коррозии, биологические, органические и неорганические загрязнения, механические частицы пыли, стружки и абразивов. Способ имеет ряд достоинств, в том числе — отсутствие ручного труда и возможность отказа от растворителей, но не применяется для крупных деталей из-за высокого энергопотребления.

Электрохимическая очистка

Является эффективным средством уничтожения стойких тонких плёнок жиров и масел. Процесс тоже осуществляется в специализированных ваннах, где под действием тока на электроде происходит восстановление ионов водорода в виде пузырьков, которые облегчают отрыв масляных капель от поверхности. Чтобы сохранить прочность тонкостенных стальных изделий и пружин, применяют комбинацию: от 5 до 8 минут — на катоде, затем от 1 до 2 минут — на аноде.

Электрохимическое обезжиривание только на катоде производится для цинковых, медных и алюминиевых деталей. Из-за того что электролиты имеют низкую рассеивающую способность, процесс не применяется для изделий сложных конфигураций.

Нагревание ускоряет обезжиривание, т. к. повышается электропроводность раствора и увеличивается плотность тока. Для соблюдения мер безопасности с поверхности ванны регулярно удаляют пену (источник гремучего газа) и контролируют количество пенообразующих агентов.

Простые средства для обезжиривания

В зависимости от объёма работ и требований к поверхности используются различные вещества. Проверенные «дедовские» варианты:

• Этиловый спирт. Практичный способ очистки. Растворяет органические загрязнения, но быстро испаряется, поэтому подходит для небольших участков. К недостаткам относится также способность впитываться в лакокрасочные покрытия.
• Изопропиловый спирт. Неплохое стандартное решение имеет преимущества: лучше этанола растворяет грязь, не так легко испаряется, не впитывается в очищаемую поверхность.
• Уайт-спирит. Токсичный и легковоспламеняющийся органический растворитель, хорошо очищает, но оставляет после себя плёнку. Если удаляются особо стойкие загрязнения, процедура может затянуться.
• Ацетон. Эффективно справляется с очисткой. Требует осторожности, т. к. вместе с маслами растворяет краски и пластмассы, вступая с ними в реакцию. Как и уайт-спирит, ацетон имеет едкий запах и требует наличия вентиляции.
• Растворитель 646. Популярный многокомпонентный состав, легко растворяет не только загрязнения, но и шпаклёвки, лаки и краски, поэтому требует внимательного нанесения.

Добросовестные изготовители финишных покрытий сами пишут на этикетках наименования соответствующих растворителей. Это даёт возможность подготовленному основанию стать идеальным для выбранного варианта отделки.

Профессиональный подход к очистке

Достойные результаты позволяют получить концентрированные щелочные растворы с добавками ПАВ, ингибиторов и присадок. Они безопасны для лакокрасочных покрытий, резиновых изделий и пластика, а помимо обезжиривания выполняют ещё и функцию антикоррозийной защиты металла. Наиболее известны:

• Антисиликон. Лучший представитель поколения современных очистителей любых поверхностей от масел, жиров, силиконовых и прочих загрязнений. Он используется до нанесения защитного или лакокрасочного покрытия, клея или герметика, значительно улучшает адгезию, быстро снимает загрязнения, придаёт антистатические свойства, не оставляет пятен, безопасен для красок и стекла, а также резины и пластика.
• Чистомет. Эффективное средство для очистки чёрного металла, достойно заменяет углеводородных собратьев и предотвращает появление коррозии. Простое и удобное в применении, экономичное и пожаробезопасное.
• DOCKER DEKAMET. Идеальное средство для обезжиривания деталей, узлов и механизмов от консервирующих смазок, силиконов, растительных и минеральных масел. Не имеет запаха, не содержит хлорных и кислотных соединений.

Универсальные составы приходят на помощь там, где невозможно применить традиционные способы обезжиривания, и существенно облегчают работу с поверхностями сложных форм. Имеют уникальные достоинства, поэтому получили распространение в промышленности и при обслуживании машин, мотоциклов и других транспортных средств:

• Нефрас («нефтяной растворитель») — общее название продуктов перегонки нефти: бензина, керосина и др., используемых в быту и на предприятиях для удаления загрязнений. Токсичные и легко воспламеняющиеся составы.
• Трихлорэтилен. Углеводородный растворитель, широко применяемый в промышленных целях, негорючий и невзрывоопасный. Растворяет краски, лаки, смолы и битум, обезжиривает металлы: сталь, никель, медь, а также ткани и кожи. Удаляет все наиболее стойкие пятна масел и жиров. Вступает в экзотермическую реакцию с алюминием и магнием, поэтому не употребляется для работы с ними.
• Тетрахлорэтилен (перхлорэтилен). Универсальный синтетический «волшебный растворитель» используется для обезжиривания металлов в машиностроении, отлично подходит для деталей из алюминия, магния и их сплавов. Пожаробезопасен, не разрушает озоновый слой и популярен при сухой химической чистке.

Обезжиривание имеет большое значение и не может быть произвольно исключено из списка мероприятий по подготовке поверхностей. Частицы масел и смол, оставшиеся на металле, приведут к тому, что следующее покрытие ляжет неровно, будет шероховатым, быстро отслоится и придёт в негодность.

Правильный ответ на вопрос, чем обезжирить перед покраской, поможет грамотно подготовить поверхность и позволит получить наилучший результат работ, от которых зависит защита от коррозии и внешняя привлекательность.

Механизм и методы обезжиривания поверхности металла. Травление стали, меди, алюминия.

Известно, что на поверхности изделий, поступающих в гальванику после изготовления и механической обработки всегда присутствуют загрязнения. Ими могут быть остатки полировальных паст, масложировые пятна, СОЖ, окалина, старая краска или покрытие, а также обычная грязь. Перед нанесением качественного гальванического покрытия все загрязнения требуется удалить. Очистка происходит с помощью обезжиривания и травления. Далее рассмотрим процесс обезжиривания металлических поверхностей подробнее.

Виды загрязнений, удаляемых обезжириванием, могут быть разного происхождения:

• Минерального. К ним относятся минеральные масла, полировальные пасты, СОЖ. Особенность в том, что они не растворяются в воде, поэтому для их удаления целесообразно использовать органические растворители;
• Растительного и животного. Растворяются только в водных обезжиривающих растворах. Остановимся на них подробнее.

Часто загрязнения носят комбинированный характер, а к жидкой фазе добавляются частички твердой - пыль, асфальты, карбены, оксиды и пр.

Полный цикл обезжиривания обычно включает в себя следующие стадии:

• Обработка растворителями;
• Химическое;
• Электрохимическое обезжиривание.

Чистая обезжиренная поверхность стали выглядит следующим образом:

2. Обезжиривание в органических растворителях.

Органические растворители имеют незначительное поверхностное натяжение (20-30 MH/M), хорошо смачивают обрабатываемую поверхность и легко проникают в труднодоступные участки.

Обработку проводят различными способами — погружением, струйной под давлением 0,03 до 0.1 МПа, обработкой, в паровой фазе и комбинированным методом.

• Спирты: метиловый спирт, циклогексанол, этиленгликоль;
• Эфиры: этилцеллозоль, этилацетат, бутилацетат;
• Кетоны: ацетон, циклогексанон;
• Ароматические углеводороды: безнол, толуол, ксилол, сольвент;
• Нефтяные растворители: бензин, керосин, уайт -спирит, петролейный эфир;
• Хлорированные углеводороды: метиленхлорид, четыреххлористый углерод, дихлорэтан, трихлорэтилен, трихлорэтан, тетрахлорэтилен;
• Фторсодержащие растворители: 1,2,2-трифтортрихлорэтан - хладон 113, тетрафтордиброметан - хладон 114 BB.

Эффективность удаления жировых загрязнений наиболее популярными растворителями уменьшается в следующем порядке:

Исходя из таблицы все более широкое применение находят фтор- и хлорсодержащие углеводороды и прежде всего: хладон 113 и трихлорэтилен. Еще одним преимуществом хладона 113 и трихлорэтилена является пожаровзрывобезопасность. Пожароопасность растворителей характеризуется температурой вспышки, температурой самовоспламенения паровоздушной смеси и температурными пределами воспламенения.

Хлорированные углеводороды не огнеопасны, относительно устойчивы и стабильны, но токсичны и требуют строгого соблюдения правил техники безопасности. Эти вещества обладают высокой растворяющей способностью по отношению к маслам и смазкам растительного, животного и минерального происхождения.

2.1 Обезжиривание в растворяюще - эмульгирующих средствах.

Если очистку по каким-либо причинам необходимо производить при невысокой температуре (до 50°С) или загрязнения труднорастворимы, используются РЭС (растворяюще - эмульгирующие средства).

РЭС находят все более широкое применение в промышленности. Обезжиривание производят предварительно только в РЭС или в смеси ЭС c другими растворителями; далее обработанные детали погружают в воду или водный раствор СМС. Растворитель и оставшиеся загрязнения эмульгируются и переходят в раствор, обеспечивая очистку поверхности изделий.

Серийно выпускаются промышленностью средства AM-15 и «Ритм». Применять эти средства нужно в герметизированных установках - машинах погружного типа, соблюдая специальные инструкции и правила безопасности.

Растворы РЭС в сравнении с СМС при идентичных условиях обработки в 5 - 15 раз эффективнее и в 3 - 6 раз расходуют меньше тепловой энергии.

3. Химическое обезжиривание.

Удаление загрязнений с поверхности происходит обычно 2-мя путями: эмульгированием (для жидкой фазы) и диспергированием (для тверой фазы). Во всех случаях загрязнения переводятся в моющий раствор. Количество загрязнений, которое может "вместить" в себя раствор называется емкостью.

Химическое обезжиривание состоит из 4-х этапов:

1) Смачивание поверхности деталей, проникновение в трещины и поры пленки загрязнений. Смачивание (как явление) - растекание капли моющего раствора по обрабатываемой поверхности. Определяется краевым углом смачивания (Θ) - углом, образуемым касательной к поверхности растекающейся капли с твердой поверхностью. Если Θ

2) Уменьшение связи частиц загрязнения между собой и с поверхностью.В дальнейшем частицы отрываются и переходят в раствор. Одновременно может идти омыление жиров и масел.

3) Обволакивание частиц загрязнений в растворе молекулами моющего средства. препятствующее укрупнению частиц и оседанию их на отмываемой поверхности.

4) Стабилизация в растворе частиц загрязнений во взвешенном состоянии. Предотвращение их повторного осаждения на детали. Стабилизация повышается при образовании в растворе пены, т.е. системы, в которой средой выступает жидкость, а дисперсной фазой - газ.

Пенообразующая способность синтетических моющих средств:

Пенообразование по Россу-Майлсу,мм,на 200 мл раствора при темп.,°С

Устойчивость пены,мм при 80оС и продолжительности, мин

Слишком активное образование пены может создавать трудности при эксплуатации моющих растворов в механизированных и автоматизированных установках. Введение в pacтворы синетических моющих средств или пеногасителей (ПМС-200, КЭ-10-12 и др.) снижает пенообразование, но при этом уменьшается и их моющая способность.

Свойствами раствора химического обезжиривания являются:

• Поверхностное натяжение;
• Поверхностная активность;
• Емкость по загрязнениям.

В состав раствора химического обезжиривания чаще всего входят:

• Щелочной агент;
• Фосфаты;
• Силикаты;
• Поверхностно-активные вещества (ПАВ).

Существуют также кислые растворы обезжиривания, но они применяются реже.

Свойства неорганических компонентов растворов обезжиривания:

Плотность, кг\м 3

Температура плавления, °С

Показатель щелочности 1%-ного раствора

Содержание активного N а2О

Натр едкий (каустик)

Рассмотрим действие каждого компонента щелочного раствора подробнее.

3.1 Роль щелочного агента при химическом обезжиривании.

Обычно в этой роли выступает гидроксид натрия, реже - карбонат натрия (для более "мягких" составов).

Щелочность раствора обезжиривания влияет на:

• его способность омылять жиры;
• нейтрализовывать кислотные компоненты загрязнений;
• снижать контактное напряжение;
• уменьшать жесткость воды.

Щелочность бывает общей и активной. Моющее действие зависит от последней (рН раствора).

Воздействие раствора на определенные загрязнения зависит от рН:

С другой стороны, важно, чтобы обезжиривающий раствор не был агрессивен к обрабатываемым деталям. С этой целью рН нужно поддерживать:

С целью уменьшения агрессивности раствора в него могут добавляться ингибиторы коррозии.

Реакция омыления (щелочного гидролиза) жиров - одна из основных реакций обезжиривания, протекающая с участием щелочных агентов. Схема ее представлена ниже:

Промежуточным продуктом реакции являются жирные кислоты, которые потом и образуют соли.

Нагревание усиливает действие щелочного агента.

3.2 Роль фосфатов при химическом обезжиривании.

Действие фосфатов сводится к следующему:

• Стабилизация рН по мере изработки раствора. О важности рН было сказано выше.
• Связывание солей жесткости (Ca, Mg) в комплексы и умягчение воды. При этом растворимость карбонатов и кальциевых мыл повышается. Особенно сильным эффектом обладают полифосфаты.
• Стабилизация загрязнений в растворе. Этому способствует суспензирующее и пептизирующее действие. Триполифосфаты в три раза более эффективны, чем фосфаты.
• Улучшение смываемости раствора. Фосфаты не только хорошо смываются сами, но и улучшают смываемость щелочных агентов.

Избыток карбонатов может ингибировать действие фосфатов.

Количество триполифосфата требуемое для умягчения воды:

Массовая доля триполифосфата натрия, %(при t ° С)

Массовая доля триполифосфата натрия,% (при t оС)

3.3 Роль силикатов при химическом обезжиривании.

Силикат натрия (метасиликат натрия, жидкое стекло) - вещество переменного состава mNaO*nSiO2 с различным отношением (модулем) m:n. Это отношение составляет обычно от 1:2 до 1:4.

рН раствора силиката натрия равен:

Введение силиката натрия в моющий раствор приводит к следующим последствиям:

• Снижение агрессивности раствора
• Повышение его эмульгирующего действия
• Формирование на обрабатываемой поверхности тонкой пленки, защищающей деталь от коррозии при межоперационном перемещении или хранении. Однако, эта пленка ухудшает адгезию наносимых далее покрытий.

3.4 Роль поверхностно-активных веществ (ПАВ) при химическом обезжиривании.

Что такое ПАВ? Для ответа на этот вопрос нужно начать с рассмотрения поверхностного натяжения и поверхностной активности.

Рассмотрим несколько слоев молекул жидкости, внешний из которых граничит с воздухом. Указанные явления возникают тогда, когда силы притяжения молекул внешнего слоя молекулами нижних слоев не уравновешиваются притяжением молекул воздуха.

Поэтому молекулы внешнего слоя стремятся втянуться внутрь жидкости, вследствие чего поверхность жидкости стремится к уменьшению.

• Силы поверхностного натяжения - силы, стремящиеся сократить поверхность. Они измеряются работой, которую необходимо затратить для увеличения поверхности жидкости на 1 см 2 .
• Свободная поверхностная энергия - произведение поверхностного натяжения на площадь поверхности.
• Поверхностная активность - способность веществ понижать свободную поверхностную энергию.

ПАВ - вещества, понижающие поверхностное натяжение раствора. В моющем растворе они обеспечивают смачивание загрязненных поверхностей.

ПАВ разделяют на:

• Катионные;
• Анионные;
• Неионогенные.

У синтетических ПАВ меньше критическая концентрация мицеллообразования, т.е. концентрация ПАВ, при которой достигается максимум моющего действия.

• К катионным ПАВ относят соли первичных, вторичных и третичных аминов, четвертичные аммониевые основания и другие соединения. Катионные ПАВ редко применяются, т.к. их эффективность при обезжиривании низка.

• К анионным ПАВ относятся мыла карбоновых кислот, алкилсульфокислоты, алкилсульфаты, алкиларилсульфонаты, например, сульфонол НП-1, сульфонол НП-З, ДС-. Анионные ПАВ диссоциируют в водной среде с образованием отрицательно заряженных органических ионов.

• Неионогенные ПАВ (в отличие от анионных) не имеют гидрофильной солеобразующей группы и не диссоциируют в водных растворах. Они устойчивы в щелочной, кислой и нейтральных средах. Примеры: полиэтиленгликолевый эфир (ОП-7, ОП-10, ОП-20, ОП-ЗО), синтанол (ДС-Ю, ДТ-7).

Особое внимание должно быть обращено на необходимость применения биологически мягких ПАВ, т.е. безвредных для бактериальной флоры. Биологически жесткие ПАВ приводят к загрязнению естественных водоемов. К ним относятся HП-l, ОП-7, ОП-10, контакт Петрова, альфапол 8, альфапол 9, алкилсульфонат, хлорный сульфонол.

4. В чем заключается электрохимическое обезжиривание?

После химического обезжиривания следует стадия электрохимического обезжиривания.

Во время э/х обезжиривания деталь загружается в раствор, аналогичный по составу раствору химического обезжиривания. При этом она может выступать как катодом, так и анодом. При подаче на нее тока на ней начинается выделение либо водорода, либо кислорода, в зависимости от полярности. На каждый ампер водорода всегда выделяется в 2 раза больше, чем кислорода. Кроме этого, пузырьки водорода мельче.

Э/х обезжиривание обладает следующими тремя действиями на загрязнения:

• Удаление загрязнений химически по аналогии с раствором химического обезжиривания;
• Снижение поверхностного натяжения жировой пленки за счет поляризации очищаемой поверхности;
• Механическое удаление загрязнений активно выделяющимся с очищаемой поверхности водородом (на катоде) или кислородом (на аноде).

5. Что такое травление металлов?

После обезжиривания почти всегда выполняется операция травления. И если обезжиривание разнородных металлов происходит по схожему механизму, то травление всегда идет в разных растворах.

При травлении стали с ее поверхности удаляются видимая ржавчина и окалина. Разновидностью травления является активация - удаление невидимых оксидных пленок. Травлению может быть подвержена и стальная основа. Процессы, происходящие при травлении в соляной кислоте, выражаются следующими реакциями:

Аналогично с оксидами железа и железом реагирует и серная кислота. При этом серная кислота лучше растворяет оксиды одного состава, а соляная кислота - другого.

Медь почти не растворяется в соляной и серной кислоте, поэтому для травления меди применяют азотную кислоту или ее смесь с серной. При этом идут реакции:

Диоксид азота может частично реагировать с водой и вновь превращается в азотную кислоту.

Травление и активация алюминия имеет более сложный механизм, о нем подробнее написано в статье.

Чем лучше обезжирить металл перед покраской

Необходимость подготовки металлоизделий к окрашиванию обусловлена повышением характеристик сцепляемости подложки с лакокрасочным материалом и устойчивости металла к коррозионным процессам. Всё это положительным образом скажется на сроке службы окрашиваемых изделий. Однако большинство владельцев гораздо больше заботит наличие ржавчины, которую необходимо удалять в процессе подготовки металла, нежели проведение обезжиривания, из-за чего работы по окрашиванию проходят без проведения этой важной и обязательной операции.

Что такое обезжиривание

Суть процедуры сводится к удалению с поверхности подложки жировых веществ, которые часто присутствуют в охлаждающих эмульсиях, минеральных маслах, консервационной смазке, полировочных составах. Обезжиривание поверхности металла перед покраской приходится проводить и для удаления остатков от промывок и травления, следов от пота и пальцев. Все эти загрязнения могут крайне негативно повлиять на качество смачивания поверхности лакокрасочными материалами, а также навредить пленкообразованию и другим свойствам покрытия.

В зависимости от количества имеющихся жировых примесей на 1 квадратном метре можно выделить несколько степеней загрязненности поверхности:

• Слабую — до 1 г;
• Среднюю — от 1 до 5 г;
• Повышенную — более 5 г.

При обработке жиров химическими реагентами на поверхности возникают несколько последовательных процессов:

• Растворяющие;
• Эмульгирующие;
• Омыляющие.

В зависимости от способности жиров разрушаться под воздействием растворителей выделяют несколько типов загрязнений:

• Не подлежащие разрушению — например, эмульсии.
• Опыляемые — полировочные материалы, остатки смазок.

Химические способы

Основным видом являются органические растворители, позволяющие быстро удалить с металлических деталей зажиренные и масляные участки. Наибольшее применение они получили в индивидуальном производстве, хотя иногда их используют и в серийном, но нечасто по причине их высокой взрыво- и пожароопасности. Необходимый эффект, а именно растворение масляных и жировых наслоений, достигается в момент контакта с ними органорастворителей.

На качество обезжиривания поверхности напрямую влияет степень загрязненности растворителя, поскольку чем больше жиров содержится на поверхности, тем хуже становится способность химпрепарата растворять имеющиеся наслоения. Чаще всего для удаления жировых и масляных участков применяются алифатические и хлорированные растворители. При своей высокой эффективности очистки металла они имеют серьёзный недостаток — эти составы не способны убрать с поверхности абразивные материалы и прочие минеральные загрязнения.

Водные растворы

Как известно, вода обладает плохой способностью к очищению, что связано со значительным поверхностным натяжением и несовместимостью с жирами. Поэтому при смачивании ею зажиренных поверхностей устойчивых эмульсий не образуется. Для повышения моющих свойств водного раствора производители прибегают к различным приёмам — увеличивают уровень кислотности pH, повышают температурный режим применения до диапазона 50—65 градусов Цельсия, вводят в состав поверхностно-активные вещества.

Щелочные обезжириватели

Эти составы обладают массой положительных свойств. В их числе высокая очищающая способность, пожаробезопасность, экологичность, широкий выбор способов нанесения. При обработке водными растворами омыляемых жиров и масел последние неизбежно разрушаются, а неомыляемые загрязнения эмульгируются. Последний случай можно описать как процесс отслоения жировых слоев от поверхности с постепенным превращением в рабочую жидкость и удалением вместе с рабочим раствором. Главным недостатком этих составов является необходимость проведения антикоррозионной обработки поверхности после ее очистки.

Лучше всего с жировыми и масляными участками среди присутствующих в составе моющих растворов компонентов справляются поверхностно-активные вещества — ПАВ. После попадания на поверхность они образуют на ней пену, одновременно уменьшая межфазное и поверхностное натяжение, повышая смачиваемость и разрушая твердые и жидкие загрязнения, переводя их в более удобную форму для удаления. Содержание ПАВ в жироочистителях, как правило, колеблется в пределах 10%.

В случае возникновения необходимости наряду с обезжириванием удалить тонкие окисные или гидроокисные пленки применяются кислые растворы, содержащие фосфорную кислоту 1—3%.

После обработки поверхностей очищающими составами их обязательно промывают водой. Присутствие солевых остатков недопустимо, поскольку они способны разрушать свойства лакокрасочных плёнок, повышая влагопроницаемость и ускоряя развитие подпленочной коррозии.

Эмульсионные составы

В тех случаях, когда возникает необходимость в удалении с поверхности нагаров масел, консистентной смазки, трудновыводимых загрязнений, используют эмульсионное обезжиривание. Этот способ является комбинированным и обладает достоинствами органорастворителей и водных щелочных растворов. Эти составы содержат эмульсии растворителей и разведенные с водой ПАВ. В качестве растворителей могут использоваться хлорированные или алифатические углеводороды.

Ультразвуковые и электрохимические методы

Для повышения очищающей способности моющих составов применяются специальные ванны с ультразвуковым полем. Этот метод наиболее актуален для малогабаритных изделий с поверхностью повышенной сложности, для которых важно произвести максимально качественное удаление загрязнений. В отношении крупных деталей применять этот метод нецелесообразно из-за экономических соображений, поскольку возникает необходимость увеличения выходной мощности прибора.

При подготовке металлоизделий методом электрохимического обезжиривания также применяются специально оборудованные ванны, а сам процесс осуществляется за счёт действия пузырьков газов, образующихся на электродах. Это позволяет добиться уменьшения расхода компонентов химических составов и повысить качество обработки поверхности.

Чем обезжирить металл перед покраской

В бытовых условиях владельцы, как правило, применяют проверенные «дедовские» средства — бензин, керосин, ацетон, спирт.

Но сегодня доступны и более современные и технологичные составы. Среди них довольно популярными являются Нефрас (Уайт-Спирит), Растворитель 646. Они обладают массой достоинств — доступная цена, увеличенный уровень экологичности, способность к образованию более устойчивых к лакокрасочному покрытию пленок, что позволяет предотвратить развитие коррозионных процессов.

Проблемой для многих владельцев является несоответствие подложки после обезжиривания выбранной краске. Этого можно избежать, если приобрести растворитель, подходящий под обрабатываемое покрытие. Но чаще всего при использовании растворителя № 646 таких проблем не возникает. В отзывах потребителей говорится о его универсальности, поэтому дополнительных операций проводить не приходится.

Еще одна популярная разновидность растворителей — Антисиликон. Эти составы высоко востребованы среди мастеров, которые их используют для обезжиривания кузова автомобиля перед последующей покраской. Однако во время работы необходимо соблюдать правила безопасности. В помещении, где проводятся работы по обезжириванию, необходимо открыть окна и двери. Использовать такие растворители можно на максимальном удалении от источников воспламенения и обязательно в средствах индивидуальной защиты.

Самыми эффективными считаются специальные концентрированные растворы — Чистомет, Docker Dekamet и другие. Главным активным компонентом в составе этих средств является щелочь. Также они содержат и дополнительные вещества — ингибиторы, поверхностно-активные вещества, присадки и пр. Перед работой концентрат смешивают с водой в заранее рассчитанных пропорциях. Всё зависит от степени загрязнения обрабатываемой поверхности. Достоинствами этих растворов является высокая экологичность и безопасность. Их можно применять не только для обезжиривания поверхности, но и для повышения антикоррозионной устойчивости металла. Могут использоваться на промышленных предприятиях.

Популярные растворители

Чем обезжирить металлическую поверхность перед покраской — актуальный вопрос для многих владельцев. Для обезжиривания поверхностей из металла сегодня можно использовать не только доступные и проверенные временем составы, но и современные растворители.

Средство уайт-спирит

Среди обезжиривателей чаще других используется уайт-спирит. Выглядит он как прозрачная бесцветная жидкость с характерным запахом ГСМ.

В магазинах он продается под названием «Нефрас-С4» и доступен в различных модификациях. Главная причина его популярности связана с универсальностью применения.

Этот растворитель может без особого труда удалить любые масла и жиры, а также многие органические соединения. Нередко его применяют для разбавления масляных красок, эмалей и лаков. Имеется у уайт-спирита и ещё одно положительное свойство — после обработки поверхности не нужно ждать ее высыхания, можно сразу переходить к нанесению грунтовки или лакокрасочного материала. Растворитель испаряется очень быстро, и именно это обеспечивает ему превосходство над другими очищающими составами.

Растворитель 646

Этот вид обезжиривателя получил широкое распространение при проведении работ по подготовке к покраске. Представляет желтоватую жидкость с сильным характерным запахом. Имеет довольно широкий спектр применения.

С помощью этого состава можно не только разбавлять краски, но и обезжиривать металлические поверхности. Особенно он эффективен, когда нужно снять старые слои краски. Может применяться для мытья малярного оборудования и инструмента.

Лучше всего подходит для разведения эмалей следующих типов:

• нитроцеллюлозные НЦ;
• глифталевые ГФ;
• меланиноамидные МП;
• акриловые;
• эпоксидные.

Во время использования обезжиривателя необходимо соблюдать рекомендованную производителем температуру от + 5 до + 30 градусов Цельсия, при этом влажность воздуха не должна быть выше 85%.Тогда после обработки металлическая поверхность приобретет блестящий глянцевый вид без пятен и разводов.

Помните, что растворитель 646 является пожаро- и взрывоопасным продуктом. Работать с ним можно только в средствах защиты органов дыхания, зрения и кожи. При проведении работ в помещении необходимо обеспечить поступление свежего воздуха через окна и двери или посредством работающей вытяжной вентиляции.

Ацетон: классика

Ещё один довольно распространенный обезжириватель для металла. По своему составу это прозрачная жидкость, имеющая сильный характерный запах. Отлично удаляет масляные и жировые пятна, а также смолы.

Ацетон можно применять для разбавления лаков, эмалей, красок и грунтовок. Иногда его добавляют в состав некоторых растворителей. Главным составным компонентом является спирт, обладает высокой летучестью.

Для защиты металлических поверхностей от коррозионных процессов их необходимо особым образом обрабатывать перед нанесением лакокрасочного покрытия. Технология окрашивания требует в обязательном порядке проведения такой операции, как обезжиривание. Оно может быть выполнено с использованием различных растворителей и обезжиривающих составов.

Среди них есть как традиционные, так и более современные и технологичные. Выбор наиболее подходящего состава для обезжиривания должен осуществляться с учетом характера и масштаба стоящих задач, а также назначения металлического изделия.

При этом важно не забывать о правилах безопасности во время проведения работ по обезжириванию. Многие составы являются небезопасными из-за содержания вредных для здоровья соединений. Поэтому при проведении работ внутри помещений необходимо обеспечить постоянный доступ свежего воздуха. Также нужно помнить о том, чтобы поблизости не было воспламеняющих источников.

Щелочной обезжириватель для очистки металла

Обезжиривание в щелочных растворах производят химически и под действием электрического тока (электрохимически). По сравнению с обезжириванием в растворителях обработка в щелочных растворах, особенно содержащих поверхностно-активные органические добавки, является значительно более эффективной (по степени очистки металлической поверхности). Механизм обезжиривания в щелочных растворах сводится к растворению загрязнений или их эмульгированию и механическому удалению с поверхности детали. Большинство органических загрязнений (жирные кислоты, растительные и животные жиры и масла) лучше удаляются с металлической поверхности, чем минеральные масла. Жирные кислоты в щелочной среде легко омыляются, жиры и масла — медленнее и лишь частично. Однако при этом образуются поверхностно-активные соединения, ускоряющие обезжиривание.
Механизм удаления неомыляемых в щелочном растворе масел сводится к утонению масляной пленки за счет уменьшения поверхностного натяжения и связанного с этим стремления пленки к увеличению поверхности. Это приводит к образованию большого количества масляных капель, слабо связанных с поверхностью пленки, и их отрыву от нее. В результате этого процесса толщина масляной пленки постепенно уменьшается вплоть до образования мономолекулярной пленки, удаление которой возможно только под действием электрического тока.
Скорость утонения и полного разрушения масляной, пленки зависит от природы, свойств и количества загрязнений, свойств металлической поверхности, состава обезжиривающего раствора, режимов обезжиривания и многих других факторов.
Удаление механических загрязнений с металлических поверхностей происходит, главным образом, путем их диспергирования поверхностно-активными и коллоидными веществами и перевода их в раствор. Таким образом с металлической поверхности удаляются частицы размером до 1 мкм.
В состав обезжиривающих растворов обычно входят вещества, омыляющие жиры, масла и жирные кислоты, по-верхностно-активные добавки, диспергаторы, эмульгаторы, ингибиторы коррозии (для легких сплавов) и добавки, способствующие быстрому удалению остатков обезжиривающего раствора при промывке.
Основой щелочных моющих растворов обычно являются едкий натр, сода, силикаты, фосфаты. В них также добавляют поверхностно-активные добавки. Для обезжиривания цветных металлов и сплавов применяют слабощелочные растворы на основе фосфатов и соды. В качестве эмульгаторов и смачивающих добавок в моющие растворы вводят синтанол ДС-10, сульфанол НП-3, продукт ОC-20, жидкое стекло. Хорошими эмульгирующими свойствами обладают ОП-7 и ОГМО, однако их применение в настоящее время сокращается из-за того, что они не разрушаются при биологической очистке сточных вод. При струйном или циркуляционном обезжиривании в состав раствора вводят пеногаситель КЭ-10-12. В табл. 44 приведены составы для химического обезжиривания изделий из стали и цветных металлов.

Процесс обезжиривания значительно ускоряется при перемешивании раствора сжатым воздухом.
Важной операцией является промывка деталей после обезжиривания. Наиболее эффективной является спрейерная промывка. При промывке погружением используют две ванны с проточной горячей и холодной водой.
Эксплуатация ванн химического обезжиривания. Основной причиной снижения эффективности работы ванн обезжиривания является уменьшение щелочности раствора, концентрации органических добавок и накопление в нем загрязнений. Последний фактор пока является основной причиной замены растворов. В настоящее время в России разработаны экономичные методы регенерации и очистки, позволяющие продлить срок службы растворов а 5—10 раз. При составлении раствора обезжиривания производят его полный анализ, а в процессе эксплуатации определяют только щелочность. Эффективность работы ванны проверяют по степени обезжиривания детали путем визуального контроля сплошности водяной пленки на обезжиренной детали. Если после химического обезжиривания следует электрохимическое обезжиривание, то можно ограничиться беглым осмотром детали, контролируя отсутствие на ее поверхности большого количества загрязнений. Если же щелочное обезжиривание является окончательной операцией, то в этом случае контроль должен быть более тщательным. Во всех случаях гарантией качественной обработки является соблюдение режимов обезжиривания, указанных в табл. 44.
Установки химического обезжиривания погружением. Эти установки представляют собой ванны из углеродистой стали со змеевиками для обогрева и перегородкой, разделяющей ванну на одну пли две рабочие емкости, и так называемый «карман», в который из рабочих емкостей переливается загрязненный верхний слой раствора.
Все ванны обезжиривания оборудуются мощной вентиляцией.
Установки струйного обезжиривания являются более эффективными. Они нашли широкое применение в автомобильной, электротехнической промышленности, машиностроении, металлургии, при обезжиривании деталей средней сложности. Сложнопрофилированные детали с глубокими непроточными полостями обезжиривать этим способом не рекомендуется. Установки струйного обезжиривания состоят из камер распыления, циркуляционного и теплообменного оборудования, и бывают одно-, двух- и многокамерными. По принципу действия установки разделяются на два типа: с вращающейся и неподвижной (рис. 97) обрызгивающей системой. В первом случае деталь неподвижна, во втором—перемещается в камере обезжиривания. В этих установках камеры обезжиривания заполняются приблизительно на 1/3 объема ниже уровня обрабатываемой детали. Щелочной раствор через нагнетатель и распределитель поступает в трубчатую раму с соплами, через которые напыляется на обезжириваемую деталь. После обезжиривания деталь перемещается в камеру промывки аналогичной конструкции. Такие установки применяются для обезжиривания крупногабаритных деталей.

В установках второго типа (рис. 97, б) душирующие устройства расположены по стенкам ванны и представляют собой трубы, снабженные соплами, через которые на обрабатываемые детали подаются сначала моющий раствор, а затем промывочная вода. Разработаны и широко эксплуатируются в промышленности обезжиривающие установки непрерывного действия с очистительными, обезжиривающими и промывочными камерами проходного типа, в которых обрабатываемые детали перемещаются в подвешенном состоянии на конвейере или на транспортере. Для изоляции от цеховой атмосферы камеры имеют двойные стенки и гибкие завесы.

Средства для обезжиривания поверхности металла перед покраской, состав и свойства

Подготовка металлических изделий к нанесению лакокрасочных материалов обеспечивает лучшую сцепляемость подложки с лакокрасочной пленкой и коррозийную стойкость металла, что увеличивает срок службы окрашиваемого изделия. По мнению многих, удаление ржавчины является более важным вопросом в процессе подготовки, чем необходимость обезжирить металл перед покраской, о которой частенько либо забывают, либо попросту пренебрегают.

Процесс обезжиривания подразумевает собой удаление с поверхности подложки жировых веществ, которые могут содержаться в полировочных составах, консервационных смазках, минеральных маслах, охлаждающих эмульсиях. Кроме того, следы от пальцев и пота, остатки от промывок и травления также подлежат обезжириванию. Наличие таких загрязнений существенно ухудшают условия смачивания поверхности лакокрасочными материалами, а также плохо влияет на пленкообразование и другие свойства покрытия.

По степени загрязнения поверхности, в зависимости от количества жировых примесей на квадратный метр, различают:

• Слабую – до 1г;
• Среднюю – от 1 до 5г;
• Повышенную – более 5г.

Химическое воздействие на жиры состоит из процессов:

• Растворяющих;
• Эмульгирующих;
• Омыляющих (разрушающих);

По способности жиров к разрушению с помощью обезжиривающих средств:

• Омыляемые (отпечатки пальцев и следы кожи, полировочные материалы, остатки смазок);
• Не подлежащие разрушению (консервационные смазки, эмульсии и другое).

Химические способы обезжиривания металлических поверхностей

Органорастворимые обезжириватели для металла

Органорастворители

С помощью органических растворителей можно за короткий период времени очистить масляные и зажиренные места металлических деталей. Чаще используются в индивидуальном производстве, реже – в серийном (из-за взрыво- и пожароопасности). При воздействии органорастворителей масляные и жировые наслоения растворяются. Качество работы напрямую зависит от степени загрязненности растворителя, так как способность к растворению резко ухудшается при содержании жиров от 5г на 1 литр. Наибольшее распространение получили алифатические (бензин, уайт-спирит) и хлорированные (негорючи, однако более токсичны) растворители. Из недостатков можно отметить отсутствие очистки поверхностей от абразивных материалов и других минеральных загрязнений.

Водные растворы щелочного и кислого характера

Не секрет, что у воды низкие характеристики очищающих свойств, причиной чего явлется большое поверхностное натяжение и несовместимость с жирами, вследствии чего она плохо смачивает зажиренную поверхность и не формирует устойчивых эмульсий. Увеличение pH, температурный режим 50-65С, добавки поверхностно-активных веществ существенно повышает моющую способность водного раствора.

Данные составы отличаются высокими очищающими свойствами, пожаробезопасностью, экологичностью, разнообразием способов нанесения. Воздействие водных растворов на омыляемые жиры и масла имеет разрушительный характер, а неомыляемые загрязнения эмульгируются. Процесс эмульгирования можно описать как отслоение жировых слоев от поверхности в рабочую жидкость с последующим удалением вместе с раствором. Из недостатков можно отметить необходимость обязательной антикоррозийной обработки очищенной поверхности.

Одним из самых действенных компонентов щелочных моющих растворов являются поверхностно-активные вещества. ПАВ образуют на очищаемой поверхности пену, уменьшают поверхностное и межфазное натяжение, повышают смачиваемость и оказывают диспергирующее влияние на твердые загрязнения и эмульгирующее на жидкие. Содержание ПАВ в жироочистителях не более 10%.

Если вместе с обезжириванием требуется убрать тонкие окисные или гидроокисные пленки, используют кислые растворы с содержанием фосфорной кислоты 1-3%.

После действия очистительных средств, поверхность необходимо тщательно промыть водой. Солевые остатки негативно влияют на свойства лакокрасочной пленки, увеличивая влагопроницаемость и способствуя подпленочной коррозии.

Эмульсионные средства

Для снятия трудновыводимых загрязнений, консистентной смазки, нагаров масел, старых лакокрасочных покрытий применяется эмульсионное обезжиривание. Это смешанный вариант, использующий преимущества органорастворителей и водных щелочных растворов. Такие составы содержат эмульсии растворителей в воде с добавками ПАВ. Растворителями могут быть алифатические или хлорированные углеводороды.

Ультразвуковой и электрохимический способ обезжиривания

Чтобы улучшить очищающие свойства моющих составов используются специальные ванны с ультразвуковым полем. Такой способ применяется для изделий малого объема, имеющих поверхность повышенной сложности и требующие идеального качества очистки поверхности (детали часов, приборов, инструментов). Для крупных деталей такой метод малооправдан с точки зрения экономичности из-за повышенных требований к входной мощности.

Электрохимическое обезжиривание также происходит в специально оборудованных ваннах, где активную роль играют пузырьки газов, образующиеся на электродах. Таким образом уменьшается расход компонентов химических средств и повышается качество очистки.

Обезжириватели для автомобиля

В повседневной жизни выбор средства для обезжиривания чаще всего падает на старинные «дедовские средства» — бензин, керосин, ацетон, спирт. Более современными и технологичными считаются Нефрас (Уайт-Спирит), Растворитель 646. Они отличаются невысокой ценой, лучшей экологичностью и образуют пленки, нейтральные к лакокрасочному покрытию, что препятствует коррозии. Чтобы подложка после обезжиривания подходила под выбранную краску, желательно купить тот растворитель, который подходит под покрытие (производитель пишет на этикетке номера подходящих растворителей). При этом, по отзывам потребителей, №646 остается наиболее универсальным. Специальные растворители Антисиликон используются мастерами для обезжиривания кузова автомобиля перед последующей покраской. Конечно же не стоит забывать о безопасности – работа с органорастворителями должны проходить в помещении с хорошей вентиляцией, вдали от источников воспламенения с использованием средств индивидуальной защиты.

Видео: Обезжиривание кузова автомобиля

Лучшей эффективностью могут похвастаться специальные концентрированные растворы – Чистомет, Docker Dekamet и другие. Это щелочные средства с содержанием ингибиторов, ПАВ, присадок и других компонентов. Концентрат растворяется в воде с разной пропорцией, в зависимости от степени загрязнения окрашиваемой поверхности. Среди эксплуатационных свойств можно выделить экологичность и пожаробезопасность. Кроме обезжиривания, данные средства обеспечивают антикоррозийную защиту металла. Подходят для использования в промышленном производстве.

Читайте также:

  
• Победит металл температура плавления
  
• Металл на хендай солярис
  
• Долгое время этот металл помогал фотографам всего мира освещать объект съемки
  
• Урок гибка заготовок из тонколистового металла и проволоки
  
• Тяжелые металлы в треске