
книги из ГПНТБ / Коган, З. А. Консервация и упаковка машиностроительной продукции
.pdfлированных объемов или заполнения их инертными газами.
Обязательным условием защиты для этих методов яв ляется надежная изоляция изделия от окружающей среды и создание внутри изолированного объема определенного микроклимата, обладающего защитными свойствами преж де всего по отношению к металлам. Сущность защиты сво дится к исключению отдельных стимуляторов коррозии или к торможению их действия. Следует отметить, что при применении летучих ингибиторов и инертных газов на поверхностях деталей периодически возможна физиче ская конденсация влаги, в то время как при герметизации с осушкой воздуха она исключена. Механизм защиты ме таллов при этом заключается в торможении электрохими ческого процесса атмосферной коррозии за счет непосред ственного влияния газовой фазы ингибитора на электрод ные реакции (летучие ингибиторы), исключения кисло рода (инертные газы), исключения атмосферной влаги (герметизация с осушкой воздуха).
Характер механизма защиты металлов летучими инги биторами определяется их свойствами. Летучие ингиби торы — соединения, которые, испаряясь из твердой или жидкой фазы, образуют на влажной поверхности металла адсорбционные или фазовые защитные пленки. Механизм защиты летучими ингибиторами полностью не изучен из-за его сложности и различного поведения самих инги биторов. Однако существуют теории, объясняющие про цессы торможения коррозии некоторыми ингибиторами. Исследования, проведенные В. П. Персиянцевой, пока зали, что летучие ингибиторы, воздействуя на электрохи мические процессы атмосферной коррозии, увеличивают анодную или катодную поляризацию, повышают перена пряжение ионизации кислорода и изменяют перенапряже ние водорода.
Кислород |
и влага воздуха являются непременными |
и основными |
факторами, обусловливающими процесс |
коррозии металлов, поэтому исключение одного из них будет приводить к торможению процессов коррозии. Тор можение коррозии в бескислородной атмосфере вполне реально, поскольку атмосферная коррозия металлов про текает преимущественно с кислородной деполяризацией [90]. Наиболее целесообразно исключить кислород при заполнении герметичной упаковки инертными газами. Осушка воздуха также является эффективным средством
40
снижения скорости процесса атмосферной коррозии. В этом
случае процесс тормозится за счет повышения |
омического |
||||
сопротивления |
в тончайших пленках электролита |
[91-], |
|||
а также в результате увеличения |
анодной |
поляризации |
|||
из-за интенсивного пассивирования |
поверхности металла |
||||
и затруднения |
процесса гидратации |
ионов |
металла |
[92]. |
|
Характер |
торможения электрохимических |
процессов |
коррозии для рассмотренных способов защиты представ лен на поляризационных диаграммах (рис. 6). На основа нии рис. 6 можно сделать следующие выводы:
а) без применения методов защиты поляризуемость анода и катода (кривые / и 2) и омическое сопротивление
<»! незначительны, сила |
коррозионного тока / х |
большая; |
б) при применении |
летучих ингибиторов |
поляризуе |
мость анода и катода (кривые 3 и 4) возрастает и сила кор розионного тока / 2 уменьшается;
в) при исключении кислорода катодный процесс (опре деляется диффузией кислорода к металлу) значительно затрудняется (кривая 5), сила коррозионного тока сни
жается до |
величины |
/ 3 ; |
г) при осушке воздуха (адсорбционные пленки влаги) |
||
возрастают |
анодная |
поляризация (кривая 6) и омическое |
сопротивление со4, что приводит к снижению силы корро зионного тока / 4 .
Рассмотрим метод консервации металлов с применением защитных масс, механизм защиты которых имеет некото рые особенности [5]. Как правило, детали консервируются методом окунания, при этом на них образуется сравни тельно толстая и прочная пленка, плотно прилегающая к поверхности детали. Механизм защиты в этом случае определяется следующими основными условиями: надеж ной изоляцией детали от атмосферного воздействия и от
сутствием |
|
практически |
. |
||
внутреннего объема между |
^"L |
||||
поверхностью |
детали и |
R^^-L |
|||
пленкой. |
В |
результате |
|
||
коррозионный |
процесс бу |
|
|||
дет |
тормозиться |
из-за |
|
||
Рис. |
6. Принципиальная |
поля |
|
||
ризационная |
диаграмма |
корро |
|
||
зии |
металлов |
при применении |
|
||
различных методов герметизации |
|
||||
с |
обработкой |
коррозионной |
|
||
среды |
|
|
|
|
41
недостатка кислорода у поверхности металла и почти полного исключения конденсации влаги на поверхности деталч при температурных колебаниях. В связи с этим существенно возрастут катодная поляризация и омическое сопротивление электролита. Следовательно, можно утвер ждать, что для данного метода консервации торможение электрохимического процесса атмосферной коррозии бу дет характеризоваться смешанным катодно-омическим контролем.
Проведенный анализ механизма защиты металлов от коррозии еще не позволяет провести полную сравнитель ную оценку рассмотренных методов консервации. Каждый из этих методов имеет свои преимущества и недостатки и характеризуется дополнительными показателями, кото рые определяются общими требованиями к методам защиты. К ним следует отнести экономические и технологические показатели, эффективность защиты с учетом климатиче ских условий хранения, трудовые затраты на консервацию и содержание в процессе хранения, время на раскон сервацию и т. д. Особо следует выделить показатель, ха рактеризующий универсальность защиты по отношению к различным материалам (кроме металлов). На основании учета этих показателей выбирают метод консервации изде лий в зависимости от требуемых сроков и конкретных ус ловий хранения (транспортирования).
Применяемые для консервации металлических деталей и механизмов консистентные смазки не удовлетворяют требованиям, предъявляемым к современным методам защиты. Основным недостатком этого метода является боль шая трудоемкость консервации, ухода в процессе хране ния и главным образом расконсервации изделий. Кроме того, как уже указывалось, консистентные смазки не обес печивают надежной длительной защиты металлов от кор розии, особенно в жестких климатических условиях.
Жидкие ингибированные смазки начинают находить широкое применение. За последнее время разработано много видов таких смазок, некоторые из которых обладают хорошими защитными свойствами. Кроме того, известен способ повышения защитных свойств эксплуатационных масел путем введения в них при консервации изделия специальных ингибированных присадок [35, 76].
Жидкие ингибированные смазки, применяемые при консервации деталей и отдельных механизмов машино строительной продукции, имеют существенные преимуще-
42
ства по сравнению с консистентными смазками, так как резко сокращаются или полностью исключаются операции по расконсервации и повышается надежность - защиты от коррозии. Вместе с тем, рассматривая применимость сма зочных материалов для консервации изделий сложной конструкции, необходимо отметить следующие общие особенности этих методов консервации: они Обеспечивают защиту только металлических деталей, которые не опре деляют полностью техническое состояние всего изделия, и неприменимы для внутренней консервации ряда узлов и аппаратуры (электро-радиооборудование, оптика и т. д.).
Летучие ингибиторы привлекают внимание главным образом в связи с полным исключением операции раскон сервации деталей.
Из огромного числа синтезированных летучих ингиби торов (более 3000) применение нашли лишь немногие. Большинство из них является замедлителями коррозии только для черных или отдельных групп цветных метал лов.
За последнее время разработан ряд летучих ингибито ров, обладающих универсальными защитными качествами по отношению ко многим металлам. Некоторые из них рекомендуются для консервации узлов и механизмов [81 ].
Однако, несмотря на перспективность данного направ ления в защите металлов от коррозии, летучие ингибиторы не нашли применения для консервации механизмов и агре гатов, состоящих из различных материалов. Это объяс няется тем, что многие из них являются дефицитными и дорогими, а также причинами, непосредственно связан ными с механизмом их защиты: недостаточной защитой от коррозии в условиях высокой относительной влажности и частых конденсаций, трудностью поддержания в герме тичной упаковке защитной концентрации ингибитора, из-за зависимости упругости его паров от температуры и проницаемости через изолирующую оболочку, малой вели чиной радиуса действия ингибиторов, в результате чего гарантированная защита металлов обеспечивается лишь при непосредственном наличии ингибитора у поверхности детали [70].
Получившая распространение консервация металличе ских изделий специальными защитными покрытиями (пластичные массы, наносимые на детали в горячем или холодном состоянии) вполне заслуживает внимания. К та ким средствам относятся различные защитные массы, лаки,
43
микрокристаллический воск и т. д. Некоторые из таких способов консервации обладают достаточно высокими за щитными качествами. Однако они применимы только для
-деталей несложной конфигурации.
Хранение загерметизированных изделий в атмосфере инертных газов широкого распространения не получило. Этот метод недостаточно изучен, но заслуживает внимания и характеризуется рядом особенностей. Наряду с суще ственными недостатками он обладает некоторыми преиму ществами и при определенных условиях может быть доста точно эффективным.
В настоящее время в СССР и за рубежом все большее применение находит метод герметизации с осушкой воз духа. Он может успешно применяться для длительного хранения и транспортирования промышленной продукции в страны с тропическим климатом. Основные особенности этого способа защиты рассматриваются в гл. I X .
Вопросу универсальности защиты методов консервации от комплексного воздействия факторов внешней среды до настоящего времени уделялось недостаточно внимания. Вместе с тем универсальность защиты — важнейшее тре бование к перспективным методам защиты, предназначен ным для консервации промышленной продукции. Это связано с существенным усложнением современных кон струкций и использованием для их изготовления материа лов с различными свойствами. Поскольку техническое
*состояние механизмов и аппаратуры может определяться качеством любой детали и материала, входящих в данную конструкцию, задачу разработки методов консервации промышленной продукции нельзя рассматривать лишь как изыскание способа защиты только металлических деталей,
а необходимо решать более широко.
Универсальность защиты в каждом конкретном случае будет зависеть от степени защищенности изделия от влия ния комплекса внешних факторов, которая, в свою оче редь, определяется не только выбранным методом консер вации, но и видом наружной упаковки или условиями хранения. Различные степени защиты изделий от воздей ствия внешней среды при применении различных методов консервации и условий хранения приведены в табл. 9. Из анализа данных следует, что наилучшая защита от воздействия различных факторов внешней среды дости гается при применении методов герметизации с обработкой коррозионной среды. Высокая степень защиты при ис-
44
Степень защиты изделий от воздействия факторов внешней среды |
|
|
|
Т а б л и ц а 9 |
|||||||||||||
при применении различных методов консервации |
и условий хранения |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
Консервация |
маслами и смазками |
|
|
Герметизация с обработкой |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
Консер |
коррозионной |
среды |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вация |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
деталей |
|
|
Инертные |
|
|
|
|
|
Открытая |
Неотапливае |
Отапливаемое |
защит |
Летучие |
Осушка |
газы (ме |
||||||
Разрушающие |
факторы |
площадка |
мое |
помеще |
затемненное |
ными |
ингиби |
талличе |
|||||||||
без |
упаковки |
|
ние или |
помещение |
массами |
торы |
воздуха |
ская упа |
|||||||||
внешней среды |
|
|
|
|
упаковка |
|
|
|
|
|
ковка) |
||||||
|
|
|
|
|
Ч Я |
^ |
Я |
Ч Я Я |
S |
. си |
я |
Открыта |
я площадка |
или неотапливаемое |
|||
|
|
|
|
|
ч я к |
||||||||||||
|
|
|
|
|
я « я |
ч v |
и м я |
|
я * я |
Ч еи |
|
помещение |
|
||||
|
|
|
|
|
е- о ч |
Ч в |
|
а |
|
ч к |
Н CJ Ч |
ч я |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н |
4 |
й) CU 0J |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
1 U 8 |
к и |
! J 4 |
5 |
г z « |
га х |
|
все материалы |
|
||||
|
|
|
|
|
V S П |
|
cj |
Я |
т |
Н о |
си я т |
Г cj |
|
|
|||
|
|
|
|
|
я ч я |
|
я |
Ч |
я |
3? |
я ч я |
а " |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Кислород |
|
|
|
|
0 3 |
|
ОС |
0 3 |
|
ОС |
0 3 |
ОС |
X |
0 3 |
0 3 |
П |
|
Озон |
|
|
|
|
ОЗ |
|
ОС |
ОЗ |
|
ОС |
с |
X |
П |
п |
п |
П |
|
Высокие температуры |
. . . . |
03 |
|
0 3 |
ОС |
ОС |
с |
с |
ОС |
ОС |
ОС |
ОС |
|||||
Низкие температуры |
|
0 3 |
|
0 3 |
ОС |
ОС |
п |
п |
ОС |
ОС |
ОС |
ОС |
|||||
Колебания |
температуры . . . |
03 |
|
03 |
ОС |
ОС |
X |
X |
ОС |
ОС |
ОС |
ОС |
|||||
Осадки |
|
|
|
|
0 3 |
|
03 |
п |
|
п |
п |
п |
п |
п |
п |
П |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Конденсация |
влаги |
(физиче |
|
|
ОС |
ОС |
|
с |
п |
п |
X |
ОС |
п |
с |
|||
ская) |
|
|
|
|
0 3 |
|
|
||||||||||
Пыль, песок |
примеси |
воздуха |
ОЗ |
|
ОС |
ОС |
с |
с |
X |
п |
п |
п |
п |
||||
Агрессивные |
|
|
|
|
|
|
|
03 |
ос |
п |
с |
|
п |
||||
(газы) |
|
|
|
|
ОЗ |
|
ОС |
ОЗ |
|
ОС |
X |
||||||
Солнечная |
радиация |
|
ОЗ |
|
ОЗ |
X |
|
X |
п |
п |
п |
X |
X |
п |
|||
Плесневые |
грибы |
|
|
0 3 |
|
X |
ОС |
|
X |
X |
п |
п |
X |
п |
п |
||
Гнилостные |
|
бактерии |
. . . . |
03 |
|
п |
ОС |
п |
X |
п |
п |
п |
п |
п |
|||
Насекомые, |
|
грызуны, |
пресмы |
0 3 |
|
0 3 |
ОС |
|
ОС |
X |
X |
п |
п |
п |
п |
||
кающиеся |
|
|
|
|
|
||||||||||||
П р и м е ч а н и е . |
ОЗ — отсутствие защиты; ОС — очень слабая защита, С — слабая защита; X |
— хорошая защита; |
|||||||||||||||
П — полная |
защита. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 10
Сравнительная оценка универсальности защиты различных способов консервации изделий машиностроительной промышленности (для условий неотапливаемых помещений)
|
Основные группы материалов, |
|
||||
|
Металлы |
входящих |
в изделие |
Прочиематериалы |
||
Наличие |
Эластомеры |
Пластмассы |
-Горючесмазочные материалы(эксплу атационные) |
Лакокрасочныема териалы |
||
Метод |
|
|
|
|
|
|
гермети |
консервации |
|
|
|
|
|
зации |
|
|
|
|
|
|
Радиоэлектронное oiборудование (стабильноеть характеристик)
|
Консистентные |
|
Без гер |
смазки |
|
|
||
мети |
Ингибирован- |
|
зации |
||
ные масла |
||
|
||
|
и смазки |
|
|
Летучие |
|
|
ингибиторы |
|
Герме |
Инертные |
|
тизация |
газы |
|
|
Осушка |
|
|
воздуха |
+ |
|
+ + |
|
+ + + |
+ + + |
+ + + ++ ++ + + 4 - + ++ + |
|
+++ + + ++ + |
++ ++ +++ |
П р и м е ч а н и я : |
1. Знак |
— означает |
отсутствие защиты, |
|
+ слабая защита, + + |
хорошая, |
+ + + очень |
хорошая. |
|
2. |
При оценке степени защиты учитывается как защитный эффект |
|||
средства |
консервации, так и влияние упаковок. |
|
пользовании защитных масс распространяется только на консервацию отдельных металлических деталей. При применении этого средства для консервации отдельных узлов и аппаратуры (с предварительной упаковкой) за щита от внешних факторов снижается вследствие отрица тельного влияния внутреннего объема воздуха.
Данные табл. 9 еще не дают окончательного представ
ления об универсальности защитных |
свойств каждого ме |
||
тода |
консервации по отношению к различным материалам. |
||
В |
табл. 10 приведены |
данные сравнительной оценки |
|
универсальности защиты |
способами |
консервации. |
Несмотря на условный характер они дают представле ние об универсальности методов и их надежности.
46
Г л а в а IV
СПОСОБЫ ПОДГОТОВКИ И ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТИ ПРОДУКЦИИ ПРИ КОНСЕРВАЦИИ ДЛЯ ДЛИТЕЛЬНОГО ХРАНЕНИЯ
Способы подготовки поверхности перед консервацией необходимо выбирать в зависимости от металла, конструк ции, габаритов изделий, сроков и условий хранения, а также от вида защитных покрытий (ГОСТ 13168—69). Большое значение для обеспечения качества подготовки
кконсервации для длительного хранения имеют условия,
вкоторых производится консервация изделий и подготовка
кней.
Все работы по консервации, включая подготовку к ней, следует производить в специальном помещении, оснащен ном вентиляцией и отопительной системой. Относительная
влажность воздуха в помещении не должна |
превышать |
|
70%, температура воздуха должна быть не |
ниже |
15° С |
и не выше 35° С. Воздух не должен быть загрязнен |
пылью |
|
и агрессивными газами. |
|
|
Помещение, в котором осуществляют консервацию и подготовку к ней, оборудуют столом, обитым винипластом, линолеумом или алюминиевыми листами; аппаратурой, обеспечивающей автоматическое поддержание заданной температуры расплавленной смазки; бачками с крышками для хранения средств консервации, специально закрываю щимися шкафами для хранения изделий после приемки ОТК до проведения консервации (при разрыве между этими операциями более двух часов), сетчатыми корзинами, пуль веризаторами, приспособлениями для откачки воздуха и сварки пленочных чехлов, термометрами и психроме трами для контроля за температурой и влажностью поме щения.
Освещенность рабочего места должна быть не менее 200 лк, свет рассеянный или отраженный. Во время консер вации в помещении не разрешается проводить работ, при которых консервируемая поверхность может загряз няться металлической, лакокрасочной и другой пылью.
47
Изделия, подлежащие консервации, должны иметь температуру, равную температуре помещения для консер вации или выше. Резкие колебания температуры при кон сервации изделий не допускаются, так как они могут вы зывать конденсацию влаги на поверхности изделий. Изде лия консервируют не позднее, чем через два часа после проведения подготовки его к консервации. Запрещается прерывать работы по консервации на отдельном ее этапе.
Все работы по консервации должны производиться проинструктированными работниками под руководством лица, ответственного за консервацию, при постоянном кон троле ОТК, с соблюдением правил по консервации, ох раны труда и противопожарной безопасности. Работники, производящие консервацию, должны работать только в чи стых халатах (фартуках) и в перчатках.
Поверхности деталей и узлов, подлежащих консерва ции, должны быть сухими, чистыми и не должны иметь кор розионных поражений. Неправильно выполненная или неполная очистка от загрязнений делает все последующие операции консервации бесполезными, так как поверх ность металла не будет защищена от коррозии. Необходимо производить очистку перед консервацией как отдельных деталей перед сборкой, так и поверхности готового обору дования. Очистку следует производить сразу же после окончания изготовления и технической приемки деталей, узлов и изделия.
При консервации машиностроительного оборудования для длительного хранения необходимо соблюдать следую щие основные правила:
а) проверить перед консервацией поверхность на отсут ствие коррозии, тщательно удалить следы коррозии, после чего очистить поверхность;
б) очистить поверхность как металлических, так и не металлических деталей от загрязнений, жиров, осадков, затем тщательно просушить перед консервацией;
в) для устранения промежуточной консервации дета лей и узлов целесообразно проводить окончательную кон сервацию сразу после сборки и приемки ОТК изделий.
Если после консервации машиностроительное оборудо вание должно быть упаковано, то его следует хранить в та ких же условиях, в каких производилась консервация [82].
Выбор способа очистки зависит от требуемой степени очистки в зависимости от срока и условий хранения; со-
48
става материала (металла), из которого изготовлены де таль и узел; состояния поверхности деталей и узлов и ве личины ее площади; степени сложности конструкции де тали и узла; состава загрязняющих веществ и осадков, которые должны быть удалены; степени загрязнения; на личия оборудования и материалов для очистки.
Наличие продуктов коррозии определяется по следую щим наиболее характерным внешним признакам:
а) на стальных и чугунных деталях — появление тем ных точек и пятен, а также налета оранжево-бурого цвета, который при усилении процесса коррозии переходит в сплошную массу наростов бурого или коричневого цвета;
б) на деталях из алюминиевых сплавов — появление пятен или порошкообразного налета белого цвета с после дующим образованием раковин, заполненных продуктами коррозии (белого и серого цвета);
в) на деталях из меди и ее сплавов •— появление пятен или налета зеленого, реже черного цвета; на деталях из сплава меди со свинцом, свинцовистой бронзы •— появле ние пятен или точек черного, белого или светло-зеленого цвета;
г) на лакированных или окрашенных деталях — взду тие пленки, а в дальнейшем ее шелушение;
д) на поверхностях стальных оксидированных дета
лей — появление ржавчины черно-бурого цвета или |
пятен |
|||
и точек, |
по цвету незначительно отличающихся |
от |
цвета |
|
поверхности деталей; |
|
|
||
е) |
на |
кадмированных деталях •— появление |
пятен и |
|
точек |
белого, серого и черного цвета. |
|
|
Если корродирует основной металл, то продукты кор розии имеют цвет, характерный для продуктов коррозии данного металла.
Для удаления продуктов коррозии с изделий из стали и чугуна следует применять следующие травильные рас
творы *: раствор |
№ 1 — 200—250 г хромового |
ангидрида, |
||
40 мл фосфорной кислоты (плотность |
1,54 г/см3 ), 1 |
л воды |
||
(температура раствора 90—95° С); раствор № 2-— |
990 мл |
|||
серной кислоты |
(10%-ный раствор); |
10 мл |
формалина |
(40%-ный раствор).
После удаления продуктов коррозии детали необходимо промыть в холодной проточной воде, затем нейтрализовать
1 Детали с зазорами и каналами, из которых трудно удалить рас творы полностью, обрабатывать химическим способом нельзя.
4 3. А. Коган |
49 |