книги из ГПНТБ / Искра Е.В. Технология окраски судов учеб. пособие

шероховатости поверхностей колеблется в пределах 14—47 мкм, т. е. ниже предельного значения, равного 50 мкм, при котором еще можно получить покрытие хорошего качества.

Стальные листы и профильный материал в первую очередь нужно очищать от ржавчины и окалины. Метод очистки выбирают в зависимости от материала поверхности, а также характера и сте­ пени загрязнения.

Такие загрязнения, как ржавчина, окалина, маркировочные надписи, масла, смазки, грязь, заметны при осмотре. Очень часто на поверхности присутствуют оказывающие неблагоприятное влияние на качество покрытия невидимые загрязнения, например пот от прикосновения рук, остатки сварочных флюсов, различные соли. Остатки смазок и масел, замедляющие высыхание красок и ухудшающие адгезию, можно заметить очень быстро и своевре­ менно перекрасить поверхность. Остатки ржавчины и вещества, вызывающие ржавление, гораздо менее заметны, так как вызы­ ваемые ими разрушения покрытий проявляются лишь по проше­ ствии некоторого времени, когда восстановление покрытия затруд­ нено и сопряжено с большими затратами. Образовавшаяся ржав­ чина представляет собой рыхлую массу, состоящую из гидроокисей и безводных окислов железа разной степени окисления, недоста­ точно прочно связанных с металлом; она имеет более положитель­ ный потенциал, чем железо, содержит гидратационную и адсорб­ ционную воду, а при нахождении металла в промышленной атмо­ сфере— сульфат двухвалентного железа. Незащищенные краской конструкции, находившиеся на открытом воздухе в зимнее время, подвергаются более интенсивной коррозии. Это объясняется зна­ чительным загрязнением их сульфатом железа вследствие повы­ шенного содержания двуокиси серы в воздухе зимой. При этом большая часть сульфата находится не в рыхлой ржавчине, а под ее плотным слоем на поверхности металла. Поэтому удалить суль­ фат железа с помощью металлических щеток невозможно.

111

В процессе горячей прокатки поверхность стали покрывается пленкой окалины, толщина которой составляет 5—80 мкм, состоя­

влага и электролиты при наличии несплошного слоя окалины вызы­ вают интенсивную коррозию железа. При тщательной очистке по­ верхности стали от окалины срок действия покрытия увеличивается иногда в пять раз.

Наиболее простым способом удаления окалины является вы­ держивание листовой стали или профильного проката на откры­ том воздухе, так как этот процесс при постройке судна неизбе­ жен. Однако для полного удаления окалины необходимо выдержи­ вать сталь от одного года до пяти лет. При современных темпах постройки судов этот метод очистки металла от окалины неприго­ ден. Более эффективными являются эрозионные методы очистки. Сущность их заключается в обработке поверхности струей сжатого воздуха, в котором находятся зерна абразива. Ударяясь о поверх­ ность, зерна царапают ее, откалывая небольшие кусочки металла вместе с окалиной, ржавчиной, окисной пленкой и другими загряз­ нениями.

Наличие у абразивного материала острых граней и способность его сохранять свою форму при работе значительно увеличивают эффективность очистки. Поэтому лучше использовать не сфериче­ скую дробь, а колотую дробь, рубленую проволоку или остроуголь­ ный песок.

Эрозионные способы обеспечивают высокое качество очистки практически от всех загрязнений, одновременно придают поверх­ ности равномерную шероховатость, способствующую повышению адгезии наносимых покрытий.

П е с к о с т р у й н ы й с п о с о б является наиболее совершен­ ным методом очистки поверхности, при котором удаляются за­ грязнения, старая краска, окалина и ржавчина и, кроме того, поверхность становится шероховатой, что улучшает адгезию покры­ тий. Однако при этом образуется большое количество пыли, вред­ ной для здоровья людей. В связи с этим в судостроении метод пескоструйной очистки применяют в исключительных случаях для удаления окалины и ржавчины с отдельных конструкций или секций.

Г и д р о п е с к о с т р у й н ы й с п о с о б с использованием влаж­ ного кварцевого песка позволяет сохранить достоинства пескоструй­ ной очистки (полное удаление окалины и ржавчины, быстрота ра­ боты) и одновременно избежать его недостатков (значительное пылеобразование). Недостаток этого способа — в быстром ржавле­ нии очищенного металла, поэтому для очистки листов и проката его практически не применяют. Им пользуются преимущественно при судоремонтных работах.

В связи с большой вредностью очистки с помощью сухого или влажного кварцевого песка возник вопрос о замене этого способа другим. Непрерывное усовершенствование технологии подготови-

112

тельных работ привело к тому, что очистку на судостроительных или судоремонтных заводах оказалось возможным производить с помощью металлического песка. Однако в отдельных случаях осу-

Рис. 26. Очистка стальных листов с помощью дробеструй­ ной установки.

ществлять такую очистку запрещается, так как изменяются перво­ начальные свойства материалов. Например, детали из антимагнит­ ных материалов после обработки металлическим песком намагни-

чиваются; при очистке деталей из нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов мельчайшие частицы чугунного песка вкрапливаются и начинают ржаветь. Поверхность таких деталей после

Другим недостатком дробеметной очи­ стки является появление поверхностного наклепа, вследствие чего тонкие листы коробятся.

Несмотря на указанные недостатки, очистка с помощью дробеметных установок нашла широкое применение как у нас в стране, так и за рубежом. Использование установок позволяет снизить стоимость работ по очистке и устранить тяжелый ручной труд.

114

Д р о б е с т р у й н ы й с п о с о б очистки при помощи стальной или чугунной дроби в принципе напоминает пескоструйный, но яв­ ляется беспылевым. Используя специальные установки (рис. 26), оказалось возможным производить очистку металла не только в ли­ стах или секциях, но и непосредственно на судне, в том числе эксплуатируемом. Схема установки и принцип ее работы показаны на рис. 27. Дробь подается к очищаемой поверхности по шлангу /, отработавшая дробь, окалина, ржавчина и прочие загрязнения по шлангу 2 попадают в циклон 3, где дробь отделяется и попадает в приемник 4, а оттуда снова подается для работы. Загрязненный воздух попадает во второй циклон 5, где отделяется окалина, поподающая в приемник 6; мелкая ржавчина и окалина отделяются на фильтре 7.

Имеющийся комплект рабочих головок к аппарату (рис. 28) по­ зволяет очищать углы, гофрированные поверхности, кромки листа.

Дробеструйные установки менее производительны, чем дробеметные, поэтому их применяют только при очистке отдельных ли­ стов или небольших по размерам участков на ремонтируемых судах.

Другие способы механической очистки — гидроструйный, с по­ мощью механизированных установок, ручного механизированного или немеханизированного инструмента для предварительной очистки листов и профильного проката — не применяют.

§ 17

Термический способ очистки

При термическом способе очистки окалину, ржавчину, старую краску, загрязнения жирового характера удаляют при помощи спе­ циальных горелок различной формы (рис. 29). При нагревании окалина, имеющая небольшой коэффициент теплового расшире­ ния, легко растрескивается и отслаивается от обычных сталей. Для очистки низколегированных сталей такой способ неприемлем, так как коэффициенты теплового расширения стали и окалины почти одинаковы. Термическая обработка неприменима и для кон­ струкций из тонколистового металла, так как нагревание может вызвать их деформацию.

Ржавчина при термической обработке теряет влагу и превра­ щается в рыхлые черно-бурые окислы железа, которые легко уда­ ляются с поверхности металла проволочными щетками. Если часть такой ржавчины осталась на поверхности, то, попадая в краску, она играет роль пигмента.

Хотя термический способ удаления старых красок очень эф­ фективен, однако, учитывая большую огнеопасность и выделение значительных количеств паров, содержащих ядовитые компоненты (акролеин, окислы свинца, цинка, мышьяка и т. п.), его применяют редко, при наличии хорошей вентиляции и там, где исключена возможность пожара.

Рис. 29. Горелки для очистки ме­ талла от окалины и органических загрязнений:

а — кольцевая; б —круглая; в —плоская.

§ 18

Химические и электрохимические способы очистки

Химическая очистка. Под химической очисткой подразумевают все способы удаления окалины и ржавчины кислотами, пастами или щелочами. Очистка травлением предназначена для удаления с поверхности металла, преимущественно в листах, окалины и ржавчины.

Травление должно быть организовано так, чтобы сталь разру­ шалась как можно медленнее, а окалина, наоборот, быстрее. Это достигается соответствующим подбором травильных растворов. При этом нужно помнить, что окалину, образовавшуюся при низ­ кой температуре, удалить труднее, чем образовавшуюся при более высокой температуре. В высокотемпературной окалине нижний, гра­ ничащий с основным металлом слой легко растворим в кислотах.

116

Травление приводит к быстрому его растворению (рис. 30, а) и отслаиванию верхних слоев. Травление стали с низкотемпературной окалиной происходит медленнее (рис. 30, б) и сопровождается большими потерями металла.

Технология очистки травлением заключается в том, что предва­ рительно обезжиренные листы погружают в ванну с травящим раствором, затем промывают в проточной воде, обрабатывая при этом щетками, чтобы удалить остатки окалины и образовавшийся при травлении шлам, нейтрализуют в ванне с раствором щелочи, после чего промывают теплой водой.

При травлении в серной кислоте происходит быстрое растворе­ ние железа и очень медленное — окислов. Поэтому при использо-

а)

Рис. 30. Схема удаления окалины травлением:

вследствие растворения находящегося под ними слоя железа. Со­ ляная кислота лучше растворяет окислы железа, но глубже про­ никает в поры металла, вследствие чего ее труднее отмывать и нейтрализовать. В дальнейшем эти неудаленные остатки кислоты могут вызвать коррозию металла.

При использовании соляной кислоты получается более чистая поверхность и опасность перетравливания меньше, чем при ис­ пользовании серной.

Образующийся при травлении водород проникает в металл и вызывает его водородную хрупкость. Устранить это можно, ограни­ чив длительность действия кислоты на металл и применив инги­ биторы, которые замедляют растворение стали и, таким образом, уменьшают выделение водорода.

Хорошими ингибиторами считаются такие, при внесении 5 г которых (не более) на 1 л раствора обеспечиваются необходимые условия травления; ингибиторы среднего качества дают эффект при введении 5—30 г на 1 л. Ингибиторы, которые нужно вводить в количествах больших, чем 30 г на 1 л, относятся к плохим. Применение ингибиторов на 40—50% уменьшает потери металла при травлении и на 30—40% снижает расход кислоты.

Для удаления окалины существует большое количество раство­ ров и паст. Состав некоторых паст приведен в табл. 21.

117

Таблица 21

Состав паст, используемых для очистки корпусов судов от окалины и ржавчины

118

нержавеющих сталей. По этому методу окалину сначала разрых­ ляют в расплаве каустической соды и селитры, состоящей йз 70— 80% NaOH и 30—20% NaN03 при температуре 400—520°С. При промывке в холодной воде разрыхленная окалина в значительной мере удаляется.

Для получения блестящей поверхности производят травление в растворе, содержащем 15—18% H2S 0 4 и 3—5% NaCl при 60— 70° С. Пассивирование осуществляют при 50° С в 30%-ном растворе

HN03.

С т р у й н ый м е т о д о чис т ки объединяет в себе химиче­ ское и механическое воздействие на поверхность очищаемых де­ талей. В этом случае стальные листы не погружают в травильную

119