Обезжиривание

Цель: убрать жировые загрязнения - минерального или животного происхождения. Минерального – масла (машинное, консервационные смазки), эти продукты нерастворимы в воде, щелочном растворе, их достаточно сложно удалить. Другие жиры – животного происхождения, являются продуктами предварительных операций полирования, а также возникают от простого захвата поверхности руками. Весьма универсальным, но дорогим и экологически небезопасным является удаление всех жировых загрязнений с помощью органических растворителей, которые непосредственно растворяют жиры и смывают их с поверхности. Первоначально использовали керосин и бензин, потом хлорированные углеводороды (три- и тетрахлорэтилен), группу фреонов, которые оказались самыми эффективными по обезжиривающей способности. С кг/м²: фреон 4,45; 3-хлорэтилен 3,1; тетрахлорэтилен 1,7; бензин 1,3; Уайт-спирит 0,9; керосин 0,65. Нефтепродукты пожаро- и взрывоопасны, в настоящее время их стараются не применять. Фреон воздействует на озоновый слой достаточно быстро и практически запрещен. Хлорированные углеводороды пожаро- и взрывобезопасны, весьма легко испаряются и обезжиривание можно проводить не только в жидкой, но и паровой фазе. Последняя важна для очистки труднодоступных полостей – внутренней поверхности труб малого диаметра. Но хлорированные углеводороды разлагаются под действием температуры, при наличии влаги и дневного света, причем образуются коррозионно агрессивные продукты, в частности HCl. Во избежание - обезжиривающую обработку проводят в спец.герметичных установках, перед ними детали целесообразно сушить. Есть сложности с обезжириванием цветных Ме, т.к. хлорированные углеводороды вызывают их коррозию даже в отсутствие влаги, особенно Al и его сплавов. Из-за того, что таких углеводородов достаточно много, то всегда можно подобрать обезжиривающий состав определенному цветному Ме, когда коррозионные воздействия будут минимальны.

Химическое обезжиривание

Основано на возможности протекания реакции омыления жиров животного происхождения в щелочных средах. В результате реакции омыления получаются растворимые легко смываемые продукты:

. Глицерин – бесконечно растворим в воде, т.е. в результате реакции омыления образуются растворимые продукты, которые легко удаляются с поверхности. Следовательно, главным компонентом в растворе обезжиривания является щелочь, NaOH, обычно вводят 15-30 г/л. Кроме нее, обезжиривающие растворы обычно содержат Na₂CO₃ и Na₃PO₄, примерно таких же концентраций. Эти компоненты улучшают смываемость жировых пленок, в результате гидролиза дают свободную щелочь, восполняя ее убыль на реакцию омыления. Кроме того, фосфат является хорошим диспергатором и уменьшает жесткость воды. Процесс обезжиривания ведут при высоких температурах, до 80◦С. Но на больших температурах в момент изъятия детали на них за счет быстрого высыхания образуется плохо растворимая солевая пленка. В современных технологиях рабочая t=40-60◦С. За счет хим.обезжиривания можно удалить и неомыляемые жиры, с помощью их диспергирования под действием ПАВ, как правило, анионактивных, к которым можно отнести силикат натрия (Na₂SiO₃). Эти ПАВ снижают поверхностное натяжение на границе капля жира – раствор, что способствует разрыхлению масляно-жировой пленки и сворачиванию ее в отдельные капли, которые всплывают на поверхность электролита и удаляются механически, загоняя в карман. Такие ПАВ входят в состав препаратов ОП - разновидность полиэтиленгликолевых эфиров. При выборе ПАВ нужно учитывать их экологическую вредность в плане биологического разложения. Не все препараты ОП подвергаются биологической очистке и поэтому их стараются заменить на другие. Для обезжиривания цветных Ме, особенно Al, Zn, сильнощелочные растворы применять нельзя – быстрая коррозия, поэтому используют составы без NaOH, лишь фосфаты и карбонат Na. Часто такие обезжиривающие растворы требуют введения ингибиторов. Например, обезжиривание Al следует проводить при наличии силиката Na, который сильно замедляет растворение Al в щелочной среде. Время обезжиривания () зависит от количества загрязнений, рабочей температуры и концентрации обезжиривающих компонентов.

Чем больше концентрация компонентов, тем выше степень очистки и можно работать при пониженной температуре. В большинстве случаев =3-10 минут, обезжиривание проводят при полном погружении детали в обезжиривающую ванну. Но есть способы струйного обезжиривания: обезжиривающий раствор через форсунки под давлением устремляется на деталь. Удаление загрязнений проводится как за счет хим.реакций, так и за счет действия механической струи – потока. Сейчас используются обезжиривающие композиции, которые поставляются в сухом виде. В отечественной практике были созданы разнообразные обезжиривающие композиции, которые используются в спец.обезжиривающих установках при струйной обработке или полном погружении. В качестве обезжиривающего состава используется комплекс органических ПАВ в виде эфиров и Na₃PO_4, называется ТМС-31 (техническое моющее средство 31 разработки), Лабомид, Синтамид, Синтапол.