Ортофорсфорная кислота: преобразователи ржавчины на ее основе

Боремся со ржавчиной в автомобиле: все о применении ортофосфорной кислоты

Однажды утром вы выходите из дома и обнаруживаете на своем “почти” новеньком автомобиле рыжее пятнышко, появившееся на месте недавнего скола или вылезшее из-под вздувшейся краски. А может быть, вы приобрели подержанный автомобиль с уже имеющимися следами ржавого металла. Ржавчиной называют коррозию железа и его сплавов, возникающую при их контакте с кислородом во влажной среде. Образующиеся при такой реакции вещества – оксиды железа. Особенность их в том, что, появляясь в верхней части металла, они не создают барьера для нижележащих слоев материала (и они также подвержены коррозии). Со временем ржавчина распространяется вокруг исходного пятна и вглубь. Если не предотвратить этого, то через определенный промежуток времени ваш автомобиль просто рассыплется.

Назначение ортофосфорной кислоты

Металлические конструкции под воздействием температуры, влаги и иных факторов со временем покрываются слоем ржавчины. Она вызывает снижение прочности, нарушение целостности структуры материала вплоть до разрушения. Избежать этого можно, если применять особые соединения, которые преобразуют ржавчину.

Преобразователи продуктов коррозии, включающие в состав ортофосфорную кислоту, взаимодействуют с ними и образуют защитную пленку на поверхности металла.

Выпускаются они чаще всего в виде эмульсий, суспензий либо растворов. После нанесения преобразователя на ржавеющую поверхность формируется защитная пленка, далее служащая слоем-посредником между металлом и лакокрасочным покрытием. Так обеспечивается долговечность конструкций. Максимальный эффект от использования будет достигнут, если вещества наносятся на слой продуктов коррозии толщиной не более 100 мкм. За свои способности данное средство также получило название модификатора ржавчины.

Применяемые для антикоррозионной обработки модификаторы в основе содержат преимущественно ортофосфорную кислоту. Однако встречаются преобразователи, изготовленные на многоосновных, оксикарбоновых кислотах, а также на танине, метасиликате натрия. Высоким спросом обладают составы на основе пленкообразующих веществ, иначе именуемые грунтовочными преобразователями коррозии, или просто ГПК.

Область применения преобразователя ржавчины

Помимо решения строительных и промышленных задач по борьбе с ржавчиной, следует отметить важность преобразователя для автовладельцев и их металлических «коней». Одной из самых серьезных проблем для кузова является его коррозия. Если не среагировать во время, жертвами коррозии станут двери, арки и пороги. От нее не застрахован ни один автомобиль. А с учетом второй общепризнанной национальной проблемы (дороги), способствовать появлению ржавчины может несколько факторов: при движении в кузов автомобиля летят камни, образующие сколы; агрессивность противоледных реагентов; недобросовестная антикоррозийная обработка. Ответить на вопрос: «Какой же преобразователь выбрать?» поможет размер и форма обрабатываемого участка. Если требуется очистить деталь относительно небольшого размера, то следует остановить выбор на преобразователях жидкой консистенции. Поместив деталь в раствор и следуя инструкции, мы с легкостью избавимся от коррозии. Более плотную консистенцию преобразователя необходимо использовать на вертикальных участках кузова, например, при удалении ржавчины с двери автомобиля. Если перед нанесением лакокрасочных материалов требуется «пройти» большой участок кузова, мы рекомендуем воспользоваться преобразователями в аэрозольных баллонах.

Коррозия кузова – один из злейших врагов автомобиля! Пресекайте любые ее проявления, благо для этого на сегодняшний день есть все условия!

Использование кислоты от ржавчины

Обработка металлических поверхностей раствором способствует появлению пленки, которая в дальнейшем защищает поверхность от дальнейших повреждений. Если на ржавчину нанести раствор (15-30% кислоты), то в результате реакции, ржавчина превращается в стойкое покрытие. Под действием химического процесса происходит образование ортофосфата железа, образующего пленку коричневого цвета на поверхности металла для его защиты. Иногда, чтобы усилить положительное действие, в раствор можно добавить бутиловый спирт и кислоту винную.

В зависимости от величины поражения ржавчиной металла можно применить разные методы борьбы со ржавчиной:

• травление изделий с погружением в раствор;
• обработка поверхности раствором один или несколько раз;
• нанесение раствора на металлическую поверхность, предварительно его очистив механическим способом.

Травление изделий с погружением в раствор

Когда есть нужная емкость и определенное количество ортофосфорной кислоты, можно легко произвести удаление ржавчины, погрузив деталь или изделие полностью.

Для этого необходимо выполнить:

• изделие или деталь обезжирить чистящим средством, а затем промыть ее;
• приготовить раствор (100 г 85% ортофосфорной кислоты разбавить в 1 л воды) и наполнить специальную емкость;
• поместить изделие в емкость с раствором и оставить на 1 час, периодически помешивая жидкость;
• изделие достать из раствора и промыть;
• промыть изделие нейтрализующим раствором, состоящим из 50% воды, 48% обычного и 2% нашатырного спирта;
• в конце промыть изделие чистой водой и хорошо просушить.

Все вышеперечисленные этапы важны и должны выполняться тщательно. Однако, если берутся детали с большей степенью ржавчины, то потребуется больше времени для ее очистки.

Обработка поверхности

Когда необходимо обработать поверхность деталей или изделий большой площади и их невозможно поместить в емкость, можно применить этот способ. Для этого надо обработать раствором кислоты поверхность с помощью распылителя, валика или кисти. При использовании этого метода, необходимо определить степень коррозии, которая влияет на время обработки изделия.

При высокой степени коррозии применяется комбинированный способ. Вначале снимается рыхлый слой ржавчины механическим путем, вручную или с использованием болгарки со специальной насадкой в виде металлической щетки. После этого выполняется обезжиривание и нанесение водного раствора кислоты с особой тщательностью, чтобы не пропустить свободные участки. Затем, через 2 часа, поверхность нейтрализуется раствором и производится ее смывка и сушка.

При небольшой степени ржавчины можно применять способ обработки без механической чистки, иногда может потребоваться обработка поверхности дважды.

Удаление следов коррозии с поверхностей умывальников, ванн и унитазов

Очень часто ортофосфорную кислоту применяют в качестве средства бытовой химии. Она хорошо очищает следы от ржавчины с поверхностей санузлов. Нельзя использовать данное средство для поверхностей из акрила.

Для очистки эмалированных, а также фаянсовых поверхностей необходимо:

• приготовить раствор из 0,5 л воды и 100 г кислоты (85%);
• затем обезжирить поверхность чистящим средством;
• места со ржавчиной обработать при помощи щетки из натурального ворса;
• нанести раствор на изделие и через некоторое время, в зависимости от количества окислов, хорошо промыть раствором соды (1 ст.л на 1 л воды).

Плюсом этого способа является его безопасность, так как отсутствует механическое воздействие на эмаль и изделие не повреждается.

Требования по нанесению состава

Перед тем, как начинать обработку, проверяют, в каком состоянии металл.

Три ограничения – ситуации, в которых проводить обработку нельзя:

• Большое количество окалины. Когда окалиной покрывается более 30% поверхности материала, наносить модификаторы будет нельзя. Причина в том, что при большом количестве окалины не будет никакого результата, а наносить дополнительное покрытие сверху будет бесполезно из-за некачественной адгезии.
• Слишком сильно поврежденная поверхность. Материал сильно поврежден, есть значительное утончение, единственным выходом будет замена металлического изделия на новое.
• Определенный тип источника ржавчины. Коррозия формируется в разных условиях. Когда порче металла способствует контакт с сернистым газом, сероводородом, аммиаком и многими другими видами агрессивных средств.

Средство будет действовать во всех перечисленных ситуациях, но сам ответ на вопрос о том, что делает преобразователь ржавчины, будет заметно меняться в зависимости от состояния металла.

Нейтральные преобразователи ржавчины

Преобразователи ржавчины, не содержащие кислот, завоёвывают всё большую популярность. Они низкотоксичны и просты в применении.

Активным компонентом является растительное вещество танин. Аналогичные соединения содержатся в чае, дубовой коре, лиственнице, черёмухе и др.

Армасил. Он предназначен для обработки изделий из чёрного металла: арматурных стержней, труб, металлопроката и др.

Этот состав представляет собой сложную композицию на основе растительных танинов, ингибиторов коррозии, стабилизаторов и функциональных добавок.

Процесс преобразования происходит в нейтральных средах, при рН 5,0-6,0. Поэтому не поражённый ржавчиной металл не разрушается, как от кислоты.

Армасил отлично заменяет механический способ очистки металлов от коррозии. Может применяться для плотной ржавчины толщиной до 150 мкм. При такой толщине состав наносится в 2-3 слоя.

Принцип действия

Нейтрализатор переводит оксиды металла в коррозионно-неактивные соединения, обладающие отличной адгезией к металлу. Цвет ржавчины при этом меняется с коричневого на чёрный.

Работать можно валиком, кистью или распылителем. Или окунать деталь в раствор.

Металл можно красить или бетонировать сразу после высыхания пропитки. Она сохнет 1-3 часа, в зависимости от влажности и температуры воздуха.

Особенности

Изменение цвета ржавчины на чёрный позволяет визуально определять качество обработки поверхности. Если ржавчина осталась, Армасил можно наносить во второй и в третий раз по непросохшей поверхности

Преобразователь можно использовать для межоперационного хранения металлических изделий. При отсутствии атмосферных осадков защищает металл от коррозии до 18 дней.

Не требует промывки водой после обработки.

Преимущества

• В составе отсутствуют вредные для здоровья компоненты.
• Можно применять в полевых условиях.
• Качество обработки контролируется визуально.
• Быстро высыхает, максимум за 3 часа.

Недостатки

Техника безопасности

Использовать индивидуальные средства защиты. При попадании в глаза промыть водой.

Область применения преобразователей ржавчины

Однокомпонентная фосфатирующая пропитка применяется для удаления продуктов коррозии со стальных и оцинкованных поверхностей перед окраской различными типами ЛКМ, а также при временной обработке неокрашенных металлоконструкций с целью замедления процессов ржавления. Применяется при обработке:

• каркасных металлоконструкций;
• деталей машин и механизмов;
• труб и трубопроводов;
• различных емкостей и резервуаров;
• мостов, кранов, конвейеров;
• стальной арматуры и свайных фундаментов;
• металлических крыш;
• опор ЛЭП и вышек связи.

Рейтинг лучших преобразователей ржавчины

Что лучше выбрать?

Выбирая средство для удаления ржавчины, нужно ориентироваться на место его применения. Для очистки деталей методом полного погружения требуется большой объем кислоты. Здесь приобретение ортофосфорной кислоты 85% концентрации будет оправдано и с практической, и с экономической точки зрения. Если же нужно не только убрать ржавчину, но еще и создать защитный слой под лакокрасочное покрытие, то самостоятельно сделанный раствор не подойдет. В этом случае лучше купить заводской преобразователь со всеми необходимыми добавками.

Также нужно учитывать то, будет наноситься слой грунтовки или нет. Преобразователи-модификаторы повышают гидрофобизирующие и ингибиторные свойства грунтовки, но сами по себе грунтом не являются. А вот после обработки преобразователем-грунтовкой можно сразу покрывать металл краской.

В заключение хочется акцентировать внимание на том, что ортофосфорная кислота создает защитный слой на межоперационный период. То есть без покрытия ЛКМ металл будет подвержен коррозии.

Перечень методов удаления ржавчины с железа

Тщательная очистка металлических поверхностей от ржавчины и загрязнений – залог того, что адгезия краски с железом будет максимальной, что поможет избежать ее отслаивания, увеличит срок службы и, как следствие, обеспечит надежную защиту металла от коррозии.

Существует несколько общепринятых способов удаления ржавчины и грязи: химический, термический и механический.

Химический метод

Применяется, когда поверхность необходимо не только избавить от ржавчины, но и обезжирить, то есть очистить ее от нефтепродуктов, масла и других подобных веществ. Используются смывки (активные растворители) или моющие средства на щелочной основе. Выбирать очиститель нужно исходя из типа загрязнения. На видео — удаление коррозии при помощи состава Неомид 570.

Как защитить металл от коррозии в домашних условиях?

Существуют ли «народные» средства против ржавчины?

Секреты удаления ржавчины есть. Ржавчину проще всего снять обработкой разбавленным водным раствором соляной или серной кислоты, содержащим ингибитор кислотной коррозии уротропин. Ингибиторы (от латинского «ингибео» — останавливаю, сдерживаю) — вещества, тормозящие химическую реакцию (в данном случае реакцию растворения металла в кислоте). Но ингибитор коррозии не мешает взаимодействию кислоты с оксидом и гидроксидом железа, из которых состоит ржавчина.

Растворы

Например, у вас заржавели оконные шпингалеты, мелкие детали велосипеда, болты или гайки. Их погружают в 5% раствор кислоты с добавкой 0,5 г уротропина на литр, а на крупные вещи такой раствор наносят кистью.

Использовать растворы сильных кислот без ингибитора рискованно. Можно растворить не только ржавчину, но и само изделие. Поскольку железо — активный металл и взаимодействует с сильными кислотами с выделением водорода и образованием солей. В качестве ингибитора кислотной коррозии при удалении ржавчины можно использовать и картофельную ботву. Для этого в стеклянную банку кладут свежие или засушенные листья картофеля и заливают 5-7%-й серной или соляной кислотой так, чтобы уровень кислоты был выше примятой ботвы. После 15-20-минутного перемешивания содержимого банки кислоту можно сливать и использовать для обработки ржавых железных изделий.

Преобразователь ржавчины превращает ее в прочное покрытие поверхности коричневого цвета. На изделие кистью или пульверизатором наносят 15-30%-й водный раствор ортофосфорной кислоты. Затем дают изделию высохнуть на воздухе. Еще лучше использовать ортофосфорную кислоту с добавками. Например, 4 мл бутилового спирта или 15 г винной кислоты на 1 л раствора ортофосфорной кислоты. Ортофосфорная кислота переводит компоненты ржавчины в ортофосфат железа FePO_4. И он создает на поверхности защитную пленку. Одновременно винная кислота связывает часть производных железа в тартратные комплексы.

Металлические поверхности, сильно изъеденные ржавчиной, обрабатывают:

• смесью 50 г молочной кислоты и 100 мл вазелинового масла. Кислота превращает метагидроксид железа из ржавчины в растворимую в вазелиновом масле соль — лактат железа. Очищенную поверхность протирают тряпочкой, смоченной вазелиновым маслом;
• раствором 5 г хлорида цинка и 0,5 г гидротартрата калия в 100 мл воды. Хлорид цинка в водном растворе подвергается гидролизу и создает кислую среду. Метагидроксид железа растворяется за счет образования в кислой среде растворимых комплексов железа с тартрат-ионами;

Химические жидкости

Отворачивать приржавевшие гайки помогает смачивание керосином, скипидаром или олеиновой кислотой. Через некоторое время гайку удается отвернуть. Затем можно поджечь керосин или скипидар, которым ее смачивали. Обычно этого достаточно, чтобы разъединить гайки и болты. Самый последний способ: к гайке прикладывают сильно нагретый паяльник. Металл гайки расширяется, и ржавчина отстает от резьбы; в зазор между болтом и гайкой можно впустить несколько капель керосина, скипидара или олеиновой кислоты. И на этот раз гайка отвернется ключом.

Есть и другой способ разъединения ржавых гайки и болта. Вокруг заржавевшей гайки делают «чашечку» из воска или пластилина. Бортик у нее должен быть выше уровня гайки на 3-4 мм. Заливают в чашечку разбавленную серную кислоту и кладут кусочек цинка. В результате, через сутки гайка легко отвернется ключом. Чашечка с кислотой и металлическим цинком на железном основании — это миниатюрный гальванический элемент. Во-первых, кислота растворяет ржавчину, и образовавшиеся катионы железа восстанавливаются на поверхности цинка; в то же время металл гайки и болта не растворяется в кислоте до тех пор, пока у кислоты есть контакт с цинком. Поскольку цинк более активный в химическом отношении металл, чем железо.

Можно защитить металл от ржавления столярный или слесарный инструмент. Его смазывают с помощью кисточки раствором 10 г воска в 20 мл бензина. Воск растворяют в бензине на водяной бане, не используя открытого огня (бензин огнеопасен).

Полированный инструмент защищают, если нанести на его поверхность раствор 5 г парафина в 15 мл керосина. А старинный рецепт мази для защиты металла от ржавчины таков: растапливают 100 г свиного жира, добавляют 1,5 г камфоры, снимают с расплава пену и смешивают его с графитом, растертым в порошок, чтобы состав стал черным. Остывшей мазью смазывают инструмент и оставляют его на сутки, а потом полируют металл шерстяной тряпочкой.

Дополнительный способ

Чтобы в будущем не мучиться, отворачивая крепежные изделия с проржавевшей резьбой, ее заранее смазывают смесью вазелина с графитовым порошком. Вместо вазелина можно взять, к примеру, любую другую жировую смазку нейтрального или слабощелочного типа. Болты и гайки на такой смазке легко отворачиваются. Даже через несколько лет пребывания под открытым небом.