Окалина на металлах растворение в кислотах

Следует отметить, что растворимо ть оксидов металлов и скорость растворения окалины в соляной кислоте выше, чем в серной, при равной концентрации. Кроме того, она менее активно реагирует с железом, поэтому потери металла при травлении в соляной кислоте несколько меньше. В соляной кислоте удаление окалины происходит преимущественно за счет ее растворения, тогда как в серной кислоте — в основном за счет ее отрыва от поверхности в результате подтравливания металла и разрыхления окалины выделяющимся водородом. [c.213]

В свежем травильном растворе концентрация H l достигает 12—18%, а в отработанном около 2—4%. Механизм травления стали в серной и соляной кислоте идентичен, различие состоит лишь в разном соотношении количества растворенной окалины к растворенному металлу, что является следствием химических свойств этих кислот. [c.12]

Растворение окалины протекает по химическому и электрохимическому путям. Процесс растворения можно разделить на четыре периода [36 40 42]. Первый — пропитка окалины кислотой, незначительное растворение оксидов и металла на дне пор и трещин в окалине, металл при этом практически не растворяется. Во втором периоде продолжается пропитка окалины раствором кислоты и начинается химическое и электрохимическое растворение оксидов, [c.58]

Замедлители коррозии металлов нередко применяются для удаления окалин травлением в кислоте. Так, например, для предохранения стали на 90% от растворения в 4,9% растворе серной кислоты при 25° в течение 48 ч достаточно добавить к раствору 0,003% бутилсульфида или 0,011% тиомочевины, или 0,19% бензальдегида. [c.269]

Скорость процессов кислотной коррозии можно значительно уменьшить путем введения в кислоту так называемых замедлителей (ингибиторов) коррозии. Наряду с Другими применениями замедлители широко используются при химических методах очистки черных металлов от окалины и ржавчины, при химической очистке паровых котлов от накипи. Так как замедлители ослабляют растворение металла в кислоте, но не замедляют растворения в ней ржавчины или накипи, то применение их в этих случаях значительно облегчает весь процесс. Зто действие объясняется тем, что замедлители хорошо адсорбируются на поверхности самого металла, но не его солей или окислов. Замедлители достаточно вводить в кислоту в небольших количествах. [c.311]

Травление в хлоридных растворах проводят, как правило, при температурах не выше 60°С, что связано с летучестью хлористого водорода. Из-за более высокой скорости растворения окалины в соляной кислоте продолжительность травления металла в хлоридных ваннах может быть значительно меньше, чем в сульфатных. Для травления стали со слоем окалины задают концентрацию соляной кислоты 150 г/л и более. Из-за интенсивно протекающей реакции растворения металла и оксида происходит саморазогрев. Накопление солей железа в хлоридном растворе меньше, чем в сульфатном это сказывается на продолжительности и качестве травления. Преимущество хлоридных растворов — более чистая и менее шероховатая поверхность после травления. [c.118]

Коррозией называется процесс самопроизвольного разрушения металлов под влиянием внешней среды. Ржавление железа на воздухе, образование окалины при высокой температуре, растворение металлов в кислотах — обычные примеры коррозии. В результате коррозии многие ценные свойства металлов ухудшаются уменьшаются прочность и пластичность, возрастает трение [c.360]

При кислотном травлении ингибитор вводится в травильные растворы в количестве 0,1—0,2%. Он сохраняет эффективность до температуры 90° С. При травлении в открытых ваннах с И-1-В требуется добавление пенообразователя КБЖ или КДЖ в количестве 0,05—0,1%. При солянокислых обработках нефтяных скважин И-1-В вводится в соляную кислоту в количестве 1—1,5%. Для увеличения эффективности защиты стали от коррозии в соляную кислоту наряду с И-1-В рекомендуется добавлять уротропин в количестве 0,05—1%. И-1-В защищает углеродистую сталь в растворах серной кислоты на 95—99%, в 15%-ной соляной кислоте при 50° С — на 99%. При травлении сталей с И-1-В улучшается качество металла, уменьшаются потери металла и кислоты, снижается наводороживание, не тормозится растворение окалины. По своим характеристикам И-1-В лучше, чем ингибитор ЧМ. Применение И-1-В позволяет повысить температуру травления, что увеличивает производительность травильных ванн на 8—12% и продолжительность работы ванн. [c.64]

Основой процесса травления является реакция растворения окислов железа и основного металла. При травлении в растворе соляной кислоты металлическая поверхность очищается преимущественно за счет растворения окислов, а в растворе серной кислоты — основного мета.лла с отслаиванием окалины водородом, выделяющимся в процессе реакции растворения металла в кислоте. Кроме отслоения окалины, водород переводит окислы металла в растворимое состояние. [c.150]

Характерные особенности имеет применение ингибиторов для сернокислотного травления на НТА. Это связано прежде всего с неравномерным распределением окалины по поверхности листового металла, что приводит к неравномерности ее удаления в процессе травления, растравливанию поверхности, наводороживанию. Для устранения этих недостатков необходимо применение ингибиторов. Однако установлено [167], что применение ингибиторов на НТА сопровождается загрязнением поверхности металла, вызывает ухудшение сцепления наносимых покрытий (цинковых, лакокрасочных), замедляет удаление окалины, ингибиторы ухудшают работу купоросных установок (забивают отверстия центрифуг, вызывают вспенивание растворов, загрязняют кристаллы железного купороса). Поэтому к ингибиторам, используемым в НТА, предъявляются особые требования высокая эффективность при 95—100 °С, хорошая растворимость в кислоте, устойчивость к солям железа, ингибитор не должен тормозить растворение окалины, затруднять процесс регенерации травильного раствора, загрязнять поверхность металла [167]. [c.104]

Слой окалины никогда не бывает вполне однородным. При изменении температуры изделия окалина растрескивается, мелкие осколки ее, попадая под прокатные валки, вдавливаются в металл и слой окалины в таких местах утолщается. При охлаждении изделия после прокатки образуются трещины. В результате удаление окалины химическим растворением в кислоте происходит с различной скоростью — па одних участках поверхности окалина еще сохраняется, на других металл уже обнажен и взаимодействует с кислотой. На рис. IV,7 схематически показаны последовательные стадии удаления окалины. [c.147]

Соляная кислота применяется в производстве красителей, лекарственных веществ, хлорида аммония, угольной кислоты,, в кожевенной промышленности для обработки сырых кож, в текстильной и пищевой промышленности. В последнее время ингибированную соляную кислоту применяют для очистки черных металлов от ржавчины и для травления их, т. е. снятия окалины. Ингибиторы замедляют реакцию растворения металла в кислоте, почти не изменяя скорости реакции кислоты с окалиной. [c.249]

Краткий исторический очерк. Ингибиторы кислотной кор- розии были известны еще в средневековье. Мастера-оружейники при травлении стальных изделий для снятия с них окалины добавляли в кислоты различные органические продукты—муку, отруби, дрожжи и др., замедлявшие растворение металла и препятствовавшие появлению травильной хрупкости. [c.7]

А — исходное состояние (в слое окалины видны трещины) Б — начало удаления окалины (за счет растворения в кислоте и отрыва пузырьками водорода) В — почти вся окалина удалена (на свободной поверхности металла идет интенсивное выделение водорода) Г — чистая поверхность металла в кислоте. [c.147]

Механизм растворения окалины в соляной кислоте принципиально отличен от механизма травления в серной кислоте. Соляная кислота в отличие от серной быстро растворяет окислы, входящие в состав окалины. Поэтому при травлении в соляной кислоте можно использовать сильные ингибиторы, полностью прекращающие процесс выделения водорода и диффузию водорода в металл. Механическое воздействие пузырьков выделяющегося водорода на окалину при травлении металла в ингибированной соляной кислоте не является необходимым. [c.84]

Химический метод очистки труб заключается в растворении окалины, ржавчины химическими соединениями (табл. 41) в специальных ваннах. Этот метод наиболее эффективен. Чтобы замедлить растворение основного металла, к раствору кислоты, как правило, добавляют ингибиторы коррозии. При этом получают уменьшение потерь металла при травлении. [c.106]

Таким образом, с течением времени под окалиной образуется подкоп и она отслаивается. Это отслаивание частично может вызываться воздействием кислоты на металл с выделением водорода возможно, что пузырьки, образующиеся под окалиной, способствуют ее отделению. Вполне возможно, что медленное восстановительное растворение магнетита р результате действия элемента железо 1 кислота магнетит также играет свою роль, и нижняя часть слоя магнетита, находящаяся в контакте с металлом, переходит в раствор как растворимая закисная соль железа (непосредственное воздействие привело бы к образованию смеси солей двухвалентного и трехвалентного железа). Наличие трещин в окалине, допускающих проникновение кислоты к поверхности раздела между металлом и окисью, вероятно, имеет важное значение для быстрого травления. Это обстоятельство подчеркивалось рядом авторов [241, [c.372]

При химическом травлении черных металлов в основном применяют серную и соляную кислоты. Если поверхность металла, погруженного в кислоту, покрыта окалиной или ржавчиной, одновременно идут два процесса растворение металла и растворение окислов. При травлении в серной кислоте протекают следующие процессы [c.165]

В соответствии с основной целью кислотной обработки металла ингибиторы не должны замедлять удаления оксидных и других слоев с поверхности металла. Оптимальный ингибитор должен в ЭТИХ условиях замедлять растворение металла и ускорять снятие окалины. Ингибитор должен сохранять свое действие при увеличении содержания солей железа и снижении концентрации кислоты, он не должен при этом высаливаться и коагулировать. Присутствие ингибитора не должно ухудшать работу установки по регенерации кислоты и препятствовать кристаллизации соединений железа, не загрязнять их. [c.63]

Вначале сталь для горячего цинкования погружают в раствор соляной кислоты, чтобы снять всю ржавчину и окалину и сделать поверхность несколько шероховатой. Травильная кислота обычно содержит органические ингибиторы, которые предотвращают излишнее воздействие коррозии на чистую сталь при восстановительном растворении окисных пленок и окалины. Отливки предварительно подвергают дробеструйной очистке. Флюсование металла хлористым алюминием после травления осуществляют перед погружением в расплав цинка либо непосредственно при погружении путем пропускания через расплавленный флюс, находящийся на поверхности цинковой ванны (в некоторых случаях используют оба метода). [c.70]

Замедлители коррозии широко используют при химических методах очистки черных металлов от окалины и ржавчины. Так как ингибиторы коррозии уменьшают скорость растворения в кислоте самого металла, но не снижают скорости растворения ржавчины или накипи, то применение их в этих случаях значительно облегчает процесс удаления окисных пленок с поверхности металлов. Действие ингибиторов коррозии в этих случаях объясняется тем, что они хорошо адсорбируются на поверхности чистого металла, но не его солей (фазовых пленок). [c.475]

Соляная кислота является в настоящее время самым дешевым и эффективным растворителем окалины и продуктов атмосферной коррозии. При предпусковой очистке она про никает через поры окалины и ржавчины, растворяет оксид железа II и металл. Подтравленные отложения переходят в раствор в виде взвеси, которая затем постепенно растворяется в объеме раствора. Ранее считалось, что в растворах соляной кислоты лишь 50% оксидов железа находится в растворенном состоянии. Определение взвешенных веществ при предпусковых очистках соляной кислотой показывает, что количество их не превышает 15— 20%. Количество взвеси в кислоте зависит от растворимости оксидов железа, а она в свою очередь от температуры и скорости движения раствора. При температурах 60— 70°С 3—5%-ные растворы соляной кислоты, циркулирующие со скоростью 0,5—1,5 м/с, с достаточно высокой скоростью переводят оксиды железа в растворенное состояние. При наличии интенсивной циркуляции раствора (высокопроизводительные насосы) опасность заби-4 [c.51]

Таким образом, при обработке соляной кислотой достигается наиболее полный эффект очистки поверхностей металла от продуктов коррозии. При этом часть отложений ( 80%) находится в растворенной форме а остальная часть — в виде нерастворившихся чешуек окалины, грата и пр. [c.86]

Изучая химическую стойкость окисных пленок по отношению к агрессивных растворам, Эванс обнаружил, что, вопреки существовавшему мнению, снятая с железа высокотемпературная окалина практически не растворяется даже в очень сильных кислотах. Очень медленно растворяются кислотой и прозрачные чешуйки пленок, снятые с железа, окислившегося при комнатной температуре. Следовательно, сплошная окисная пленка в принципе вполне может защитить металл не только от химического окисления, но и от электрохимического растворения на аноде. В то же время многие окислы металлов, особенно в тонких слоях, обладают достаточной элект-тронной проводимостью для того, чтобы на покрытой ими поверхности могли протекать любые анодные процессы, связанные с разрядом молекул или ионов, т. е. с передачей электронов от компонентов раствора к металлу. А это, как уже отмечалось, характерно для пассивных металлов, выполняющих роль нерастворимых анодов. [c.434]

Применяют кислоты лимонную, адипиновую, муравьиную и некоторые другие. Более широко используется лимонная кислота, при очистке которой требуется надежная циркуляция раствора со скоростью не менее 0,5 м/сек, но не более 1,в м/сек во избежание усиления коррозии котельного металла. Концентрация кислоты лежит в пределах 1,0—3,0% (3%-ный раствор кислоты может связывать 0,75% железа—по массе). Очистка ведется при температуре 95— 105 °С. Скорость растворения окислов железа при этом составляет 250—300 г/ м -ч) при температуре меньше 80°С растворение окислов железа идет медленно, а при >105 °С усиливается коррозия. Концентрация железа в растворе не допускается более 0,5%, а pH раствора не должно быть выше 4,5 длительность пребывания раствора в парогенераторе составляет 3—4 ч (большая длительность может вызвать вы падение осадка цитрата железа, что недопустимо). Лимонная кислота эффективно удаляет прокатную окалину, но не действует на силикаты и медь соединения кальция удаляются в ограниченных размерах. Нельзя допускать Пферывов в циркуляции раствора и добавлять в раствор свежую кислоту (сумма свободных [c.16]

Процессы растворения составляющих окалины и металла в сериой кислоте могут быть представлены следующими реакциями [c.98]

Использование кислых технологических сред, а также применение кислот для различного рода технологических операций приводят к интенсивной коррозии металлического оборудования, трубопроводов, емкостей, машин, агрегатов, арматуры и т. п. Так, например, интенсивной коррозии подвергается оборудование нефтеперерабатывающих заводов, где в ходе технологического процесса переработки нефти образуются соляная, сероводородная, уксусная, нафтерювая кислоты. В нефтегазодобывающей промышленности коррозии подвержены оборудование скважин, насосно-компрессорные трубы, установки сбора и перегонки нефти и газа из-за наличия сопутствующих кислых газов сероводорода, углекислоты. В химической промышленности коррозионному разрушению подвергаются емкости для хранения кислот, реакторы, перекачивающие насосы (например, крыльчатки насосов, перекачивающих катализат в производстве уксусного альдегида, выходят из строя через 2—3 сут). Химическая обработка металлоизделий, проката, труб, проволоки в кислотах и кислых средах вызывает интенсивное растворение металла и значительные безвозвратные потери его. Считают, что при травлении окалины с поверхности стальных горячекатанных полос в кислотах теряется от 2 до 4 % протравливаемой стали, что при годовом производстве в 150 млн. т составляет 3—6 млн. т металла. Еще более опасны сопутствующие равномерной коррозии процессы локальной коррозии, наводороживания, коррозионного растрескивания, усталостного разрушения сталей. Так, по данным обследования химических заводов Японии, в 1979 г. более 50 % оборудования, разрушенного под воздействием кислых агрессивными сред, приходилось на локальную коррозию, коррозионное растрескивание, коррозионную усталость и лишь 33 % — на общую коррозию. [c.6]

В третьем периоде скорость растворения вюстита резко возрастает, причем преимущественно со стороны металла, к которому проникла кислота по каналам в вюстнте. Одновременно начинает интенсивно растворяться н магнетитовый слой за счет интенсивной работы пары металл — окалина. Потенциал резко разбла-гораживается и приближается к потенциалу стали, свободной от окалины. Процессы растворения протекают со смешанной Н+—и Fe +— Fe + деполяризацией, Выделяющийся водород и подтравливание вюститного слоя со стороны металла способствуют механическому отделению слоя магнетита и образованию иа Поверхности островков окалины, Вюститный слон пронизан многочисленными каналами и порами начинает растворяться поверхность металла в порах и под окалиной. [c.97]

Один из способов торможения коррозионных процессов — это изменение состава окружающей среды (раствора или воздуха) с помощью веществ, снижающих скорость сопряженных электрохимических реакций. Такие вещества получили название ингибиторов, т. е. замедлителей коррозии. О существовании их было известно еще оружейника1М древней Руси. При очистке ружейных стволов от окалины металл протравливали в серной кислоте, а чтобы предохранить его от растворения в кислоте, в нее добавляли пшеничные отруби. Так, благодаря находчивости и наблюдательности русских оружейников были найдены первые ингибиторы. В наше время опытный поиск ингибиторов заменен целенаправленным выбором среди множества самых разнообразных органических и неорганических веществ наиболее эффективных замедлителей коррозии. Это стало возможным только после установления электрохимической природы коррозии и изучения кинетики электродных процессов. Действительно, рассматривая коррозионный процесс как обычную химическую реакцию типа [c.91]

Травление железа [2] имеет место при производстве проката тонкого и толстого листового железа, цинковании, лужении, ковке, штамповке, эмалировании и т. д. Для удаления окисленного слоя (смесь FeO и РегО , или даже FejOi), который в зависимости от характера обработки материала называется окалиной обжига, прокатки, ковки и т. п., обычно применяются ванны с разбавленными кислотами, как например, серной, соляной, азотной, их смесями, а в отдельных случаях — с плавиковой кислотой или кислыми солями. Эти вещества оказывают, во-первых, чисто химическое действие на окалину, с образованием соответствующих солей железа и их растворением, а во-вторых, сам металл, реагируя с кислотами, выделяет водород. Этот процесс облегчает механическое отделение и отслаивание окалины, на растворение которой и расходуется нри травлении основное количество кислоты. Концентрация свежего травильного раствора бывает различной, в зависимости от вида применяемой кислоты и материала, подлежащего травлению. Чаще всего оно составляет от 5 до 20 вес. %. Количество свободной, непрореагировавшей кислоты составляет 2—7 вес. %, Травление соляной кислотой производится при более низкой температуре (максимум 30—40°), серной кислотой — при более высокой (не выше 80°). Предпочтение какой-либо кислоте делается в каждом случае отдельно, с учетом стоимости транспортных расходов, характера дальней-ншй обработки металла, состава сточных вод и их сброса, т. е. факторов, с которыми должно считаться каждое предприятие.. Для сокращения расхода кислот и предупреждения разъедания, металла издавна пользуются различными, чаще всего органическими, добавками, так называемыми присадками, из которых наиболее известна травильная присадка Фогеля (СЬеш. Fabrik Ноеск). [c.151]

Пассивирующее действие адсорбции. Покрытие поверхности адсорбционной пленкой замедляет разные поверхностые процессы, т. е. пассивирует поверхность. Например адсорбция незначительных количеств разных красок кристаллами Ка504 задерживает их рост в пересыщенном растворе (Марк, 1910). Скорость растворения кристаллов в воде или металлов в кислотах также сильно падает при адсорбции. На этом например основано применение присадок при снятии окалины с железной проволоки обработкой в серной кислоте. Эти присадки, представляющие собой поверхностно активные вешества (жидкость Фогеля и другие смеси фенолов, получающиеся при обработке каменноугольного масла), задерживают растворение железа в кислоте. Скорость испарения также уменьшается при покрытии испаряющейся поверхности адсорбционной пленкой. Это показали Пупко и Проскурин (1933) для ртути, на которой адсорбированы олеиновая кислота или триолеин. [c.371]

Химические процессы, протекающие при контакте сложной системы сталь-—слой окалины с минеральной кислотой, имеют следующие особенности [175, 176]. В первый период раствор кислоты через поры н трещины в наружном слое окалины (гематите) проникает к глубинному слою вюститу и даже к поверхности собственно металла. Далее преимущественно растворяется вюстит, а трещины и поры в слое магнетита и гематита увеличиваются. С момента ироникновения кислоты к поверхности металла начинается его растворение с выделением водорода. Образующиеся пузырьки водорода развивают высокое давление в норах и щелях окалины и способствуют тем самым отрыву оксидных слоев от поверхности металла. Если раствор кислоты не ингибирован, то происходит одновременное травление металла и растворение окалины. Ингибиторы преимущественно замедляют растворение металла, мало сказываясь на растворении окалины. [c.117]

Скорость процессов кислотной коррозии (т. е. разрушения в кислотах) можно значительно уменьшить путем введения в кислоту так называемых замедлителей (ингибиторов) коррозии. Так называются вещества, которые при введении (в незначительном количестве) в коррозионную среду заметно снижают скорость коррозии. Разностороннее исследование действия различных замедлителей коррозии, проводившееся в течение ряда лет С. А. Балезиным с сотрудниками, выяснило многие важные стороны этого явления. Замедлители широко используются при химических методах очистки черных металлов от окалины и ржавчины (травление в кислоте), при химической очистке паровых котлов от накипи. Так как замедлители ослабляют растворение металла в кислоте, но не замедляют растворения в ней ржавчины или накипи, то применение их в этих случаях значитэльно облегчает весь процесс. Это действие объясняется тем, что замедлители хорошо адсорбируются на поверхности самого металла, но не его солей или окислов. Замедлители достаточно вводить в кислоту в иебольших количествах. [c.343]

С. А. Балезиным и др., выяснены многие важные стороны этого явления. Наряду с другими способами защиты металлов ингибиторы коррозии широко используются при химических методах очистки черных металлов от окалины и ржавчины при химической очистке паровых котлов от накипи. Так как замедлители коррозии уменьшают скорость растворения в кислоте самого металла, но не уменьшают скорости растворения ржавчины или накипи, то применение их в этих случаях сильно ослабляет коррозию. Действие ингибиторов коррозии в этих случаях объясняется тем, что они хорошо адсорбируются на поверхности самого металла, но не его солей или окислов. [c.461]

Наряду с другими областями применения замедлители коррозии широко. используют при химических методах о чистки чер- ьгх металл ов от окалины и ржавчины. Так как замедлители коррозии уменьшают скорость растворения в кислоте самого металла, но не уменьшают скорости растворения ржавчины или накипи, то применение их в этих случаях значительно 01блегчает процесс. [c.424]

В процессе травления низкоуглеродистых сталей с целью удаления с них окалины 5 % кислоты расходуется на собственно растворение окалины и 55 % на растворение стали. Считают, что травлении теряется от 2 до 4 % протравливаемой стали, что при годовом производстве в 150 млн. т составляет 4—6 т. Снижение потерь металла при травлении — важнейший резерв экономии. Поэтому травление сталей в серной и соляной кислотах должно осуществляться обязательно с применением ингибиторов. Но не только это диктует необходимость использования ингибиторов. Дело в том, что процесс травления сопровождается обычно побочными явлениями, такими как неравномерность растворения металла, перетравлнвание его (особенно в серной кислоте), что приводит к увеличению микрошероховатости поверхности и, в конечном счете, к снижению качества стали. Неравномерность травления, растравливание поверхности способствует появлению будущих очагов локальных коррозионных процессов. Поглощение металлом выделяющегося при травлении водорода вызывает изменение физико-механических и физико-химических свойств электропроводности, магнитной восприимчивости, микротвердости, пластических и прочностных свойств и т. п. Все эти нежелательные явления могут быть эффективно предотвращены введением в травильные растворы ингибиторов. Большинство ингибиторов разработаны преимущественно для серной кислоты. [c.101]

Для удаления окалины рекомендован раствор 16 /о НзЗО +Ю /о Ре804 добавкой ИР-2 (1 г/л кубового остатка -(-0,5 г/л П1авелевой кислоты). Скорость растворения стали 15Х1МФ в этом растворе составляла 7 г/(м -ч) против 238 г/(м -ч) без ингибитора (2 = 97%]). Применение ИР-2 позволяет снизить расход кислоты и металла, в 1.5 раза увеличить время стравливания окалины-Ингибитор рекомендован для внедрения на трубопрокатных заводах, щиро-кого применения не нашел. [c.136]