Как эффективно убрать ржавчину с металла: механические и химические способы

Какие есть способы? Убрать ржавчину с металла можно самыми разными способами. Одни крайне просты, использование других связано с некоторыми сложностями. Какие-то методики чаще применяются в условиях производства, что-то вполне можно задействовать дома.

Что нужно учесть? Какой бы способ удаления ржавчины вы ни выбрали, нужно строго следовать изложенным ниже рекомендациям. В противном случае, несмотря на все приложенные усилия, результат окажется ниже ожидаемого или его не последует вовсе.

Причины появления ржавчины

Коррозия – это процесс химической реакции взаимодействия металла с кислородом (или же с другими веществами), при котором происходит разрушение структуры кристаллической решетки и потеря изделием ценных физических и химических свойств. В случае железа его соединение с кислородом протекает в присутствии воды, в результате чего образуется привычная всем ржавчина (Fe2O3). Но если какой-то один компонент отсутствует, то она не образуется.

Редкий металл не подвержен окислению. А те, что к данному химическому взаимодействию инертны (например, золото или платина), стоят очень дорого. Коррозируют металлы по разным причинам. Вот наиболее распространенные:

• некоторые виды сплавов при соприкосновении образуют гальваническую пару, что является благоприятным условием для процесса окисления;
• окружающий воздух характеризуется повышенной влажностью;
• перепад температуры (резкий и частый);
• трение металлических поверхностей между собой;
• присутствие металлического объекта в среде с агрессивными (реактивными) веществами (щелочами, кислотами), при этом агрессивной средой является также частично расположенные на поверхности металла масляные пятна (чтобы деталь не ржавела, она должна быть покрыта масляной пленкой полностью);
• подверженность воздействию электрического тока (причем переменный ток намного сильнее способствует возникновению и развитию коррозии, чем постоянный);
• применение для антикоррозийной защиты откровенно некачественных материалов.

С инженерной точки зрения любая коррозия – враг. Последствия ее развития весьма печальны:

• теряются полезные свойства конкретной детали;
• ухудшаются эксплуатационные особенности металлических конструкций;
• усиливается хрупкость подверженных коррозии элементов;
• ухудшается внешний вид заготовок.

Виды коррозии металла

В зависимости от условий протекания и характера воздействия специалисты классифицируют коррозию достаточно широко. Рассмотрим некоторые из ее признаков и особенностей:

Цвет

Основную роль играет среда, в которой развивается коррозия. Чаще всего ржавчина имеет все оттенки красного, что говорит о том, что металл окислялся в присутствии воды (или влаги, содержащейся в воздухе). Это самый часто встречаемый вид ржавчины.

Если кислорода не хватает, то цвет коррозии ближе к желтому. Но если кислорода вовсе нет (в нерастворенном в жидкости виде), то оттенок ржавчины становится более темным – коричневым. Такая ржавчина встречается довольно редко. И, наконец, еще один тон, который может иметь ржавчина, – черный. Она образуется, если в дефиците влага.

Классификация по типу разрушения структуры металла

Выделяют следующие виды коррозии:

1. Сплошная. Пораженной оказывается вся поверхность металлического объекта, однако распространяется ржавчина неравномерно – с различной интенсивностью и скоростью.
2. Избирательная. Корродировать могут лишь некоторые детали и элементы металлической конструкции. Такое поражение имеет место в случае повреждения защитного покрытия или же в результате воздействия конкретно в данном месте более сильных факторов.
3. Местная. В данном случае на поверхности металлического объекта появляются разрозненные пятна ржавчины с разной обширностью и глубиной проникновения. Если не предпринимать мер, то стальной лист с местными очагами коррозии может проржаветь насквозь.
4. Подповерхностная – металл ржавеет как бы изнутри.
5. Межкристаллическая. Это самый опасный вид коррозии, потому что разрушению подвергается структура кристаллической решетки. Невооруженным глазом такую ржавчину не определить, но металлическое изделие становится при этом хрупким и даже ломким.
6. Щелевая. Этот вид ржавчины образуется в технологических зазорах и местах стыка незащищенных металлических деталей.

Существуют следующие виды борьбы с коррозией:

• термический;
• химический;
• механический.

После термической обработки металлической поверхности с помощью ацетиленовой горелки устраняется вся прокатная окалина, однако ржавчина удаляется не полностью. И для подготовки детали к покраске данная технология не годится. Для этого применяют химический и механический методы.

Механические способы убрать ржавчину с металла

Наиболее действенным способом удаления ржавчины с металлической поверхности по-прежнему является ее механическая зачистка. Процесс можно осуществлять как вручную, так и использовать электрический инструмент. Обычно здесь применяют следующие способы удаления коррозии:

Посредством металлических щеток (корчеток)

Такие щетки могут использоваться исключительно для ручной зачистки (в том числе сварных швов). Ими можно убрать ржавчину с металла и в домашних условиях. Но следует признать, что качество такой обработки невысоко: окалину с помощью корчетки удалить не получится, кроме того, в процессе работы образуется много металлической пыли.

С помощью абразивного инструмента

Применяются особые диски для шлифовки, и если при этом пользоваться подходящим электроинструментом, то эффективность подобной обработки – 100%-ная. Из недостатков: довольно высокие требования к компетенции исполнителей, да и шлифовальные диски стоят недешево.

Очистка фольгой

Это один из распространенных способов очистки хромированных поверхностей. Алгоритм работы:

1. Приготовьте емкость с водой, обычные бумажные салфетки, а также флакон очищающей жидкости WD-40, используемой для протирки клемм проводки у автомобилей.
2. Наберите в емкость теплой воды.
3. Сомните небольшой объем фольги в плотный шарик, обмакните его в воду и начните оттирать им ржавчину с поверхности. Вода не даст образовываться пыли, а также сократит количество потертостей.
4. После того как большая часть ржавчины с металла удалена, поверхность нужно протереть сухими салфетками (убрать ими всю воду), нанести WD-40 и теми же салфетками втирать ее в поверхность плавными движениями в течение примерно минуты. После этого опять протереть материал сухими салфетками.

Применение пескоструйных устройств

Задумались о том, как быстро убрать ржавчину с металла? Предлагаем воспользоваться следующим вариантом. На пораженную поверхность под напором надо подать струю песка из пескоструйного пистолета (давление обеспечивается сжатым воздухом).

Обычно используют промытый и просеянный песок, но обязательно сухой. Повторное применение данного материала существенно снижает качество очистки. А вот пыли, наоборот, становится больше. С помощью пескоструя удобно удалять ржавчину из мест, где неудобно работать абразивным ручным или электрическим инструментом. Кроме того, песок очищает поверхность не только от ржавчины, но и от любых наслоений: от старой краски, окалины и любых типов загрязнений.

Применение водопескоструя (гидроабразивная обработка)

На поверхность металла под давлением подается водная струя, содержащая песок. Это весьма распространенный промышленный способ, позволяющий как эффективно убрать ржавчину с металла, так и удалить любые другие загрязнения. Единственным его недостатком является большой вес установки, что делает ее стационарной. Гидроабразив имеет три режима применения: очистка под низким, высоким и сверхвысоким давлением, каждый из этих способов имеет свои преимущества и недостатки.

Химические способы убрать ржавчину с металла

Химическая очистка от коррозии – весьма эффективный способ избавления от ржавчины. Для этой цели применяют реактивные вещества, а именно:

5%-ный водный раствор соляной и серной кислоты

Не знаете, какое средство с гарантией убирает ржавчину с металла? Разумеется, смесь сильнодействующих кислот. Но здесь обязательно использовать ингибитор – уротропин (0,5 г/литр готового раствора). Если этим пренебречь, то растворена будет не только ржавчина, но и сам металл (особенно если он представляет собой тонкий стальной лист).

Ортофосфорная кислота

Убрать ржавчину с металла можно и одной кислотой – ортофосфорной. На пораженную коррозией поверхность наносится 15–30%-ный водный раствор указанного вещества. Ржавчина не удаляется и не растворяется, а модифицируется и оседает на металле в виде твердой (защитной) инертной структуры.

Получаемая твердая субстанция – это ортофосфат железа, который не только препятствует контакту металла с водой и воздухом, но также имеет крайне твердую структуру. Для большей эффективности к ортофосфорной кислоте добавляется еще винная в концентрации 15 мл/л или же бутиловый спирт (4 мл/л).

Применение вазелинового масла и молочной кислоты

Указанные вещества широко известны тем, что хорошо убирают ржавчину с металла. Их нужно смешать в пропорции 2:1 (на 100 г масла потребуется 50 г кислоты). Затем данный состав буквально намазывается на ржавую поверхность, и окись железа превращается в лактат за счет присутствия в составе кислоты. При этом сам лактат растворяется в масле.

Обработка уксусом

Убрать ржавчину с металла также можно уксусом. Он может быть любым: яблочным, винным, рисовым или синтетическим (продукт нефтьоргсинтеза). Последний обычно поставляется в виде порошка и нуждается в грамотном разведении водой. Концентрацию формируют в широком диапазоне – 7–75 %. Принцип простой: чем сильнее поражение коррозией, тем «крепче» должен быть раствор. Далее нужно наполнить уксусным раствором емкость, куда впоследствии будут погружаться пораженные коррозией детали.

Обработка лимонной кислотой

Как убрать глубокую ржавчину с металла? Сначала поверхность следует обезжирить. Затем нужно создать водный раствор лимонной кислоты в пропорции 1:1. В готовую смесь погружается деталь на время от 4 до 24 часов. После окончания обработки ржавая субстанция сама отслаивается от массива металла – заготовка извлекается, промывается и просушивается. После очистки поверхности лимонной кислотой на ней дополнительно образуется защитная оксидная пленка.

Обработка пищевой содой

Данный метод вполне подходит для обработки изделий, не сильно поврежденных коррозией. Как же убрать ржавчину с металла содой? Существует два способа очистки:

1. Разбавляем соду водой до получения густой субстанции и наносим примерно на час на очаги ржавчины. После этого продукты химической реакции удаляются фольгой или корчеткой.
2. Перед тем как убрать глубокую ржавчину с металла, надо развести соду в воде в пропорции 1:1. Дальше к плюсовому контакту аккумулятора следует подключить медный провод, ко второму концу которого прикрепить пруток (12-13 см) из нержавеющей стали. Наконечник последнего замотайте тканевым лоскутом, смочите водой и начните счищать коррозию с поверхности металла.

Также для очистки железа от коррозии можно использовать:

• лимонный сок;
• бутанол;
• парафин;
• рыбий жир;
• сантехническое средство для очистки труб.

Изначальная защита металла от ржавчины

Наиболее распространенным и довольно эффективным способом защиты стального объекта от ржавчины является нанесение на металлическую поверхность разного рода защитных покрытий. Это позволяет предохранить материал от коррозии даже в агрессивных условиях эксплуатации. Надо отметить, что существенно продлить срок службы металлических изделий позволяет обычная масляная или нитрокраска.

В производстве обычно применяют металлические и неметаллические защитные покрытия. Среди последних можно выделить следующие:

• Лакокрасочное покрытие. В зависимости от функциональности изделия можно подобрать как сам состав лака, так и способ его нанесения.
• Окрашивание с помощью порошка. На поверхности изделия при этом образуется качественный долговечный защитный слой, способный предохранять металлический объект в течение десятков лет. Однако нанести покрытие можно только в специально оборудованной камере.
• Оксидирование. На поверхности обрабатываемого металлического изделия искусственным образом образуется оксидная пленка, которая и формирует защитный слой, инертный к воздействию окружающей среды. Один из способов создания такой пленки – погружение металлического изделия в раствор горячей соляной кислоты.
• Нанесение полимерного покрытия. На металл наносится полимер, который, кристаллизуясь, образует долговечный стойкий слой, предохраняющий сталь от контакта с кислородом и водой в любом ее формате.

Кроме того, используются и иные способы химической защиты:

• Электрохимическая. Металлическое изделие, пораженное коррозией, подключается к источнику тока, после чего на поверхности под воздействием вихревых электромагнитных полей возникает катодная поляризация, медленно разрушающая слой ржавчины.
• Легирование стали. Противодействие коррозии заключается в добавлении различных полезных «ингредиентов» в жидкую сталь, в результате чего она приобретает нержавеющие свойства. Главным таким компонентом является хром, содержание которого в нержавеющей стали составляет не менее 20 %.
• Нанесение металлического покрытия. Металл, инертный к коррозионному воздействию, наносится на защищаемый металлический объект в гальванической ванне. Таким способом осуществляется, к примеру, цинкование, омеднение и пр.
• Термическая диффузия. Защитный металлический слой может образоваться и при его нанесении в жидком виде под давлением на поверхность стального изделия. Также деталь может просто погружаться в ванну с расплавленным металлом – толщина покрытия в данном случае может доходить до 100 мкм.

Радикально иным способом предохранения металла от коррозии является изменение особенностей окружающей среды, а именно:

• существенное снижение влажности;
• стабилизация температурного фона;
• создание локальной инертной газообразной среды (из азота или гелия).

Однако так можно предохранять лишь те детали, которые эксплуатируются в ограниченном пространстве. Вышку ЛЭП таким способом защитить не получится.

Коррозия является крайне опасным фактором для любого металлического изделия. Применение вышеописанных методик удаления продуктов реакции металла с кислородом и защита таких деталей от контакта с агрессивными средами способна продлить эксплуатационную ценность подобных объектов в несколько раз. Но меры принимать нужно сразу же, как только обнаружены следы ржавчины. Медлить нельзя, если, конечно, вас интересует результат.