NO153773B

NO153773B - PROCEDURE AND SOLUTION FOR PASSIVIZING A METAL SURFACE THAT HAS OXIDATED PARTS.

Info

Publication number: NO153773B
Application number: NO773661A
Authority: NO
Inventors: Ian Ballantyne Schafer
Original assignee: Ian Ballantyne Schafer
Priority date: 1976-10-28
Filing date: 1977-10-26
Publication date: 1986-02-10
Also published as: NO773661L; NO153773C

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte The present invention relates to a method

og en oppløsning for passivering av en metallflate som har oksyderte partier, slik der flaten er blitt påvirket av oksy-derende korrosjon. and a solution for passivating a metal surface that has oxidized parts, such as where the surface has been affected by oxidizing corrosion.

Det har vært vanlig først å fjerne dårlig oksyderte partier av en metallflate ved mekanisk sliping og så å fjerne de gjenblivende oksyderte partier ved anvendelse av en sterkt og hurtig virkende syre i de tilfeller hvor man har funnet at virkningen av syren er litt sterkere på de oksyderte deler enn på den andre upåvirkede del av metallflaten hvorved man begren-ser den periode som flaten utsettes for syren på, slik at en bestemt fjerning av oksyderte partier kan gjennomføres. It has been common to first remove poorly oxidized parts of a metal surface by mechanical grinding and then to remove the remaining oxidized parts by using a strong and fast-acting acid in cases where it has been found that the effect of the acid is slightly stronger on the oxidized parts parts than on the other unaffected part of the metal surface, thereby limiting the period during which the surface is exposed to the acid, so that a specific removal of oxidized parts can be carried out.

Det er videre kjent å behandle således rensede metallflater med substanser for å bevirke en utfelling på flaten som vil inhibere en etterfølgende korrosjon, og det er blant annet benyttet fosforsyre sammen med akseleratorer og andre substanser. It is also known to treat thus cleaned metal surfaces with substances to cause a deposit on the surface which will inhibit subsequent corrosion, and phosphoric acid is used together with accelerators and other substances, among other things.

En slik prosess som betraktes som effektiv, særlig ved anvendelse av fosfateringsteknikk, som krever adskilte trinn for først å bevirke fjerning av synlig rust ved mekanisk sliping, Such a process which is considered effective, particularly when using phosphating techniques, which requires separate steps to first effect the removal of visible rust by mechanical grinding,

vil anvende et første kjemisk beisemiddel som i løpet av en forutbestemt tid må fjernes eller nøytraliseres, og det må til slutt anbringes et effektivt avtettende belegg. will use a first chemical pickling agent which must be removed or neutralized over a predetermined period of time, and finally an effective sealing coating must be applied.

Det er tidligere foreslått og forefinnes også i han-delen kommersielle preparater som tilbyr inhibering av etterfølg-ende rust, og disse midler synes å omfatte materialer som vil belegge den samlede flate, dvs. de oksyderte deler såvel som metallet på en slik måte at det fremkommer en begrensning av tilgangen for vann, hvorved det fremkommer en inhiberende virkning for etterfølgende rustdannelse. Commercial preparations that offer inhibition of subsequent rust have previously been proposed and are also found in the male part, and these agents seem to include materials that will coat the overall surface, i.e. the oxidized parts as well as the metal in such a way that the a limitation of the access for water appears, whereby an inhibitory effect for subsequent rust formation appears.

Ved prøver som er gjennomført har man imidlertid funnet at slike midler som er kommersielt tilgjengelige overraskende ikke har gitt effektiv langtidsinhibering av etterfølgende rustdannelse i tilfelle av bløtt stål, og i de tilfeller hvor det er utført prøver har de i realiteten fremmet korrosjonshas-tigheten over den for rent metall som ble benyttet ved identiske betingelser som kontrollprøve. In tests that have been carried out, however, it has been found that such agents which are commercially available surprisingly have not provided effective long-term inhibition of subsequent rust formation in the case of mild steel, and in the cases where tests have been carried out they have in reality promoted the corrosion rate above the for pure metal which was used under identical conditions as a control sample.

Foreliggende oppfinnelse skriver seg fra den oppdag-else at visse substanser i oppløsning kan påvirke oksyderte deler av flater, og særlig metallflater, på en måte som inntil nu ikke har vært kjent, slik at ved en enkelt anvendelse av væsken på den korroderte flate kan det bevirkes en anvendbar forandring i den korroderte flate og også i en viss grad bevirkes en etter-følgende inhibering av ytterligere korrosjon. The present invention is based on the discovery that certain substances in solution can affect oxidized parts of surfaces, and in particular metal surfaces, in a way that has not been known until now, so that by a single application of the liquid on the corroded surface it can a useful change is effected in the corroded surface and also to a certain extent a subsequent inhibition of further corrosion is effected.

En hovedhensikt med foreliggende oppfinnelse er derfor å tilveiebringe en fremgangsmåte og en oppløsning som ved anvendelse på korroderte overflatedeler som er oksydert, effektivt gir en påvirkning slik at det uten tillegg av noen ytterligere behandling eller fjerning av den første påføring kan ytterligere behandling eller fjerning av den første påføring kan bevirkes en inhiberende virkning på disse steder samtidig. A main purpose of the present invention is therefore to provide a method and a solution which, when applied to corroded surface parts that have been oxidized, effectively produces an effect so that, without the addition of any further treatment or removal of the first application, further treatment or removal of the first application can produce an inhibitory effect on these sites at the same time.

Den fysikalske struktur til en oksydert flate, særlig en metallflate, og som illustrert ved hjelp av en jernholdig flate, f. eks. jern, består vanligvis av en gropdannelse på overflaten. Tilstedeværelsen av fuktighet og oksygen bevirker at metallflaten progressivt oksyderes, og i tilfelle av et jernholdig materiale dannes forskjellige jernoksyder som formes til en i det vesentlige porøs struktur som noen ganger følger en første gropdannelse som et aktivt senter for rustdannelse og som da ut-gjør det dypeste sted for den dannede groptæring. The physical structure of an oxidized surface, especially a metal surface, and as illustrated by means of a ferrous surface, e.g. iron, usually consists of pitting on the surface. The presence of moisture and oxygen causes the metal surface to progressively oxidize, and in the case of a ferrous material, various iron oxides are formed which are formed into an essentially porous structure which sometimes follows an initial pit formation as an active center for rust formation and which then constitutes the deepest place for the formed pitting corrosion.

Ved vanlig behandling, ved enkel overflatebelegging, kan tilgangen av fuktighet retarders eller stoppes og etterfølg-ende rustdannelse stopper opp. Det er vanligvis imidlertid upraktisk å tilveiebringe en flate som er fullstendig avtettet, og vanligvis vil i tidens løp fuktighet eventuelt trenge seg opp bak laget eller bæres av laget,og rustdannelsen som har en oksy-deringsvirkning vil fortsette like hurtig som tidligere. With normal treatment, with a simple surface coating, the access of moisture can be retarded or stopped and subsequent rust formation stops. However, it is usually impractical to provide a surface that is completely sealed, and usually, in the course of time, moisture will possibly penetrate behind the layer or be carried by the layer, and the formation of rust, which has an oxidizing effect, will continue as quickly as before.

Så lenge det er oksyder på den ene side og rent metall på den andre, er det en effektiv elektrokjemisk celle som synes å gi meget egnede betingelser for meget hurtig gjenopp-tagelse av ytterligere korrosjon. As long as there are oxides on one side and pure metal on the other, it is an efficient electrochemical cell which seems to provide very suitable conditions for very rapid resumption of further corrosion.

En av vanskelighetene ved behandling av slik rust One of the difficulties in treating such rust

med en inhibitor som vil beholde sin virkning ved avtetning er at materialet må nå den dypeste del av rustgropen for å være effektivt og likevel ha den virkning at det er et avtettende middel og ha en tendens til å lukke seg over toppen av gropen i de fine porer til ruststrukturen og vil derfor lett ikke nå det nødvendige effektive areal. Av denne grunn er det vanlig å råde til en fysisk fjerning av den øvre flate av den oksyder ingskorroderte del. with an inhibitor that will retain its effect when sealing is that the material must reach the deepest part of the rust pit to be effective and still have the effect of being a sealing agent and tend to close over the top of the pit in the fine pores to the rust structure and will therefore easily not reach the required effective area. For this reason, it is common to advise a physical removal of the upper surface of the oxidation-corroded part.

Man har funnet at hvis en substans som kan redusere oksydene påføres på flaten til rusten uten noen fjerning av denne rust, kan materialet hvis det etterlates tilstrekkelig lenge eventuelt nå den dypeste del av gropene av rust, da fla-tene synes å vanligvis være porøse, men hvis det benyttes en av-tetningseffekt som er inhiberende, vil materialet blokere sin egen bane., og dette utgjør derfor et dilemma. It has been found that if a substance which can reduce the oxides is applied to the surface of the rust without any removal of this rust, the material, if left long enough, may possibly reach the deepest part of the pits of rust, as the surfaces appear to be usually porous, but if a sealing effect is used which is inhibitory, the material will block its own path, and this therefore poses a dilemma.

Man har imidlertid funnet at hvis det benyttes en substans som, selv om den er utmerket effektivt for redusering av oksyd, likevel er tilføyet en annen substans som vil retarde-re bevegeligheten for molekylene eller på annen måte ganske enkelt i stor grad redusere virkningsgraden, så vil påføring av en slik substans på flaten til selv ubehandlet rust tillate at substansen trenger dypt ned før den i realiteten stenger sin egen gjennomgang og virkelig inhiberer sin egen tilgang til de dypeste deler av rusten. Hvis det samtidig bæres avtetnings-substanser eller andre inhibitorer som er materialer som er av-hengig av det første oksydasjonstrinn og minst, i hvert fall i en viss grad, er proporsjonale til disse første oksydasjonstrinn, vil det selvfølgelig være noe håp for å tilveiebringe en substans som ikke bare vil omdanne oksydene, men som også vil gi en inhibering ved de dypeste deler av groptæringen i enhver korrodert flate. However, it has been found that if a substance is used which, although it is excellently effective for reducing oxide, another substance has been added which will retard the mobility of the molecules or otherwise simply greatly reduce the degree of effectiveness, then application of such a substance to the surface of even untreated rust will allow the substance to penetrate deep before it actually closes its own passage and really inhibits its own access to the deepest parts of the rust. If at the same time sealing substances or other inhibitors are carried which are materials which depend on the first oxidation step and are at least, at least to a certain extent, proportional to these first oxidation steps, there will of course be some hope of providing a substance which will not only transform the oxides, but which will also provide an inhibition at the deepest parts of pitting in any corroded surface.

Man har funnet at fosforsyrer er særlig effektive som den første substans, og man har funnet at urea effektivt kan begrense bevegelighetsvirkningen 'for molekylene, It has been found that phosphoric acids are particularly effective as the first substance, and it has been found that urea can effectively limit the mobility effect 'for the molecules,

og særlig i ett tilfelle, på grunn av en virkning som synes å være en katalytisk virkning, dannes reaksjonsprodukter om til et and in one case in particular, due to an action which appears to be a catalytic action, reaction products are converted into a

uløselig kompleks som gror direkte fra og rundt stedet for reduksjonsvirkningen, slik at det i realiteten tilveiebringes et belegg som vokser ved det tilsynelatende mottagelige område av den korroderte flate. Det er funnet at urea reduserer bevegeligheten for fosforsyren som foreligger i sterk konsentrasjon og har en kapasitet til i det vesentlige å redusere betydelige mengder oksyd. Reduksjonsprosessen f.eks., når det dreier seg om jernoksyder, holdes i oppløsning antagelig ved virkningen av en gelatering med urea, som imidlertid i kombina-sjon med fosforsyren synes å bevirke, antagelig ved langsom polymerisering, dannelsen av en struktur som mens den er kompleks, synes å være uløselig og dannes i det vesentlige ved utgangspunktet for reduksjonen. Denne virkning synes å bero på tilsatte metalljern og særlig ferrojern, men med en virkningsredusert fosforsyre, og det synes deretter å gro frem en substans som er løselig, og som gir en avtetning og derfor et inhiberende belegg i det vesentlige over de tidligere oksyderte deler av flaten. insoluble complex which grows directly from and around the site of the reduction action, so that in effect a coating is provided which grows at the apparently susceptible area of the corroded surface. It has been found that urea reduces the mobility of the phosphoric acid which is present in strong concentration and has a capacity to essentially reduce significant amounts of oxide. The reduction process, for example, when it concerns iron oxides, is kept in solution presumably by the action of a gelation with urea, which, however, in combination with the phosphoric acid seems to cause, presumably by slow polymerisation, the formation of a structure which while it is complex, appears to be insoluble and is essentially formed at the starting point of the reduction. This effect seems to be due to added metallic iron and especially ferrous iron, but with a reduced phosphoric acid, and it then seems to grow a substance which is soluble, and which provides a seal and therefore an inhibitory coating essentially over the previously oxidized parts of the surface.

Denne virkning er ikke begrenset til bare jernoksyd og kan opptre innenfor et vidt område av andre metaller forsåvidt som enhver flate kan oksyderes på den samme måte, og det synes således å foreligge de samme effektive muligheter. This effect is not limited to just iron oxide and can occur within a wide range of other metals provided that any surface can be oxidized in the same way, and it thus seems that the same effective possibilities exist.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt en fremgangsmåte for passivering av en metallflate som har oksyderte partier, og denne fremgangsmåten er kjennetegnet ved at det på overflaten påføres en væske som i vandig oppløsning inneholder fosforsyre i en konsentrasjon på 40-75 vekt-% av den totale oppløsning, hvilken syre bevirker reduksjon av metallets oksyderte deler, og urea som bevirker en neddampning av reduksjonsvirkningen, i en konsentrasjon på 5-15 vekt-% av syren i oppløsningen, idet det benyttes en vesentlig syrestyrke før vesentlig inntrengning i det porøse oksyd av væsken med syre. According to the present invention, a method is provided for the passivation of a metal surface which has oxidized parts, and this method is characterized by applying to the surface a liquid which in aqueous solution contains phosphoric acid in a concentration of 40-75% by weight of the total solution, which acid causes reduction of the oxidized parts of the metal, and urea which causes a evaporation of the reducing effect, in a concentration of 5-15% by weight of the acid in the solution, using a significant acid strength before significant penetration of the liquid into the porous oxide with acid.

Det er videre ifølge oppfinnelsen tilveiebragt en oppløsning for passivering av en metallflate som har oksyderte partier, og denne oppløsning er kjennetegnet ved at den består i det vesentlige av urea og fosforsyre, fortrinnsvis orto-fosforsyre, hvor konsentrasjonen av denne syre ligger i området 40-75 vekt-% av den totale oppløsning, og hvor urea foreligger Furthermore, according to the invention, a solution is provided for passivating a metal surface that has oxidized parts, and this solution is characterized by the fact that it consists essentially of urea and phosphoric acid, preferably ortho-phosphoric acid, where the concentration of this acid is in the range of 40- 75% by weight of the total solution, and where urea is present

i en konsentrasjon på 5-15 vekt-% av syren i oppløsningen. in a concentration of 5-15% by weight of the acid in the solution.

Fra BRD off. skrift 2506349 er det kjent et middel From BRD off. document 2506349 is a known remedy

for overflatebehandling av metallflater som inneholder fosforsyre og urea. I BRD uti. skrift 1287893 beskrives en oppløsning som inneholder fosforsyre og urea for behandling av jern og stålflater. Videre er det fra US patent 2860106 kjent en rense-oppløsning som inneholder urea og fosforsyre og som vil inhibere en etterfølgende korrosjon. for surface treatment of metal surfaces containing phosphoric acid and urea. In BRD uti. document 1287893 describes a solution containing phosphoric acid and urea for the treatment of iron and steel surfaces. Furthermore, a cleaning solution is known from US patent 2860106 which contains urea and phosphoric acid and which will inhibit subsequent corrosion.

Ingen av disse referanser bruker imidlertid de samme materialer som benyttes ved foreliggende oppfinnelse og/eller nevnte referanser angir helt forskjellige forhold for enhver sammensetning av fosforsyre og et urea enn det som er tilfelle i foreliggende oppfinnelse. Generelt sagt kombinerer ingen av referansene i realiteten sammensetningen som anvendes i foreliggende oppfinnelse for bruk ved behandling av en oksydert flate, og deretter avsetting av et materiale i metallet, slik at en etterfølgende rustdannelse kan bli redusert. However, none of these references use the same materials as are used in the present invention and/or said references indicate completely different conditions for any composition of phosphoric acid and a urea than is the case in the present invention. Generally speaking, none of the references actually combine the composition used in the present invention for use in treating an oxidized surface, and then depositing a material in the metal, so that subsequent rust formation can be reduced.

Med videre henvisning til nevnte referanser så synes det å foreligge to hovedtyper fosforsyre/ureaoppløsninger som er vist i motholdet. Den høye konsentrasjon av fosforsyreoppløsninger blir benyttet som metallglansemidler og generelt foreligger orto-fosforsyre eller en tilsvarende syre i en konsentrasjon på minst 80%, og disse typer har bare urea i en konsentrasjon på ca. 1% som et antiskummemiddel og for å forhindre dannelsen av damper. Den andre type fosforsyre/ureaoppløsninger er de meget lave konsentrasjoner av fosforsyre, vanligvis 1-3% og ca. 2% urea, With further reference to the aforementioned references, there seem to be two main types of phosphoric acid/urea solutions which are shown in the counter. The high concentration of phosphoric acid solutions are used as metal polishing agents and generally there is ortho-phosphoric acid or a similar acid in a concentration of at least 80%, and these types only have urea in a concentration of approx. 1% as an antifoam agent and to prevent the formation of vapors. The other type of phosphoric acid/urea solutions are the very low concentrations of phosphoric acid, usually 1-3% and approx. 2% urea,

som benyttes som proteinrensemidler, f.eks. i melkeindustrien. Syrebeis kommer inn i den første type og er kanskje den type som ligger nærmest oppløsningene i foreliggende oppfinnelse. Foreliggende oppfinnelse anvender oppløsninger med middels konsentrasjoner av ortofosforsyre eller en tilsvarende syre og relativt høye konsentrasjoner av urea eller andre amider hvor urea ikke bare forhindrer dannelse av damp, men også virkelig tjener som en del av overflatebehandlingsmiddelet på en slik måte at det modifiserer virkningen av fosforsyren på oksydene. Etter reak-sjonen holdes urea i praksis tilbake på overflaten i en kjemisk bundet form, mens -ved beising og syreglansing blir oppløsnings-midlene vasket av. Etter beising er den rensede metallflate which are used as protein cleaners, e.g. in the dairy industry. Acid stains fall into the first type and are perhaps the type closest to the solutions in the present invention. The present invention uses solutions with medium concentrations of orthophosphoric acid or an equivalent acid and relatively high concentrations of urea or other amides where urea not only prevents the formation of vapor, but also actually serves as part of the surface treatment agent in such a way as to modify the action of the phosphoric acid on the oxides. After the reaction, urea is practically kept back on the surface in a chemically bound form, while - during pickling and acid polishing, the solvents are washed off. After pickling, the metal surface is cleaned

meget reaktiv og må ha en beskyttende overflatebehandling som påføres øyeblikkelig. Ellers vil rustdannelse finne sted, og i realiteten vil det dannes rust under vaskingen, og beisingen vil således ha vært ineffektiv. highly reactive and must have a protective surface treatment that is applied immediately. Otherwise rust formation will take place, and in reality rust will form during washing, and the pickling will thus have been ineffective.

Oppløsningen som anvendes i foreliggende fremgangsmåte, forblir imidlertid effektiv på flaten og vil i noen tilfeller forhindre rust i opp til 6 måneder før en ytterligere maling er nødvendig, og følgelig er foreliggende fremgangsmåte uhyre fordelaktig på arbeidssteder hvor en ytterligere behandling ikke kan utføres øyeblikkelig. The solution used in the present method, however, remains effective on the surface and will in some cases prevent rust for up to 6 months before a further painting is necessary, and consequently the present method is extremely advantageous in workplaces where a further treatment cannot be carried out immediately.

Det er ikke slik at substansene i foreliggende opp-løsning , som beskrevet, i seg selv gir en fremragende inhibering av ytterligere korrosjon, men at de tilveiebringer middelet og mekanismen med hvilken substansene kan føres inn til rele-vante deler av de korroderte materiale. It is not the case that the substances in the present solution, as described, in themselves provide excellent inhibition of further corrosion, but that they provide the means and mechanism by which the substances can be introduced into relevant parts of the corroded material.

Det er derfor hensikten med blandingen å ha materialer som inntar relative funksjoner som frembringer mekanismen for et fremragende middel. Therefore, the purpose of the mixture is to have materials that assume relative functions that produce the mechanism of an outstanding remedy.

Man har funnet at ved tilsetning av små mengder av metaller som oppløsbare salter hvor metallene er ett eller flere overgangsmetaller som hjelper til å danne en noe sterkere og mer tett uoppløselig utfelling dypt inne i den porøse rust, og hvis nødvendig, vil en slik utfelling omhylle en vesentlig del av den flate som behandles hvor det er et egnet forhold av oksydert materiale. It has been found that by the addition of small amounts of metals such as soluble salts where the metals are one or more transition metals that help to form a somewhat stronger and more dense insoluble precipitate deep within the porous rust, and if necessary, such a precipitate will envelop a significant part of the surface being treated where there is a suitable ratio of oxidized material.

Man har funnet at kobolt er en anvendbar tilsetning Cobalt has been found to be a useful additive

for å styrke dette lag. to strengthen this team.

Man har også funnet det hensiktsmessig å tilføye nikkel, og dette er blitt tilsatt som et nikkelsulfat. It has also been found appropriate to add nickel, and this has been added as a nickel sulphate.

Det skal bemerkes at ett av problemene ved å bevirke It should be noted that one of the problems of effecting

en reduksjon av oksyder, er at selv om reduksjonsmaterialet på grunn av tidsfaktoren kan trenge dypt inn i ruststrukturen, kan det være liten plass inne i porene for noen vesentlig mengde av væske, og det kan være vesentlige oksydmengder som må om-dannes. Det er derfor viktig at reduksjonsmaterialet, dvs. fosforsyren, har en vesentlig styrke, slik at selv hvor det bare er til stede meget små mengder, såsom i dypet av porene til rusten, er det tilstrekkelig kapasitet til å fullføre en reduk- a reduction of oxides, is that although the reducing material can penetrate deeply into the rust structure due to the time factor, there may be little space inside the pores for any significant amount of liquid, and there may be significant amounts of oxide that must be transformed. It is therefore important that the reducing material, i.e. the phosphoric acid, has a significant strength, so that even where only very small amounts are present, such as in the depths of the pores of the rust, there is sufficient capacity to complete a reduction

sjon av tilstedeværende oksyder. tion of oxides present.

Ved eksperimenter er det funnet at en høy konsentrasjon av reduksjonssubstans er relativt viktig, og i et foretrukket tilfelle ved fosforsyre er det benyttet 58 vekt-% fosforsyre i sammenligning med andre komponenter i oppløsningen. In experiments, it has been found that a high concentration of reducing substance is relatively important, and in a preferred case with phosphoric acid, 58% by weight of phosphoric acid is used in comparison with other components in the solution.

Det som er ønsket, er derfor en vesentlig reduksjon What is desired is therefore a significant reduction

av bevegeligheten til et ellers meget sterkt reduksjonsmateriale, slik at dette materiale tillates å synke dypt inn i det korroderte materiale uten å blokkere sin egen bane, mens det samtidig har tilstrekkelig styrke til å bevirke omdannelsen av en vesentlig mengde av oksyder og mer eller mindre totalt å redusere disse fra selv relativt små ombygginger. of the mobility of an otherwise very strong reducing material, so that this material is allowed to sink deep into the corroded material without blocking its own path, while at the same time having sufficient strength to effect the transformation of a substantial amount of oxides and more or less total to reduce these from even relatively small conversions.

Tilsetningen av den andre substans, nemlig urea, for The addition of the second substance, namely urea, for

å virke i realiteten som et lager for reduksjonsprodukter og å holde disse i oppløsning, forsinker ikke bare reduksjonsvirkningen, men har også blitt funnet å holde og forsinke dannelsen av enhver gassformet uttømming, ihvertfall i tilfelle av jern og stål, acting in effect as a storehouse for products of reduction, and keeping these in solution, not only retards the reducing action, but has also been found to retain and retard the formation of any gaseous discharge, at least in the case of iron and steel,

og dette synes å ha en gunstig virkning, idet gassutstrømningene vil ha en tendens til å blåse bort materialet i porene og redusere kapasiteten for omdanningsprosessen ved basisen for rustdannelsen. and this seems to have a beneficial effect, as the gas outflows will tend to blow away the material in the pores and reduce the capacity for the transformation process at the base of the rust formation.

Konsentrasjonene for reduksjonssubstansen av materialet alene, dvs. fosforsyre, bør være i konsentrasjonsprosenter på The concentrations for the reducing substance of the material alone, i.e. phosphoric acid, should be in concentration percentages of

55 og er ikke mindre enn 40 og høyst 75 vekt-%. 55 and is not less than 40 and not more than 75% by weight.

Mengden av retarderende substans, dvs. 5-15 vekt-%, The amount of retarding substance, i.e. 5-15% by weight,

er vesentlig mindre enn kvantumvekten ved vektsammenligning for reduksjonsmaterialet, idet virkningen til retarderingsmaterialet er mer å virke på en slags innblandet måte mellom molekylene til materialet i den større konsentrasjon, og det er ikke antatt at det er noe behov for å utligne molekylarvekten for å sikre at det er ekvivalens ved enhver forbindelse som dannes. is significantly less than the quantum weight by weight comparison for the reducing material, as the effect of the retarding material is more to act in a kind of mixed way between the molecules of the material in the greater concentration, and it is not assumed that there is any need to equalize the molecular weight to ensure that there is equivalence in any compound that is formed.

Et overskudd av retarderende forbindelse har liten gunstig virkning på prosessen, og kan være overskudd, og må adskilt fjernes hvis det utfelles. An excess of retarding compound has little beneficial effect on the process, and may be excess, and must be separately removed if precipitated.

Omvendt vil for lite av en forbindelse redusere verdien til den totale prosess og tillater ikke reduksjonsmaterialet å komme tilstrekkelig av reduksjonsproduktet til å tillate at prosessen fortsetter uten blokkering. Conversely, too little of a compound will reduce the value of the overall process and not allow enough of the reducing material to come off the reduction product to allow the process to continue without blocking.

For generell behandling av et område av oksyderte flater vises til nedenforstående eksempler, og disse kan benyttes som en basis for utvikling av anvendbare blandinger for andre formål. For general treatment of an area of oxidized surfaces, reference is made to the examples below, and these can be used as a basis for developing usable mixtures for other purposes.

Det er en siste vesentlig fordel ved oppløsningen som er beskrevet som klart fremgår i tilfelle av fosforsyre, hvor man har en meget høy konsentrasjon av fosforsyre, nemlig at man har funnet meget overraskende at med reduksjon eller retardasjon av bevegeligheten for syremolekylene kan materialet relativt sikkert håndteres og en oppløsning er blitt etterlatt på den menneskelige hud ved temperaturer på 20°C i perioder over 10 minutter uten noen etterfølgende tilsynelatende påvirkning av huden. There is a last significant advantage of the solution described which is clearly evident in the case of phosphoric acid, where one has a very high concentration of phosphoric acid, namely that it has been found very surprisingly that by reducing or retarding the mobility of the acid molecules the material can be handled relatively safely and a solution has been left on the human skin at temperatures of 20°C for periods exceeding 10 minutes without any subsequent apparent effect on the skin.

Likeledes har syren som er retardert på denne måte en åpenbart mindre uheldig virkning på glatt materiale eller f. eks. på en hvilken som helst annen flate som kan bli voldsomt angre-pet av fosforsyre med denne konsentrasjon. Likewise, the acid which is retarded in this way has an obviously less adverse effect on smooth material or e.g. on any other surface that can be violently attacked by phosphoric acid at this concentration.

Dette betyr fra et kommersielt synspunkt at det kan selges en oppløsning som kan håndteres relativt sikkert ved forskjellige anvendelser. This means from a commercial point of view that a solution can be sold that can be handled relatively safely in different applications.

Foretrukkede eksempler Preferred examples

Det er foran anført flere muligheter for andre materialer som kan være av verdi, men man har funnet at det for en foretrukket oppløsning kan benyttes følgende: 400 g tørr urea er oppløst i 1600 ml vann ved omgivel-sestemperatur og det er tilføyet 200 ml koboltsulfatoppløsning (200 g kobolt CoSO^ 7H20 oppløst i lloo ml vann) og deretter til-føyes til denne blanding 3200 ml fosforsyre 82 % (teknisk grad). Several possibilities for other materials which may be of value have been listed above, but it has been found that the following can be used for a preferred solution: 400 g of dry urea is dissolved in 1600 ml of water at ambient temperature and 200 ml of cobalt sulphate solution is added (200 g of cobalt CoSO^ 7H20 dissolved in 100 ml of water) and then add to this mixture 3200 ml of phosphoric acid 82% (technical grade).

Dette gir ca. 5 1 produkt som nå er egnet for enten børsting eller på annen måte å påføres på de oksyderte flater. This gives approx. 5 1 product which is now suitable for either brushing or otherwise applying to the oxidized surfaces.

Den ovenfor nevnte oppløsning inneholder i vektpro-sent således: The above-mentioned solution contains in weight percent as follows:

Blandingen ble i et eksperiment påført på en plate av mykt stål. In an experiment, the mixture was applied to a plate of mild steel.

Den myke stålflate hadde en moderat rustdannelse med en løs flateutfelling. The soft steel surface had moderate rust formation with a loose surface deposit.

Som en sammenligning ble det benyttet tre kommersielt tilgjengelige produkter som ble påført adskilt identiske myke stålplater. Disse produkter var: a) "Deoxidine" b) "Rust,Dissolver" c) "Rusteeter" As a comparison, three commercially available products were used which were applied separately to identical mild steel sheets. These products were: a) "Deoxidine" b) "Rust, Dissolver" c) "Rust ether"

I hvert av kontrolltilfellene forelå det en instruk-sjon om først å børste flaten til det myke stål, og dette ble gjort i hvert av tilfellene a, b og c, men det ble ikke gjort for en av delene av flaten på hvilken den nye oppløsning ble på-ført. In each of the control cases there was an instruction to first brush the surface to the mild steel, and this was done in each of cases a, b and c, but it was not done for one of the parts of the surface on which the new solution was put on.

Platene var i hvert tilfelle dekket i samsvar med de tilsvarende instruksjoner med en film av substansen,og i hvert tilfelle ble filmen tørket i 24 timer og hver strimmel ble så plasert utendørs i en frilagt stilling og ble i 14 dager fuktet omhyggelig to ganger daglig for å initiere rust. The plates were in each case covered in accordance with the corresponding instructions with a film of the substance, and in each case the film was dried for 24 hours and each strip was then placed outside in an exposed position and for 14 days was carefully moistened twice daily for to initiate rust.

Mikrofotografier av den behandlede flate ble tatt etter 24 timer innendørs og med 14 dagers utendørs eksponering. Photomicrographs of the treated surface were taken after 24 hours indoors and with 14 days of outdoor exposure.

En ekstra test ble gjennomført på prøver av matt messing, kobber og aluminium. An additional test was carried out on samples of matt brass, copper and aluminium.

Anvendelsen på disse andre materialer var underordnet til hovedanvendelse på jern, men det ble funnet at den nye opp-løsning hadde mye av den samme virkning på hver av disse metallflater. The application to these other materials was subordinate to the main application to iron, but it was found that the new solution had much of the same effect on each of these metal surfaces.

Forsøksresultater - ferrometall Test results - ferrous metal

Etter 24 timer hadde den myke stålflate som var behandlet med den nye oppløsning en hård., blank krystallinsk utfelling av svart/blå farve som var dannet over hele flaten. Ut-fellingen synes identisk på såvel den trådbørstede del som den urensede del av flaten, og det var ingen tegn til rust i noen av de behandlede områder. After 24 hours, the mild steel surface treated with the new solution had a hard, glossy, crystalline precipitate of black/blue color that had formed over the entire surface. The precipitation appears identical on both the wire-brushed part and the uncleaned part of the surface, and there were no signs of rust in any of the treated areas.

"Deoxidine" - Et hvitt pulverlignende lag var dannet med noe sverting av flaten. Mesteparten av flaterusten var fjernet med bare noen få områder med dyp korrosjon fremdeles synlig . "Deoxidine" - A white powder-like layer had formed with some blackening of the surface. Most of the surface rust had been removed with only a few areas of deep corrosion still visible.

"Rust dissolver" - Et hårdt grått lag var dannet på flaten av stålet, og rust synes visuelt å være fjernet i de behandlede områder. "Rust dissolver" - A hard gray layer had formed on the surface of the steel, and rust appears visually to have been removed in the treated areas.

"Rusteeter" - et glassbelegg var dannet over den rensede fremdeles rustne flate på platen. Rusten syntes visuelt uforandret. "Rusts" - a coating of glass had formed over the cleaned still rusty surface of the plate. The rust appeared visually unchanged.

Den følgende virkning ble notert etter 14 dagers utendørs eksponering. The following effect was noted after 14 days of outdoor exposure.

1. Ny oppløsning 1. New resolution

Krystallinske utfellinger var dannet som flak og det var tegn til dannelse av hvitt pulver på de fleste flak. Som forklaring på dette kan anføres at noe overskudd av oppløsning som ikke var benyttet i basisprosessen etterpå kan fjernes ved oppløsning. Substratet var grått i farve og på noen steder kunne man se meget lett rustdannelse. Resultatene var identiske i begge tilfeller såvel ved renset som urenset myk stålflate. Crystalline precipitates had formed as flakes and there were signs of the formation of white powder on most flakes. As an explanation for this, it can be stated that any surplus of solution that was not used in the basic process can afterwards be removed by dissolution. The substrate was gray in color and in some places very light rust formation could be seen. The results were identical in both cases, both for cleaned and uncleaned mild steel surfaces.

2. " Deoxidine" 2. "Deoxidine"

Den opprinnelig hvite pulverformede flate var blitt fjernet i stor grad og rustdannelse var påbegynt over et utstrakt område av platen. The originally white powdery surface had been removed to a large extent and rust formation had begun over an extended area of the plate.

3. " Rust dissolver" 3. "Rust dissolver"

Den grå overflatefilm som var dannet til å begynne med var fremdeles i det vesentlige tilbake over mesteparten av det behandlede område med noe flakdannelse synlig. Overflaten under det flakformede område var også gråfarvet, men det var generelle tegn på rustdannelse i noen få områder. The gray surface film that had formed to begin with was still substantially back over most of the treated area with some flaking visible. The surface below the flaky area was also grey, but there were general signs of rust formation in a few areas.

4. " Rusteeter" 4. "Rust Eater"

Den behandlede flate forble upåvirket bortsett fra en lett reduksjon av glans i det harpikslignende belegg. Ingen videre rustdannelse kunne ses, og det var heller ikke noe synlig forandring i den belagte rustede flate. The treated surface remained unaffected except for a slight reduction of gloss in the resin-like coating. No further rust formation could be seen, nor was there any visible change in the coated rusted surface.

Ikke- ferro metaller Non-ferrous metals

Iakttagelse på messing-, kobber- og aluminiumsflater etter anvendelse av den nye oppløsning under de betingelser som var angitt tidligere som besto i at overflatebelegg var fjernet og det var dannet en skinnende flate, ble gjennomført. Etter 14 dager innendørs forble alle tre flater utildekket og ingen annen overflatevirkning kunne ses. I forhold til den ovenfor nevnte sammenligningsprøvning er det viktig å realisere at andre materialer virker på forskjellig måte, og i tilfelle av "Rusteeter" blir beskyttelsen av det rustede belegg gjennomført med et har-piksholdig lag som når det er brutt vil fremme mer aktiv rustdannelse . Observations on brass, copper and aluminum surfaces after application of the new solution under the conditions stated earlier, which consisted in the removal of surface coatings and the formation of a shiny surface, were carried out. After 14 days indoors, all three surfaces remained uncovered and no other surface effect could be seen. In relation to the above-mentioned comparative test, it is important to realize that other materials work in different ways, and in the case of "Rust ether", the protection of the rusted coating is carried out with a resinous layer which, when broken, will promote more active rust formation .

Til tross for at overflaterust ikke var fjernet, var den nye oppløsning effektiv og kunne klare de samme resultater som "Rust dissolver" uten at det var nødvendig å fjerne overflaterust . Despite the fact that surface rust had not been removed, the new solution was effective and could achieve the same results as "Rust dissolver" without the need to remove surface rust.

Dette er selvfølgelig særlig vesentlig hvor tilgangen til overflaterusten ikke er mulig og mange ganger er upraktisk . This is of course particularly important where access to the surface rust is not possible and is often impractical.

En undersøkelse av det hårde svarte/blå glinsende belegg som hadde dannet seg etter at oppløsningen var påført på det myke stål hvor det var belagt med rust, viste at forbindel-sen inneholdt jern, nitrogenforbindelser og fosfater, men under-søkelseselv med røntgenstrålediffraksjonsanalyse kunne ikke gi noen klar struktur av materialet, men det var klart at det var en meget kompleks struktur, og det antas at den kunne forbindes med den rene metallflate på en temmelig sterk måte. An examination of the hard black/blue shiny coating that had formed after the solution had been applied to the mild steel where it was coated with rust showed that the compound contained iron, nitrogen compounds and phosphates, but X-ray diffraction analysis itself could not give some clear structure of the material, but it was clear that it was a very complex structure, and it is believed that it could be connected to the pure metal surface in a rather strong way.

I et forsøk på å forstå virkningen i større dybde ble oksyder av jern skrapet av det rustede stål utfelt direkte i en ny oppløsning. Ingen vesentlig reaksjon fremkom før tilsetningen av metallisk jern i form av spon til blandingen, og ved disse betingelser oppsto en reaksjon som frembragte en sort porøs masse. In an attempt to understand the effect in greater depth, oxides of iron scraped from the rusted steel were precipitated directly in a new solution. No significant reaction occurred before the addition of metallic iron in the form of shavings to the mixture, and under these conditions a reaction occurred which produced a black porous mass.

Det er funnet at ved tilsetning av ekstra overgangs-elementer til blandingen at denne svarte porøsitet kan reduse-res og gjøres mer effektiv som avtetningsmiddel. It has been found that by adding extra transitional elements to the mixture that this black porosity can be reduced and made more effective as a sealant.

Ved en etterfølgende mikroskopisk undersøkelse av den tidligere porøse ruststruktur på flaten av stålet når den var behandlet med den nye oppløsning fant man at det fremkom en fullstendig omdannelse av de tidligere jernoksyder og området som tidligere var fylt med jernoksyder var nå fylt med en sort skinnende masse karakteristisk for de resultater som tidligere ble oppnådd på flaten til stålet som var behandlet med den nye opp-løsning. During a subsequent microscopic examination of the former porous rust structure on the surface of the steel when it had been treated with the new solution, it was found that a complete transformation of the former iron oxides had occurred and the area previously filled with iron oxides was now filled with a black shiny mass characteristic of the results previously obtained on the surface of the steel that had been treated with the new solution.

Claims

1. Method for passivating a metal surface that has oxidized parts, characterized in that a liquid is applied to the surface which in aqueous solution contains phosphoric acid in a concentration of 40-75% by weight of the total solution, which acid causes a reduction of the metal's oxidized parts, and urea which causes a dampening of the reduction effect, in a concentration of 5-15% by weight of the acid in the solution

2. Method according to claim 1, characterized in that 55% by weight ortho-phosphoric acid and 5% by weight urea of the total weight of the solution are used.

3. Solution for passivating a metal surface that has oxidized parts, characterized in that the solution consists essentially of urea and phosphoric acid, preferably ortho-phosphoric acid, where the concentration of this acid is in the range 40-75% by weight of the total solution, and where urea is present in a concentration of 5-15% by weight of the acid in the solution.

4. Solution according to claim 3, characterized in that it comprises 55% by weight ortho-phosphoric acid and 5% by weight urea of the total weight of the solution.