PL162832B1

PL162832B1 - Paste for removing bloom from welded alloy steels

Info

Publication number: PL162832B1
Application number: PL28359590A
Authority: PL
Inventors: Waclaw Kalwa; Witold Waclawek; Helmut Weber; Ryszard Kocyba; Andrzej Klos; Jozef Kwiatkowski; Ryszard Moryto
Original assignee: Przed Produkcji Roznej; Zaklad Remontowo Montazowy Prz
Priority date: 1990-01-31
Filing date: 1990-01-31
Publication date: 1994-01-31
Also published as: PL283595A1

Abstract

Pasta do usuwania nalotów z powierzchni spawanych stali stopowych typu chromowo, niklowo, tytanowych zawierajaca w swoim skladzie kwasy: azotowy, ortofosforowy i fluo- rowodorowy, znamienny tym, ze zawiera 15-20% wagowych kwasu azotowego, 60-12% wagowych kwasu fluorowodorowego, 6-12% wagowych kwasu ortofosforowego, 45-60% wagowych fluorku wapniowego, korzystnie w postaci fluorytu lub 45-60% wagowych fluorofosforanu wapnia w postaci apatytu oraz wode w uzupelnieniu do 100% wagowych. PLPaste for removing tarnish from the surfaces of welded alloy steels of the chromium, nickel and titanium type, containing in its composition nitric, orthophosphoric and hydrofluoric acids, containing 15-20% by weight of nitric acid, 60-12% by weight of hydrofluoric acid, 6-12% by weight of orthophosphoric acid, 45-60% by weight of calcium fluoride, preferably in the form of fluorspar, or 45-60% by weight of calcium fluorophosphate in the form of apatite and water supplemented to 100% by weight. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest pasta do usuwania nalotów powstających na powierzchni spawów i okolic w trakcie spawania stali stopowych typu chromowo, niklowo tytanowych z równoczesnym zabezpieczeniem tych powierzchni przed korozją. Usuwanie nalotów powstających na powierzchni i w okolicach spawów stali stopowych oraz ich zabezpieczenie antykorozyjne decyduje o ostatecznym wyglądzie i trwałości urządzeń wykonywanych ze stali, zawierających takie dodatki jak chrom, nikiel i tytan.The subject of the invention is a paste for removing tarnish formed on the surface of welds and surrounding areas during welding of chromium and nickel-titanium alloy steels with simultaneous protection of these surfaces against corrosion. Removal of tarnish on the surface and in the vicinity of welds of alloy steels and their corrosion protection determines the final appearance and durability of devices made of steel, containing such additives as chromium, nickel and titanium.

Z chemicznych sposobów oczyszczania spawanych powierzchni stall stopowych należy wymienić stosowanie kąpieli trawiących i past zawierających środki chemiczne atakujące zanieczyszczenia tlenkowe, powstające w trakcie spawania stali stopowych.The chemical methods of cleaning the welded surfaces of alloy steels include the use of pickling baths and pastes containing chemicals that attack the oxide contamination generated during welding of alloy steels.

Stosowanie niektórych past obciążone jest również niejednokrotnie wadą, polegającą na tym, że po zabiegu czyszczącym uzyskuje się powierzchnie matowe, pozbawione połysku, szorstkie, a więc ulegające łatwo dalszej korozji pod wpływem czynników otoczenia.The use of certain pastes is also often burdened with the disadvantage that after the cleaning treatment, surfaces are matte, devoid of gloss, rough, and therefore easily subject to further corrosion under the influence of environmental factors.

Z polskiego opisu patentowego nr 134 136 znany jest środek do usuwania rdzy z powierzchni stalowych lub żeliwnych oraz nalotów rdzy z innych powierzchni takich jak emaliowane, ceramiczne i inne zawierający w swoim składzie kwas szczawiowy, wodę, kwas fosforowy, środek powierzchniowo czynny, glicerynę, bentonit oraz fosforan mocznika w ilości 15-99% wagowych. Środek ten nie nadaje się do usuwania nalotów tlenkowych z powierzchni spawanych stall stopowych .Polish patent specification No. 134 136 describes an agent for removing rust from steel or cast iron surfaces and rust deposits from other surfaces such as enameled, ceramic and other surfaces, containing oxalic acid, water, phosphoric acid, surfactant, glycerin, bentonite. and urea phosphate in an amount of 15-99% by weight. This agent is not suitable for removing oxide deposits from welded alloy steels.

Z polskiego opisu patentowego nr 148 117 znany jest środek do czyszczenia wyrobów ze stali nierdzewnej zawierający 5-10 części wagowych alkilobenzosulfonianu sodowego, 10-80 części wagowych kompleksowego związku kwasów fosforowych z mocznikiem, 1-2 części wagowych siarczanu sodu, 5-10 części wagowych sulfobursztynianu sodu, 1-3 części wagowych monoalkiloamidu kwasów tłuszczowych, 0,1 - 5 części wagowych spolimeryzowanego tlenku etylenu, 0,1 1,0 części wagowych soli sodowej monoestru kwasu maleinowego i oksyetylenowego alkoholu tłuszczowego oraz ewentualnie wodę w uzupełnieniu do 100 części wagowych. Z polskiego opisu patentowego nr 95 979 znana jest pasta trawiąca i pasywująca do oczyszczania powierzchni połączeń spawanych ze stall nierdzewnej, sporządzona na bazie kwasów azotowego, ortofosforowego i fluorowodorowego, zawierająca w swoim składzie 50-85 części wagowych siarczanu baru jako wypełniacza.Polish patent specification No. 148 117 describes a cleaning agent for stainless steel products containing 5-10 parts by weight of sodium alkylbenzosulfonate, 10-80 parts by weight of a complex compound of phosphoric acids with urea, 1-2 parts by weight of sodium sulphate, 5-10 parts by weight sodium sulfosuccinate, 1-3 parts by weight monoalkylamide of fatty acids, 0.1-5 parts by weight of polymerized ethylene oxide, 0.1-1 parts by weight of sodium monoester of maleic acid and oxyethylene fatty alcohol, and optionally water to 100 parts by weight. Polish patent specification No. 95 979 describes an etching and passivating paste for cleaning the surfaces of welded joints made of stainless steel, based on nitric, orthophosphoric and hydrofluoric acids, containing 50-85 parts by weight of barium sulphate as a filler.

Z polskiego opisu patentowego nr 107 347 znany jest środek do usuwania rdzy i zgorzeliny z powierzchni stall, zawierający 16-20 części wagowych kwasu azotowego, 2-4 części wagowych kwasu fluorowodorowego, 5-8 części wagowych kwasu ortofosforowego, 30-50 części wagowych sześciofluoroglinianu sodowego, 0,5-1,0 części wagowych celulozy, 0,2-0,5 części wagowych adduktu tlenku etylenu do nasyconego kwasu tłuszczowego, jako środka powierzchniowo czynnego i 0,3-1 części wagowych soli metalu alkalicznego kwasu szczawiowego.Polish patent specification No. 107 347 describes an agent for removing rust and scale from the surface of steel, containing 16-20 parts by weight of nitric acid, 2-4 parts by weight of hydrofluoric acid, 5-8 parts by weight of orthophosphoric acid, 30-50 parts by weight of hexafluoroaluminate sodium, 0.5-1.0 parts by weight cellulose, 0.2-0.5 parts by weight of an adduct of ethylene oxide to a saturated fatty acid surfactant, and 0.3-1 part by weight of an alkali metal salt of oxalic acid.

162 832162 832

Z polskiego zgłoszenia patentowego nr P-272696 znana Jest pasta do usuwania tlenków z powierzchni stali stopowych, zawierająca w swoim składzie 1-50% wagowych kwasu azotowego, 1-30% wagowych kwasu fluorowodorowego i/lub jego soli litowcowych i/lub fluorokrzemianów litowcowych i amonowych, takich jak fluorek sodowy czy tez fluorokrzemian amonowy, 0,1-5,0% wagowych kwasu siarkowego i/lub jego soli litowcowych lub amonowych, takich jak siarczan potasu lub amonu, 15-70% wagowych siarczanu baru oraz wodę w uzupełnieniu do 100%. Pasta ta moŻe również zawieraó 0,001 - 5,0% wagowych niejonowego lub anionowego zwilŻacza odpornego na środowisko utleniające w postaci oksyetylatu lub oksypropylatu alkoholi tłuszczowych ^10-^10* 1-30% wagowych mieszającego się z wodą rozpuszczalnika organicznego, takiego jak alkohol keton eter lub glikoloeter Wadą past opartych na siarczanie baru jako nośniku jest to, że po wytrawieniu uzyskuje się nierówną powierzchnię ze względu na powstające głębokie wżery, spowodowane dodatkowo brakiem inhibitorów w składzie pasty, w które wbudowuje się drobny osad nośnika, który jest stamtąd trudno usuwalny i dla jego dokładnego usunięciu należy stosować mało efektywne mechaniczne środki czyszczące. Poza tym siarczan baru Jest trudno zwilżalny wodą i łatwo wysychając ułatwia powstawanie plam i zastoisk osadu w postaci trudnych do usunięcia skorup, stanowiących miejsca na powierzchniach oczyszczanych, gdzie zawarty tam siarczan baru, jako dobry adsorbent składników atmosfery staje się zaczątkiem i miejscem powstawania przyszłej korozji. Przedmiotem wynalazku jest pasta do usuwania nalotów z powierzchni spawanych stali stopowych chromowo, niklowo, tytanowych, zawierająca w swoim składzie kwas azotowy, kwas ortofosforowy i kwas fluorowodorowy.From the Polish patent application No. P-272696 there is known a paste for removing oxides from the surface of alloy steels, containing in its composition 1-50% by weight of nitric acid, 1-30% by weight of hydrofluoric acid and / or its alkali metal salts and / or alkali metal fluosilicates and ammonium compounds, such as sodium fluoride or ammonium fluorosilicate, 0.1-5.0% by weight of sulfuric acid and / or its alkali metal or ammonium salts, such as potassium or ammonium sulphate, 15-70% by weight of barium sulphate and water in addition to 100%. The paste may also contain 0.001 - 5.0 wt.% Of a non-ionic or anionic oxidant resistant to oxidizing environment in the form of fatty alcohol oxyethylate or oxypropylate of fatty alcohol ^ 10- ^ 10 * 1-30 wt.% Of a water-miscible organic solvent, such as alcohol ketone ether or glycol ether. The disadvantage of pastes based on barium sulphate as a carrier is that after etching, an uneven surface is obtained due to the deep pitting formed, additionally due to the lack of inhibitors in the paste composition, in which a fine carrier deposit is embedded, which is difficult to remove from there and for its thorough removal, use ineffective mechanical cleaning agents. Moreover, barium sulphate is difficult to wet with water and, as it dries easily, it facilitates the formation of stains and deposits of sediment in the form of hard-to-remove crusts, which are places on treated surfaces, where barium sulphate contained therein, as a good adsorbent of atmospheric components, becomes the beginning and place of future corrosion. The subject of the invention is a paste for removing tarnish from surfaces of welded chromium, nickel and titanium alloy steels, containing in its composition nitric acid, orthophosphoric acid and hydrofluoric acid.

Pasta ta zawiera 15-20% wagowych kwasu azotowego, 6-12% wagowych kwasu fluorowodorowego, 6-12% wagowych kwasu ortofosforowego, 45-60% wagowych fluorku wapniowego, korzystnie w postaci fluorytu lub 45-60% wagowych fluorofosforanu w postaci apatytu oraz wodę w uzupełnieniu do 100% wagowych. Pastę sporządza się przez dokładne wymieszanie ze sobą wszystkich składników w mieszalniku zaopatrzonym w wolnoobrotowe mieszadło, wprowadzając po kolei poszczególne kwasy a na końcu, ciągle mieszając wypełniacz w postaci fluorytu lub apatytu aż do uzyskania jednorodnej zawiesiny.This paste contains 15-20% by weight of nitric acid, 6-12% by weight of hydrofluoric acid, 6-12% by weight of orthophosphoric acid, 45-60% by weight of calcium fluoride, preferably in the form of fluorspar or 45-60% by weight of phosphorus in the form of apatite, and water up to 100% by weight. A paste is prepared by thoroughly mixing all the ingredients together in a mixer equipped with a slow speed stirrer, adding the individual acids one by one, and finally mixing the fluorspar or apatite filler until a homogeneous slurry is obtained.

Uzyskaną pastą pokrywa się powierzchnię spawów i pozostawia na czas do 30 minut. Po czym usuwa się dokładnie pastę ze spawu. Wielokrotne próby wykazały skuteczność działania środka według wynalazku. Za każdym razem uzyskiwano po zabiegu, gładką, lśniącą powierzchnię metalu, nie ulegającą zmianom w czasie kilkumiesięcznej obserwacji. Wielokrotne próby oczyszczania spawów wykonywanych na urządzeniach ze stali stopowych wykazały, że czynnikiem istotnym poprawiającym działanie pasty według wynalazku jest udział w paście wypełniacza w postaci fluorytu. Okazało się, że w porównaniu do stosowanego dotychczas siarczanu baru posiada on lepsze własności higroskopijne decydujące o stopniu przylegania pasty do oczyszczanych powierzchni a w dalszej kolejności łatwość i dokładność usunięcia pasty z powierzchni metalu po zabiegu czyszczenia. Okazało się również, że ziarna proszku użytego wypełniacza posiadają ostre krawędzie ułatwiające proces działania pasty. Podobnie lepszymi własnościami użytkowymi w porównaniu z siarczanem baru charakteryzuje się również i apatyt, zastosowany w paście jako wypełniacz.The obtained paste is applied to the surface of the welds and left for up to 30 minutes. After that, the paste from the weld is carefully removed. Repeated trials have demonstrated the effectiveness of the agent according to the invention. Each time, after the procedure, a smooth, shiny metal surface was obtained, not changing during several months of observation. Repeated attempts to clean welds performed on devices made of alloy steel have shown that the content of fluorspar filler in the paste is a significant factor improving the performance of the paste according to the invention. It turned out that compared to the barium sulphate used so far, it has better hygroscopic properties, which determine the degree of paste adhesion to the surfaces to be cleaned, and then the ease and accuracy of removing the paste from the metal surface after cleaning. It also turned out that the powder grains of the filler used have sharp edges which facilitate the paste operation process. Apatite, used in the paste as a filler, is also characterized by better operational properties compared to barium sulphate.

Przykład I. Do mieszalnika zaopatrzonego w wolnoobrotowe mieszadło wlano 150 g 100% HNOj, 120 g 100% HF, 60 g 100% H^PO^ oraz 110 g wody. 0o tej mieszaniny powoli doprowadzono ciągle mieszając fluoryt drobno mielony CaaF w llości 530 g . Otrrymano gęstą jednorodną zawiesinę. Otrzymaną pastę naniesiono przy pomocy pędzla na spaw stali chromowo -niklowo-tytanowej, pokryty czarno-brunatnym nalotem tlenków. Po 30 minutach pastę usunięto wilgotną szmatką. Spod pasty wyłoniła się gładka, lśniąca powierzchnia metalu, nie ulegająca zmatowieniu w czasie dostępnym obserwacji.EXAMPLE 1 150 g of 100% HNO 3, 120 g of 100% HF, 60 g of 100% H 2 PO 3 and 110 g of water were poured into a mixer equipped with a slow speed stirrer. 530 g of this mixture is slowly added, with constant stirring, to fine ground fluorspar CaaF. A thick homogeneous suspension was obtained. The obtained paste was applied with a brush to a weld of chrome-nickel-titanium steel, covered with a black-brown oxide coating. After 30 minutes, the paste was removed with a damp cloth. A smooth, shiny metal surface emerged from under the paste, not dulling in the time available for observation.

162 832162 832

Przykład II. Do mieszalnika wyposażonego w wolnoobrotowe mieszadło wlano 120 ml 68% kwasu azotowego, 90 ml 40% kwasu fluorowodorowego i 50 ml 98% kwasu fosforowego. Do tej mieszaniny wprowadzono przy ciągłym mieszaniu powoli apatyt /fluoro-fosforan wapniowy/ w ilości 200 g. Otrzymano gęstą, jednorodną zawiesinę. Pastę naniesiono na czarno-brunatną powierzchnię spawu, a po 30 minutach pastę usunięto. Uzyskano gładką, lśniącą powierzchnię nie zmieniającą się w czasie dostępnym obserwacji.Example II. 120 ml of 68% nitric acid, 90 ml of 40% hydrofluoric acid and 50 ml of 98% phosphoric acid were poured into a mixer equipped with a low-speed stirrer. 200 g of apatite (calcium fluoro-phosphate) was slowly added to this mixture under constant stirring. A thick, homogeneous suspension was obtained. The paste was applied to the black / brown weld area and the paste was removed after 30 minutes. A smooth, shiny surface was obtained that did not change in the time available for observation.

Przykład III . Do mieszalnika zaopatrzonego w wolnoobrotowe mieszadło wprowadzono 120 ml 68% kwasu azotowego, 90 ml 49% kwasu fluorowodorowego, 80 ml 98% kwasu fosforowego i 100 ml wody, ciągle mieszając wdozowano małymi porcjami 200 g apatytu. Otrzymano gęstą jednorodną zawiesinę. Pastą posmarowano spaw stali /niklowo-chromowo-tytanowej/ o barwie brunatno-czarnej. Po 30 minutach pastę usunięto wilgotną szmatą. Uzyskano gładką, lśniącą powierzchnię, nie zmieniającą się w czasie dostępnym obserwacji.Example III. 120 ml of 68% nitric acid, 90 ml of 49% hydrofluoric acid, 80 ml of 98% phosphoric acid and 100 ml of water were introduced into a mixer equipped with a low-speed stirrer, 200 g of apatite were added in small portions while stirring. A thick homogeneous suspension was obtained. The paste was spread over the weld of the steel / nickel-chromium-titanium / brown and black. After 30 minutes, the paste was removed with a damp cloth. A smooth, shiny surface was obtained that did not change in the time available for observation.

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 90 egz. Cena 10 000 złPublishing Department of the Polish Patent Office. Circulation of 90 copies. Price: PLN 10,000

Claims

Patent claim

Paste for removing tarnish from the surfaces of welded chromium and nickel-titanium alloy steels, containing in its composition the following acids: nitric, orthophosphoric and hydrofluoric acid, characterized in that it contains 15 - 20% by weight of nitric acid, 6 - 12% by weight of hydrofluoric acid, 6-12 % by weight of orthophosphoric acid, 45-60% by weight of calcium fluoride, preferably in the form of fluorspar, or 45-60% by weight of calcium fluorophosphate in the form of apatite, and up to 100% by weight of water.