RU2171317C1

RU2171317C1 - Paste for treating surface of stainless steel

Info

Publication number: RU2171317C1
Application number: RU99125728A
Authority: RU
Inventors: А.И. Васильев; А.В. Красночуб
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Лаборатория импульсной техники"
Priority date: 1999-12-08
Filing date: 1999-12-08
Publication date: 2001-07-27

Abstract

FIELD: chemical cleaning of metal surface, more particularly removing scale and rust from welded seams of products from stainless steel and impacting decorative appearance to them. SUBSTANCE: paste comprises mixture of nitric acid with ammonium fluoride, binder and water. Binder includes dextrins prepared by thermolysis of starch, ratios of components being as follows, g/l: nitric acid (d= 1.4), 250-350; ammonium fluoride, 175-108; dextrin, 250-350; and water, 350-500. EFFECT: fewer components in paste composition, greater efficiency of suing reagents, increased labor safety, improved wettability and simplified removal of past form surface being treated. 2 cl, 2 ex

Description

Изобретение относится к области химической очистки поверхности металлов и может быть использовано для удаления окалины и ржавчины со сварных швов изделий из нержавеющей стали, а также придания им декоративного вида. The invention relates to the field of chemical cleaning of metal surfaces and can be used to remove scale and rust from welds of stainless steel products, as well as to give them a decorative look.

При высокотемпературной термической обработке изделий из нержавеющей хромо-никелевой стали, например сваркой, происходит окисление поверхности стали. Это является следствием изменения состава металла за счет обеднения защитной поверхностной пленки Cr₂O₃ хромом и выхода на поверхность железа, вследствие чего сталь теряет свою коррозионную стойкость. Это приводит к образованию цветов побежалости, потемнению или коррозии сварных швов.When high-temperature heat treatment of products made of stainless chromium-nickel steel, for example by welding, the surface of the steel is oxidized. This is a consequence of a change in the composition of the metal due to the depletion of the protective surface film of Cr ₂ O ₃ chromium and the release of iron on the surface, as a result of which the steel loses its corrosion resistance. This results in discoloration, darkening, or corrosion of the welds.

Указанная проблема решается путем химического травления стали специальными пастами, представляющими собой смесь кислот с добавлением инертного наполнителя или загустителя, которые удаляют со швов ржавчину, пассивируют поверхность стали, а также обеспечивают однородный внешний вид изделия. This problem is solved by chemical etching of steel with special pastes, which are a mixture of acids with the addition of an inert filler or thickener, which remove rust from the joints, passivate the surface of the steel, and also ensure a uniform appearance of the product.

Известен состав для удаления ржавчины с поверхности металлов (патент ЕР 0233110, C 23 G 1/02), содержащий кислотный раствор из муравьиной, уксусной и лимонной кислот и загуститель, в качестве которого используется полисахарид. Для получения полисахарида используют натуральную или биосинтетическую резину, а также их смесь. Known composition for removing rust from the surface of metals (patent EP 0233110, C 23 G 1/02) containing an acid solution of formic, acetic and citric acids and a thickener, which is used as a polysaccharide. To obtain a polysaccharide using natural or biosynthetic rubber, as well as their mixture.

Однако в данном составе используются слабые органические кислоты, для которых скорость реакции с металлом мала, в результате чего процесс обработки требует значительного количества времени. Использование резины в качестве загустителя также снижает эффективность обработки. However, weak organic acids are used in this composition, for which the reaction rate with the metal is low, as a result of which the processing process requires a considerable amount of time. Using rubber as a thickener also reduces processing efficiency.

Известна паста для удаления окалины с поверхности нержавеющей стали (А. С. СССР 514913, C 23 G 1/04, 1973 г.), содержащая смесь азотной, соляной, плавиковой, салициловой кислот и перекиси водорода, а в качестве инертного наполнителя смесь шамота, кварцевого песка, стеклобоя, каолина и окиси алюминия. Недостатками указанного состава являются:
- многокомпонентность и сложность его приготовления;
- высокая кислотность (более 800 г сильных кислот на 1 л пасты), что требует повышенных мер безопасности;
- использование в качестве связующего наполнителя из твердых минеральных добавок, частицы которых экранируют активные вещества от обрабатываемой поверхности, что существенно снижает эффективность использования реагентов. По этой же причине не обеспечивается хорошая смачиваемость стальной поверхности пастой, что затрудняет удаление окалины со швов в труднодоступных местах изделия;
- сложная очистка поверхности стали от пасты после обработки.Known paste for removing scale from the surface of stainless steel (A. S. USSR 514913, C 23 G 1/04, 1973), containing a mixture of nitric, hydrochloric, hydrofluoric, salicylic acid and hydrogen peroxide, and as an inert filler, a mixture of chamotte , quartz sand, cullet, kaolin and aluminum oxide. The disadvantages of this composition are:
- multicomponent and the complexity of its preparation;
- high acidity (more than 800 g of strong acids per 1 liter of paste), which requires increased safety measures;
- use as a binder filler from solid mineral additives, the particles of which screen active substances from the treated surface, which significantly reduces the efficiency of the use of reagents. For the same reason, good wettability of the steel surface with the paste is not ensured, which makes it difficult to remove scale from the joints in hard-to-reach places of the product;
- complex cleaning of the surface of the steel from paste after processing.

Сущность изобретения заключается в том, что паста для обработки поверхности нержавеющей стали содержит смесь азотной кислоты с фтористым соединением, связующее и воду. The essence of the invention lies in the fact that the paste for surface treatment of stainless steel contains a mixture of nitric acid with a fluoride compound, a binder and water.

Согласно изобретению, в качестве фтористого соединения используют фтористый аммоний, а в качестве связующего вводят декстрины, полученные, например, термолизом крахмала, при следующем соотношении компонентов, г/л:
Азотная кислота (d = 1,4) - 250 - 350
Аммоний фтористый - 75-108
Декстрин - 250 - 350
Вода - 350-500
Техническим результатом, получаемым при осуществлении изобретения, является сокращение компонентов в составе пасты, повышение эффективности использования реагентов, повышение безопасности труда, улучшение смачиваемости, а также упрощение удаления пасты с обрабатываемой поверхности.According to the invention, ammonium fluoride is used as a fluorine compound, and dextrins obtained, for example, by thermolysis of starch, are introduced as a binder in the following ratio of components, g / l:
Nitric acid (d = 1.4) - 250 - 350
Ammonium fluoride - 75-108
Dextrin - 250 - 350
Water - 350-500
The technical result obtained by carrying out the invention is to reduce the components in the composition of the paste, increase the efficiency of the use of reagents, increase labor safety, improve wettability, and also simplify the removal of paste from the treated surface.

Указанный технический результат достигается за счет совокупности отличительных признаков патентуемого изобретения:
использование в качестве связующего (загустителя) декстринов как гелеобразующего компонента позволяет повысить эффективность использования реагентов, так как кислотная смесь при отсутствии механических включений беспрепятственно диффундирует к поверхности металла. Кроме того, так как кислота полностью расходуется при реакции, отработанный состав не содержит ее. Гелеподобная паста обладает хорошей смачиваемостью и легко наносится на любые поверхности изделия - внутренние и угловые швы, корень шва при сварке встык. Использование в составе пасты соли фтористой кислоты снижает ее кислотность и повышает безопасность состава. После обработки паста легко смывается водой. Использование декстринов, полученных термолизом крахмала, в качестве связующего, обеспечивает чистоту загустителя и его большую инертность в протекающей реакции по сравнению с декстринами, полученными промышленным способом, щелочные компоненты которых могут частично нейтрализовать кислоту пасты.The specified technical result is achieved due to the combination of distinctive features of the patented invention:
the use of dextrins as a gelling component as a binder (thickener) can increase the efficiency of the use of reagents, since the acid mixture in the absence of mechanical impurities diffuses freely to the metal surface. In addition, since the acid is completely consumed during the reaction, the spent composition does not contain it. The gel-like paste has good wettability and is easily applied to any surface of the product - internal and fillet welds, butt weld root. The use of fluoride salts in the paste reduces its acidity and increases the safety of the composition. After processing, the paste is easily washed off with water. The use of dextrins obtained by thermolysis of starch as a binder ensures the purity of the thickener and its greater inertness in the reaction as compared to industrial dextrins, the alkaline components of which can partially neutralize the paste acid.

Пример 1. В полиэтиленовую посуду помещают 215 г азотной кислоты, добавляют 90 г фтористого аммония и перемешивают пластиковой палочкой до полного растворения. Затем в полученный раствор в качестве загустителя в количестве 320 г вводят декстрины и добавляют 450 мл воды. Образовавшуюся массу тщательно перемешивают в течение 5 ч при комнатной температуре. Example 1. In a plastic dish placed 215 g of nitric acid, add 90 g of ammonium fluoride and mix with a plastic stick until completely dissolved. Then, dextrins are added to the resulting solution as a thickener in an amount of 320 g and 450 ml of water are added. The resulting mass is thoroughly mixed for 5 hours at room temperature.

Пример 2. В полиэтиленовую посуду помещают 336 г азотной кислоты и 98 г фтористого аммония и перемешивают пластиковой палочкой до полного растворения. Затем в полученный раствор в качестве загустителя в количестве 720 г вводят декстрины, полученные термолизом крахмала. Образовавшуюся массу тщательно перемешивают в течение 5 ч при комнатной температуре. Для приготовления декстринов 320 г крахмала заливают 400 мл воды и нагревают при постоянном перемешивании до кипения, выдерживают при температуре кипения в течение 2 мин, а затем охлаждают до комнатной температуры. Образовавшуюся массу измельчают, применяя режущий инструмент из нержавеющей стали. Example 2. 336 g of nitric acid and 98 g of ammonium fluoride are placed in a polyethylene dish and mixed with a plastic stick until completely dissolved. Then, dextrins obtained by thermolysis of starch are introduced into the resulting solution as a thickener in an amount of 720 g. The resulting mass is thoroughly mixed for 5 hours at room temperature. To prepare dextrins, 320 g of starch is poured into 400 ml of water and heated to boiling with constant stirring, kept at the boiling temperature for 2 minutes, and then cooled to room temperature. The resulting mass is crushed using a stainless steel cutting tool.

Обработке подвергают изделие из нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т толщиной от 0,5 до 10 мм, сваренном ручной аргонодуговой сваркой, на поверхности сварного шва которого образовалась окалина, а на металле, подвергшемся воздействию высокой температуры, появились цвета побежалости. Приготовленную выше указанным способом пасту наносят на поверхность окисленного металла слоем 1 - 3 мм. В результате обработки пастой в течение 30 - 50 мин при комнатной температуре поверхность приобретает цвет неокисленного металла, образовавшиеся окислы полностью удаляются и образуется пассивированная поверхность. Пасту снимают струей воды под небольшим давлением или влажной ветошью, затем поверхность промывают водой. A product made of stainless steel 12X18H10T from 0.5 to 10 mm thick, welded by manual argon-arc welding, on the surface of the weld of which scale was formed, is subjected to processing, and tint colors appeared on the metal exposed to high temperature. The paste prepared by the above method is applied to the surface of the oxidized metal with a layer of 1-3 mm. As a result of processing the paste for 30-50 minutes at room temperature, the surface acquires the color of an unoxidized metal, the formed oxides are completely removed and a passivated surface is formed. The paste is removed with a stream of water under slight pressure or with a damp cloth, then the surface is washed with water.

Применение данной пасты дает возможность быстро и эффективно удалять продукты, образующиеся при сварке нержавеющей стали в среде аргона. Паста проста в изготовлении, не стекает с любых плоскостей обрабатываемого изделия, придает ему декоративный товарный вид, а также более безопасна в эксплуатации. Очистка пастой данного состава может быть применена при изготовлении и монтаже оборудования из нержавеющей стали, предназначенного для работы в коррозионных средах, а также при изготовлении вакуумного оборудования. The use of this paste makes it possible to quickly and efficiently remove products formed during welding of stainless steel in an argon atmosphere. The paste is easy to manufacture, does not drain from any plane of the workpiece, gives it a decorative presentation, and is also safer to use. Paste cleaning of this composition can be applied in the manufacture and installation of stainless steel equipment designed for use in corrosive environments, as well as in the manufacture of vacuum equipment.

Claims

1. Paste for surface treatment of stainless steel, containing a mixture of nitric acid with a fluoride compound, a binder and water, characterized in that ammonium fluoride is used as a fluorine compound, and dextrins are used as a binder, in the following ratio of components, g / l:
Nitric acid (d = 1.4) - 250 - 350
Ammonium fluoride - 75 - 108
Dextrin - 250 - 350
Water - 350 - 500
2. The paste according to claim 1, characterized in that dextrins obtained by thermolysis of starch are used as a binder.