化学除锈法应注意设备维护，降低腐蚀风险

2023-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：化学除锈场地的设备应注意经常维护，减少化学除锈液的蒸发气体对设备的腐蚀。

化学除锈法有酸洗除锈法、综合除锈法、碱性除锈法、电解除锈法、无污染循环除锈法等。

1.酸洗除锈法

酸洗除锈法是利用酸与金属表面的锈蚀物（铁的氧化物）反应生成可溶于水的盐类来进行处理的。

酸的浓度与温度对金属的腐蚀速度有影响。用硫酸酸洗时随着浓度的提高腐蚀速度加快，但当达到一定浓度时，腐蚀速度开始减慢。在硫酸浓度（质量分数）为25%时，腐蚀速度最快。为了防止金属过腐蚀，在配置槽液时应考虑金属材料的性质、表面锈蚀情况和酸洗的效果，及时调整浓度，同时还要考虑处理设备的经济成本等。

2.综合除锈法

综合除锈法是在一个槽液中，同时进行脱脂、除锈等的处理方法，有脱脂、除锈“一步法”，脱脂、除锈、磷化“三合一法”以及脱脂、除锈、磷化、钝化“四合一法”。此方法简化了生产工序，提高了处理效率，减少了清洗设备和占地面积，节省了清洗用水及处理材料。采用弱酸磷酸作溶液，对人体和环境污染减轻，该法逐渐得到了推广和使用。“三合一法”和“四合一法”综合处理剂主要是由表面活性物（乳化剂）、除锈剂（各种酸）、磷化剂以及络合剂、螯合剂、促进剂等组成。综合处理液的pH值在2～3之间，游离酸的含量（质量分数）应在溶液总质量的3%～6%之间。其处理方式分为浸泡式和喷淋式，也有喷浸结合式。综合处理液中含有的表面活性物质，不但能很好地脱脂去污，还可以提高酸液的渗透性，液面上少量的气泡还能减少酸雾的逸出。

3.碱性除锈法

铁锈或氧化物不能直接在碱液中溶解，也不会很快从金属表面脱落，因而碱性除锈必须使氧化物溶解于碱液中形成络合物。能够和三价铁反应而生成络合物的化合物有氰化钾、羟基羟酸和氨基多元羧酸等。这种碱性除锈剂对金属的腐蚀性小，很少产生有害物质，而且没有酸洗过程中产生的过腐蚀现象，产生的氢气也极少，无氢脆现象；被处理件表面锈蚀物和油污可同时除去，并且具有缓蚀作用；除锈后的水洗和中和过程简单方便。只是存在处理时间较长，使用温度较高，成本较硫酸或盐酸处理法要高，凹坑中存在的铁锈难以除净，对黑色的氧化皮无效等缺点。由于不发生氢脆和不腐蚀金属，所以应用很广泛。

4.电解除锈法

电解除锈是把处理件浸放在电解液中通以直流电，通过电化学反应达到除锈目的。电解除锈方法分为两大类：一类是把除锈件作为阳极；另一类是把除锈件作为阴极。

（1）阳极除锈

阳极除锈是通过通电后金属溶解，利用在阳极产生的氧气的机械力来分离锈层的。阳极除锈法由于是利用阳极在电解质中被腐蚀来除锈，在处理件表面锈蚀物去除的同时，金属基体也难免被腐蚀。如仅为除锈，则不宜用这种方法。若为了使金属表面达到电抛光效果，则广泛采用此方法。

（2）阴极除锈

阴极除锈是利用通电后在阴极上产生的氢气来还原氧化物，使它易溶于酸液中，再以氢的机械力量使锈蚀物从被处理件表面脱离的。同时还起到阴极保护的效果。阴极除锈时的电流密度大，故被处理件在电解质中没有被腐蚀的现象，但在阴极除锈时，阴极上有氢气产生，会有氢脆现象，因此在溶液中选用适量的缓蚀剂是必需的。

阴、阳极除锈法常用于大型产品及大型零部件除锈、容器表面除锈、船舶内表面除锈、大型钢板除锈等。由于阳极除锈方法在不通电时，锈层仍会因为化学反应而被溶解，因此一旦停止通电，金属就有被过腐蚀的危险。故应避免在不通电的时候将被处理件浸在酸液内。为了防止被处理件出现过腐蚀现象，最好在酸液中加入适当比例的酸洗缓蚀剂。

5.化学除锈的注意事项

（1）除锈溶液都有强腐蚀性

在操作过程中要注意安全，防止溶液飞溅到皮肤和衣物上。工作时穿耐酸工作服、戴橡胶手套，以防烧伤。除锈过程中的各工序必须连续进行，中间不能间断，否则会影响除锈的质量和效果。溶液的配方比例应严格控制，使用过程中水分会逐渐挥发，因此应随时加水调整。若配比不当，会造成被处理件出现过腐蚀等事故，因此应定期对槽液进行化验分析并随时调整比例。尤其需按要求严格控制温度和时间，并随时调整，遵守工艺制度。经热溶液处理的工件取出后应先用热水冲洗，再用冷水冲洗；相反，经常温酸洗的处理件，取出后应先用冷水冲洗再用热水冲洗。冲洗必须彻底，使金属表面无残液，否则会出现锈蚀。结构受力件酸洗后产生的氢脆，可经140℃烘烤保持1h脱氢来消除。

（2）化学药品必须注意妥善保管

严禁将氧化剂、酸和酸酐混放在一起，彼此应隔开存放，防止因混放而导致爆炸、燃烧事故的发生。化学除锈场地的设备应注意经常维护，减少化学除锈液的蒸发气体对设备的腐蚀。

6.无污染循环除锈剂除锈法

无污染循环除锈剂除锈法目前已在工业发达国家广泛使用。

（1）无污染循环除锈剂除锈的工作原理

它通过分解金属表面的氧化物锈蚀，破坏所有有助于氧化的媒介物，从而使金属表面达到干净无锈的状态。在此过程中，金属表面形成完整的钝化微元，以阻止进一步的氧化锈蚀，并为涂漆或电镀提供额外的附着点及洁净的附着面，而金属加工精度及各种性能均不改变。

（2）无污染循环除锈剂除锈法的特性

无污染循环除锈剂除锈法的特性有以下几个方面：

1）能彻底清除金属表面的锈蚀。

2）可在金属表面生成一层“防护膜”以达到阻锈目的。

3）可为涂漆、涂料或电镀层提供钝化和稳定的附着点（面），使涂层与金属面更紧密地结合。

4）对人体无害，可接触皮肤。

5）可以回收，多次循环使用。

6）不易燃，无污染。

7）可用自来水稀释后进行任何操作。

（3）无污染循环除锈剂除锈法的使用范围

可用于电镀车间、汽车制造、汽车维修业、机械制造业、船舶制造业、铁路工程及炼油厂等。

图5-20 喷淋式除锈设备结构示意图

1—涂料泵 2—喷淋涂机构 3—传送带 4—涂料槽

（4）无污染循环除锈剂除锈的方法

主要适于用浸泡和喷淋法。喷淋式除锈设备如图5-20所示。使用时，先往槽中加50%无污染循环除锈剂溶液，再用1倍质量或体积自来水稀释并搅拌均匀。使用浸泡法时，常温下需浸泡10～15min，40～45℃温度条件下浸泡3～5min即可。使用喷淋法除锈时，一般喷淋30～40s（50～55℃）即可除净锈蚀。

工件经无污染循环除锈剂清除锈蚀后，再用清水浸洗1min左右或用喷淋水洗半分钟左右。之后，将工件在常温条件下浸入含量为30%～35%的无污染循环除锈剂稀溶液中浸洗2min（喷淋洗半分钟）后取出，烘干或自干后即可涂漆或电镀。对暂时不需涂漆或电镀的制件，可在无污染循环除锈剂稀溶液中处理，干燥后可存放10～15天而不会出现返锈。

究竟选择哪一种除锈方法取决于车身锈蚀的程度和部位。除锈效率取决于操作工的水平、经验、除锈方法以及打磨材料和机械的正确选定。

化学除锈法应注意设备维护，降低腐蚀风险

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