Розчинення окалини протікає по хімічному і електрохімічного механізмів.
Розчинення окалини протікає по хімічному і електрохімічного шляхах. Перший - просочення окалини кислотою, незначна розчинення оксидів і металу на дні пір і тріщин в окалині, метал при цьому практично не розчиняється.
Швидкість розчинення окалини і металу залежить від природи і концентрації кислотного розчину, від його температури. Однак оксиди, що містять залізо в ступені окислення 4 - 3, взаємодіють з кислотою повільно і при підвищених температурах. Тому основною причиною видалення окалини в сульфатних розчинах слід визнати її відшарування від поверхні під впливом виділяється водню.
Механізм розчинення окалини в соляній кислоті принципово різниться від механізму травлення в сірчаної кислоти. Соляна кислота на відміну від сірчаної швидко розчиняє оксиди, що входять до складу окалини.
Кілька гальмує розчинення окалини. У присутності солей заліза спостерігається зниження ефективності інгібітору і в ряді випадків - коагуляція. Ефективний піноутворювач для КІ-1 не знайдений.
Фториди значно прискорюють розчинення окалини.
Розчинення окалини в грунтовій емалі. Найвідомішим прикладом є розчинення окалини при емалюванні заліза.
Розчинність оксидів і швидкість розчинення окалини в соляній кислоті вище, ніж в сірчаної, при рівній концентрації, крім того, вона менш активно реагує з залізом [50; 65; 73; 144], тому втрати металу при травленні в соляній кислоті дещо менше.
Чи не впливає на швидкість розчинення окалини, стійкий при накопиченні в травильної ванні солей заліза, сумісний з пенообразователями.
Інгібітор не впливає на швидкість розчинення окалини, стійкий при накопиченні в процесі травлення солей заліза. Є такі модифікації інгібіторів серії ПКУ: ПКУ, ПКУ-3, ПКУ-4, ПКУ-5, ПКУ-6, ПКУ-Е.
Хімічний метод очищення труб полягає в розчиненні окалини, іржі хімічними сполуками (табл. 41) в спеціальних ваннах. Цей метод найбільш ефективний. Щоб уповільнити розчинення основного металу, до розчину кислоти, як правило, додають інгібітори корозії. При цьому отримують зменшення втрат металу при травленні.
Інгібітор приблизно в 1 5 разу уповільнює розчинення окалини. При температурах вище 70 С в сірчанокислотних ваннах з концентрацією ГеЗСЧ вище 80 г / л КІ-1 дає маслоподібними продукт, який осідаючи на поверхні прокату погіршує якість поверхні. Піноутворювачі КБЖ, ОП-10 погано поєднуються з КІ-1, дають в його присутності ппскую піну.
Для того щоб врахувати вплив інгібітора на швидкість розчинення окалини, Н. Г. Ключниковим [24] запропоновано ефективність інгібіторів оцінювати по відношенню коефіцієнтів уповільнення швидкості розчинення металу і окалини Амет / йок.
Слід зазначити, що розчинність оксидів металів і швидкість розчинення окалини в соляній кислоті вище, ніж в сірчаної, при рівній концентрації. Крім того, вона менш активно реагує з залізом, тому втрати металу при травленні в соляній кислоті дещо менше. У соляній кислоті видалення окалини відбувається переважно за рахунок її розчинення, тоді як в сірчаної кислоти - в основному за рахунок її відриву від поверхні в результаті подтравливания металу і розпушення окалини виділяється воднем.
Дуже важливою характеристикою грунтовій емалі є її здатність до розчинення окалини, яка залежить від складу емалі.
Інгібітор не забруднює поверхню металу при травленні, не уповільнює розчинення окалини і не погіршує фізико-механічні властивості металу. При необхідності можна використовувати спільно з БА-6 піноутворювач, він сумісний G більшістю ПАР.
Широко поширені в промисловості сповільнювачі корозії в кислотах, що не перешкоджають розчиненню окалини на металах, є в більшості випадків органічними речовинами. Найімовірніше, подібні органічні сповільнювачі корозії адсорбуються на поверхні металу, створюючи потім суцільний хімічно фіксований шар.
При травленні стали з окалиною, коли інгібітори не повинні сповільнювати швидкість розчинення окалини і сповільнювати швидкість розчинення стали, оцінку ефективності інгібіторів запропоновано [2] здійснювати за показником рт, де р - швидкість розчинення металу; т - час видалення окалини.
Швидкість розчинення сталі (Ст. 3 і інгібуючий ефект у. Як видно з табл. 6 4, більшість досліджених інгібіторів зменшують швидкість розчинення окалини, але, на щастя, набагато сильніше вони зменшують швидкість розчинення металу, ніж окислів, що робить можливим їх практичне використання в техніці. до того ж, коли окалина знаходиться на поверхні металу, її видалення прискорюється завдяки виникненню корозійного макроелементи типу оксид - метал, що сприяє подтравливания металу і механічному видаленню окалини.
З наведених у таблиці даних видно, що в однакових умовах швидкість розчинення окалини в 10% - ном растііре соляної кислоти приблизно в 10 разів, а в 15 / о-ном розчині майже в 27 разів більше, ніж в таких же розчинах сірчаної кислоти. Природно, при такій великій швидкості розчинення оксидів заліза в соляній кислоті видалення окалини бульбашками водню має другорядне значення. Тому травлення в соляній кислоті можна проводити із застосуванням найсильніших інгібіторів, що дозволяє вберегти від розчинення метал, що знаходиться під окалиною, не збільшуючи тривалості травлення.
З наведених у таблиці даних видно, що в однакових умовах швидкість розчинення окалини в 10% - ном розтер соляної кислоти приблизно в 10 разів, а в 15% - ном розчині майже в 27 разів більше, ніж в таких же розчинах сірчаної кислоти. Природно, при такій великій швидкості розчинення оксидів заліза в соляній кислоті видалення окалини бульбашками водню має другорядне значення. Тому травлення в соляній кислоті можна проводити із застосуванням найсильніших інгібіторів, що дозволяє вберегти від розчинення метал, що знаходиться під окалиною, не збільшуючи тривалості травлення.
Інгібітори вирівнюють поверхню металу, не забруднюють її при травленні, не уповільнюють розчинення окалини і відкладень, які не погіршують механічні характеристики металу.
Травильні присадки сповільнюють дію кислот на метал, але не впливають на швидкість розчинення окалини в кислотах. Одночасно вони перешкоджають дифузії водню в метал, знижуючи тим самим втрати металу і витрата кислоти. Присадки виготовляють на основі сульфітного лугу, житній - борошна, макухи, відходів м'ясопродуктів.
Підвищення кількості оксиду заліза в системі збору і транспорту, ЦПС відбувається за рахунок розчинення залізної окалини і стінок агрегатів кіслотовозов, систем закачування при роботі з кислотами.
Вплив NaCl на швидкість розчинення сталей в 18% H2S04. Таким чином, введення 3 - 5% NaCl в 18% H2S04 прискорює процес розчинення окалини з хромоніке-лсвих і хромистих сталей і зменшує корозійний вплив кислоти на чистий метал.
Протягом декількох днів вода в казані була абсолютно чистою, що є ознакою повного розчинення окалини.
В процесі травлення низьковуглецевих сталей з метою видалення з них окалини 5% кислоти витрачається на власне розчинення окалини і 55% на розчинення стали.
Діаграма плинності. В'язкість емалевої фрити повинна забезпечити достатню плинність, повне покриття металу (або шару ґрунтової емалі), розчинення окалини і технічно оптимальну дегазацію.
У такому випадку за залежністю тривалості I 3 і II періодів від температури можна приблизно розрахувати ефективну енергію розчинення окалини на металі.
При травленні в розчин додають присадки, які значно зменшують швидкість розчинення стали і не впливають на швидкість розчинення окалини, перешкоджають дифузії водню в метал і усувають виділення газів в атмосферу травильних відділень.
Всі рекомендовані вище методи електролітичного (анодного і змінним струмом) травлення окалини зі сталі Х18Н12М2Т значно ефективніше звичайного розчинення окалини в розчинах H2SO4; вони зменшують тривалість видалення окалини і вагові втрати металу при травленні і підвищують якість поверхні стали після травлення.
Солянокислотного обробки привибійну зон свердловин, що розкрила карбонатні пласти або пласти, що містять карбонатний цементуючий матеріал, а також для розчинення окалини. Для цього в пласт закачують 0 8 - 1 5 м3 на 1 м товщини пласта 10 - 15% - ного розчину ингибированной соляної кислоти і залишають свердловину на добу. Потім після дренування і промивання свердловину переводять під нагнітання.
Солянокислотного обробки привибійну зон свердловин, що розкрила карбонатні пласти або пласти, що містять карбонатний цементуючий матеріал, а також для розчинення окалини.
Солянокислотного обробки привибійну зон свердловин, що розкрила карбонатні пласти або пласти, що містять карбонатний цементуючий матеріал, а також для розчинення окалини. Для цього в пласт закачують 0 8 - 1 5 м3 на 1 м товщини пласта 10 - 15% - ного розчину ингибированной соляної кислоти і залишають свердловину на добу. Потім після дренування і промивання свердловину переводять під нагнітання.
При травленні нержавіючих сталей, іікельхромових сплавів в розчинах на основі азотної кислоти інгібітори майже не застосовуються, так як вони гальмують розчинення окалини і відповідно збільшують час травлення. Для запобігання цих небажаних явищ іноді можуть бути використані інгібітори.
Крім того, хоча методи очищення і вводяться в соляну кислоту добавки дуже різноманітні, сам процес відмивання вимагає проведення звичайних основних етапів: попереднього луження (знежирення), розчинення окалини, промивання г необхідним витісненням всього кислотного розчину [2, 21] з контуру, нейтралізації і пассивации.
Для запобігання поверхні металу від нерівномірного травлення, а також від перетравленія і наводороживания в травильний розчин вводять травильні присадки, що сповільнюють розчинення металу, але не впливають на швидкість розчинення окалини.
Катапін До в концентраціях до 2 г / л і температурах до 70 ° С прискорює розчинення прокатної окалини в 2М HoS tO, при більш високих концентраціях і температурах не робить істотного впливу на розчинення окалини.
Ванна для холодної промивки. Для запобігання поверхні металу від нерівномірного травлення, а також від перетравліванія і наводороживания в травильний розчин вводять травильні присадки КС і ЧС (інгібітори), що уповільнюють розчинення металу, але не впливають на швидкість розчинення окалини.