Травлення стали в розчинах соляної кислоти відбувається переважно шляхом розчинення окисної плівки. У розчинах сірчаної кислоти розчинність оксидів заліза мала. Проникаючи крізь пори і тріщини в окалині до шару вюстіта, сірчана кислота розчиняє як його, так і контактує з ним металеве залізо. Виділяється при цій реакції газоподібний водень механічно отщепляет зовнішній шар окалини, видаляючи разом з ним і інші забруднення випадкового характеру.
Травлення стали в розчинах соляної кислоти протікає переважно шляхом розчинення окисної плівки. У розчинах сірчаної кислоти розчинність оксидів заліза менше. Проникаючи крізь пори і тріщини в окалині до шару вюстіта, сірчана кислота розчиняє як його, так і контактує з ним металеве залізо. Виділяється при цій реакції газоподібний водень механічно отщепляет зовнішній шар окалини, видаляючи разом з ним і інші забруднення випадкового характеру.
Травлення сталей супроводжується виділенням на їх поверхні шламу - порошкоподібного нальоту карбідів заліза, які не розчиняються в соляній і сірчаній кислотах.
Травлення сталей азотною кислотою має певну специфіку. Азотну кислоту використовують для високолегованих сталей; окалина на поверхні складається з окису заліза, хрому, нікелю та інших легуючих елементів. Як правило, водень при травленні не виділяється. У табл. 2 наведені шкідливі речовини у вигляді N203, половину з яких становить окис азоту і половину - двоокис азоту.
Травлення стали в суміші сірчаної і соляної кислот.
Травлення стали соляною кислотою набуло широкого поширення, коли були розроблені технологічні схеми, в яких процеси виділення і розкладання хлориду заліза були поєднані в одному апараті. Із зарубіжних публікацій відомі п'ять варіантів здійснення цього процесу, що відрізняються один від одного в основному типом реактора для окислення дихлорида заліза. Основний принцип процесу для всіх варіантів є загальним. Він полягає в наступному. Травильний розчин, який підлягає регенерації, розпорошується в реакторі при температурі 500 - 800 С. При цих умовах і в присутності кисню повітря відбуваються випаровування води і розкладання дихлорида заліза на оксид заліза і хлорид водню. Утворений оксид заліза осідає або в самому реакторі або в подальшому пиловідокремлювачі і витягується як побічний продукт. З газової суміші, що містить хлорид водню, пари води і газоподібні продукти горіння, хлорид водню виділяють поглинанням водою і у вигляді соляної кислоти повертають на травлення. Як уже сказано вище, в залежності від типу реактора для окислення дихлорида заліза установки діляться на п'ять варіантів.
Травлення стали ЕІ811 в 10% HNO3 4% NaF при 20 і 40 не викликає освіти металевої плівки.
Травлення сталей Bethnamel і Zerocarbon здійснюють іноді в 10 - 15-процентному розчині лимонної кислоти при 80 - 90 С протягом 8 - 10 хв.
Травлення сталей аустенітного класу типу 12Х18Н10Т і 12Х21Н5Т відбувається при температурі 15 - 35 С в розчині, г / л: 220 - 240 HNO3; 20 - 25 NaF; 20 - 35 NaCl. Тривалість травлення 30 - 60 хв, глибина знімання основного металу до 2 мкм.
Для травлення стали застосовується соляна або сірчана кислота. У соляній кислоті відбувається розчинення окалини, в той час як сірчана кислота затруює окалину, послаблюючи її адгезію зі сталлю. Звичайні стали, вже знежирені, труять в 30% - ної соляної кислоти при кімнатній температурі аж до повного видалення окалини і іржі. Після промивання застосовують анодное знежирення з метою видалення протравленого шламу при / 5 - МО А / дм 2 протягом 1 - 2 хв. Після промивання виробляють - 10-з активацію поверхні в 10% - ном розчині сірчаної кислоти при кімнатній температурі.
Після травлення стали піддають пасивування в 3 - 5% - ном розчині азотної кислоти при 40 - 50 С протягом 3 - 5 хв. Для пассивирования хромистих сталей застосовують той же розчин, але рекомендується вводити в нього додатково 1 - 2% біхромату натрію. Після пассивирования поверхню напівфабрикатів і деталей стає сріблясто-матовою, чистою, в результаті значно підвищується корозійна стійкість металу.
Після травлення стали піддають пасивування в 3 - 5% - ном розчині азотної кислоти при 40 - 50 С протягом 3 - 5 хв. Для пассивирования хромистих сталей застосовують той же розчин, але рекомендують вводити в нього додатково 1 - 2% біхромату натрію. Після пассивирования поверхню напівфабрикатів і деталей стає сріблясто-матовою, чистою, в результаті значно підвищується корозійна стійкість металу.
Для травлення стали в соляній кислоті рекомендується [98, с.
Для травлення стали звичайних марок вживається сірчана кислота, для травлення нержавіючої та жаротривких марок сталей - соляна або азотна кислоти.
Механізм травлення стали Х18Н10Т в акустичному полі відрізняється від того, що труїть вуглецевої сталі відсутністю газоподібних продуктів реакції і високу корозійну стійкість окисної плівки. Хімічне травлення стали Х18Н10Т зазвичай проводиться в два етапи. На першому етапі здійснюється обробка металу при 400 С в розплаві лугу, що містить 65% NaOH, 30% NaNO3 і 5% NaCl. В результаті обробки в лугу окалина стає пухкої і пористої. На другому етапі проводиться хімічне травлення окалини при 20 - 30 С у водних розчинах, що містять азотну і плавиковую кислоти.
Механізм травлення стали в сірчаної та соляної кислоти ідентичний, відмінність полягає лише в різному співвідношенні кількості розчиненої окалини до розчиненого металу, що є наслідком хімічних властивостей цих кислот.
При травленні стали в 2 N розчині НС1 в присутності інгібітора накладення ультразвуку викликає збереження пружних властивостей лише на початку процесу (перші 2 хв. При травленні без інгібітору зменшення пружних властивостей при накладенні ультразвука відбувається швидше і в більшій мірі, ніж без ультразвуку.
При травленні стали з грубої або загорненої окалиною виникають місцеві перетравити або утворюються ділянки з роз'їденої поверхнею у вигляді виразок і рядків.
При травленні стали сірчана кислота перетворюється в сульфати заліза. При очищенні нафтопродуктів залишається кислий гудрон, що містить сірчану кислоту. У ряді органічних виробництв виходить у вигляді відходу розбавлена сірчана кислота, сильно забруднена органічними домішками. Всі ці та їм подібні відходи виробництв, що містять сірчану кислоту або її солі, при нагріванні в присутності відновників дають двоокис сірки, яку можна переробляти на сірчану кислоту. Розглянемо виробництво двоокису сірки випалюванням основної сировини - колчедана і потім спалюванням сірки.
При травленні стали в кислотах протікають два паралельні процеси: розчинення оксидів заліза і підбурювання залізного подслоя - основного металу.
При травленні сталей в сульфатних і хлоридних розчинах в присутності інгібітора БА-6 утворюється гладка, блискуча поверхня, шорсткість її в результаті травлення зменшується.
При травленні стали в розчинах кислот виділяється атомарний водень, який частково дифундує в метал. На величину дифузії водню впливають концентрація і температура розчину. Підвищення температури сильно полегшує дифузію водню. В цьому відношенні застосування високих температур при травленні, особливо без присадок, небажано.
При травленні стали можна скористатися складом з сірчаної (або соляної) кислоти - 200 г і присадки КС - 2 г на 1 л води. Попередньо поверхню деталі покривається гарячим стеарином.
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.
При травленні стали 65Г в НС1 і H2SO4 з інгібітором ІФХІ (1%) спостерігається підвищення пластичності на 20 - 25% в порівнянні з травленням в кислоті без інгібітору.
При травленні стали сірчана кислота перетворюється в сульфати заліза. При очищенні нафтопродуктів залишається кислий гудрон, що містить сірчану кислоту. У ряді органічних виробництв виходить у вигляді відходу розбавлена сірчана кислота, сильно забруднена органічними домішками. Всі ці та їм подібні відходи виробництв, що містять сірчану кислоту або її солі, при нагріванні в присутності відновників дають сірчистий газ, який можна переробляти на сірчану кислоту.
При травленні стали протягом 5 хв. При травленні протягом 20 хв. При накладенні ультразвукового поля протягом первьпх двох хвилин травлення механічні властивості стали не знижуються; при подальшому травленні вони різко погіршуються. Це можна, очевидно, пояснити десорбцией інгібітора з поверхні металу в результаті кавітації, що виникає в розчині при накладенні ультразвука.
При травленні сталей і виробів з них застосування інгібіторів зменшує втрати металу і пригнічує процес наводороживания. У перекису водню стійкість багатьох металів недостатня. Спостережуване збільшення швидкості корозії на межі повітря - розчин відповідно до теорії електрохімічної корозії пояснюється функціонуванням пар неоднаковою аерації. Така корозія в умовах експлуатації розвивається при недостатній промивці і сушці внутрішньої поверхні вузлів устаткування. Збереження розчину перекису водню в застійних зонах сприяє локалізації процесу корозії.
При травленні стали сірчана кислота перетворюється в сульфати заліза. При очищенні нафтопродуктів залишається кислий гудрон, що містить сірчану кислоту. У ряді органічних виробництв виходить у вигляді відходу розбавлена сірчана кислота, сильно забруднена органічними домішками. Всі ці та їм подібні відходи виробництв, що містять сірчану кислоту або її солі, при нагріванні в присутності відновників дають сірчистий газ, який можна переробляти на сірчану кислоту.
Розроблено процес травлення стали 1Х18Н9Т змінним струмом в розчині сірчаної (2 об.%) І азотної (2 об.%) Кислот.
Так, при травленні сталей 65Г і 10 в соляній кислоті міцність зчеплення цинкового покриття з основним металом зростає зі збільшенням її концентрації.
Інгібітор БА-6 при травленні стали 10 в НС1 в інтервалі температур 20 - 80 С зберігає її пластичність на вихідному рівні.