Ортофорсфорная кислота: преобразователи ржавчины на ее основе

Преобразователи коррозии с содержанием ортофосфорной кислоты

Ортофосфорная кислота — это продукт неорганического происхождения, используемый в ряде сфер промышленности. Он являет собой бесцветную жидкость и занимает важное место в химической промышленности как ключевой компонент при производстве фосфатных удобрений, находит применение в стоматологии. Эта кислота входит в состав реактивных (первичных) грунтовок по металлу, а большинство преобразователей ржавчины включают ее как главный компонент.

Назначение ортофосфорной кислоты

Металлические конструкции под воздействием температуры, влаги и иных факторов со временем покрываются слоем ржавчины. Она вызывает снижение прочности, нарушение целостности структуры материала вплоть до разрушения. Избежать этого можно, если применять особые соединения, которые преобразуют ржавчину.

Преобразователи продуктов коррозии, включающие в состав ортофосфорную кислоту, взаимодействуют с ними и образуют защитную пленку на поверхности металла.

Выпускаются они чаще всего в виде эмульсий, суспензий либо растворов. После нанесения преобразователя на ржавеющую поверхность формируется защитная пленка, далее служащая слоем-посредником между металлом и лакокрасочным покрытием. Так обеспечивается долговечность конструкций. Максимальный эффект от использования будет достигнут, если вещества наносятся на слой продуктов коррозии толщиной не более 100 мкм. За свои способности данное средство также получило название модификатора ржавчины.

Применяемые для антикоррозионной обработки модификаторы в основе содержат преимущественно ортофосфорную кислоту. Однако встречаются преобразователи, изготовленные на многоосновных, оксикарбоновых кислотах, а также на танине, метасиликате натрия. Высоким спросом обладают составы на основе пленкообразующих веществ, иначе именуемые грунтовочными преобразователями коррозии, или просто ГПК.

Классификация модификаторов

Составы из определенных компонентов по-разному воздействуют на ржавую поверхность. Условно по веществам, находящимся в основе соединения, они делятся на такие группы:

• преобразователи, оказывающие химическое действие на металл и превращающие продукты коррозии в фосфаты марганца, железа, цинка (малорастворимые соли);
• стабилизаторы ржавчины (образуют из неустойчивых соединений окиси железа более сильные вроде магнетита);
• грунтовочные модификаторы (размягчают слой ржавчины и служат основой под краску);
• пенетрационные составы (уплотняют элементы коррозии за счет хорошей вязкости и текучести).

Кроме ортофосфорной кислоты, служащей важным звеном, состав преобразователя включает ингибиторы, пигменты, биоциды либо иные химические вещества, улучшающие защитные свойства поверхности металла. Они влияют на способ обработки продуктов коррозии.

Особенности применения

Важной характеристикой модификатора выступает его вязкость; опираясь на эту физическую величину, подбирается жидкость для обработки определенного класса стали (легированная, углеродистая). Она может быть избыточно вязкой либо наоборот — напоминать по консистенции воду. В зависимости от выбора модификатора и габаритов куска металла подбирается метод его нанесения на поверхность. Это может быть простая кисть, распыление, облив, окунание. До нанесения преобразователя ржавчины поверхность тщательно подготавливают, снимая пластовые продукты коррозии и счищая верхние крупные слои.

Применение модификаторов даже в полевых условиях оправдано. Конструкции вроде наружных элементов трубопроводов, опор ЛЭП, ГЭС, мостов, резервуаров для ГСМ после нанесения преобразователей становятся надежно защищенными. Однако если ржавчина занимает более трети площади поверхности, вряд ли модификатор позволит добиться нужного эффекта.

Но не для всякого металла, покрытого слоем коррозии, подходят смеси с ортофосфорной кислотой. К примеру, если материал эксплуатировался в агрессивных средах, содержащих большие концентрации аммиака, серы, сероводорода, использование преобразователей не является целесообразным.

Также вещества не принесут пользы в чрезмерно жарком климате. Если к металлическим изделиям предъявляются особые требования относительно внешнего вида, тоже не стоит использовать преобразователи коррозии.

Популярные модификаторы ржавчины

Рынок не может пожаловаться на недостаток преобразователей. Отечественных моделей известно около полусотни, зарубежных — намного больше. Используются они не только для крупных промышленных объектах и в машиностроении, – эти жидкости отменно выполняют свои функции применимо к кузовным работам. Самые популярные и перспективные смеси рассмотрены ниже.

ЭП-0180

Являет собой двухкомпонентный грунт-модификатор, состоящий из основы и отвердителя. За полчаса до нанесения на поверхность они смешиваются в соотношении 1:13. После первого взаимодействия материалов состав годен еще около 8 часов. Если субстанция слишком густая, можно добавить смесь ацетона, этилцеллюлозольва, ксилола (пропорция 30:30:40). Чтобы жидкий преобразователь стал ещё эффективнее, можно добавить растворитель.

МС-0152

Однокомпонентная смесь, примечательная тем, что может использоваться при отрицательных температурах до -15°C . Половину состава занимают карбоксильные группы, вторую часть — органические растворители.

Цинкарь

Основой модификатора служит очищенная ортофосфорная кислота, к ключевым компонентам относятся соли марганца с цинком. Благодаря этому Цинкарь вдвойне влияет на металлическую поверхность:

• первостепенно он упрочняет защитный слой;
• затем превращает ржавчину в фосфаты и искореняет коррозию.

Модификатор не относится к токсичным, не воспламеняется, однако используется он исключительно в тщательно проветриваемом помещении.

Как и для большинства химических соединений, при работе с Цинкарем нужно избегать его прямого взаимодействия с кожей либо попадания в глаза.

ЭВА-0112

Данный модификатор ржавчины состоит из ортофосфорной кислоты и основы, смешиваемых в отношении 3:100. Применяться смесь может сразу после совмещения компонентов на протяжении суток. Субстанция будет более эффективна, если наносится под лакокрасочное покрытие на базе эпоксидной смолы. Еще лучше она исполнит свои функции при добавлении карбоната бария либо бензидина.

ЭВА-01-ГИСИ

Компоненты те же, что и у вышеописанного грунтового преобразователя, только воды в растворе ортофосфорной кислоты уже 70%. Основой служат поверхностно-активные вещества (ПАВ), в которые добавлена желтая или красная кровяная соль. Соотношение компонентов — 6:100.

На рынке можно встретить множество модификаций ЭВА-01-ГИСИ. Ниже представлены некоторые из них:

• 012 (дополнительным компонентом служит 1% глиоксаля, добавляющий стойкости к воздействию влаги);
• 03 (добавлены катапин, фуриловый спирт, они повышают водоотталкивающие свойства преобразователя);
• 016 (содержит 1% бихромата аммония, имеет увеличенные защитные свойства);
• 07 (1% параформа, обладает устойчивостью к влиянию биологических факторов).

Удаление ржавчины ортофосфорной кислотой

Самый опасный враг металла – коррозия, которая возникает в результате взаимодействия кислорода и углекислого газа с водой. Один из способов борьбы против ржавчины – обработка металлической поверхности ортофосфорной (фосфорной) кислотой.

Что такое ортофосфорная кислота

Ортофосфорная кислота представляет собой продукт неорганического водорастворимого типа. Производится в виде 85% водного раствора. Вещество внешне напоминает сироп и не имеет цвета.

Фосфорная кислота не только удаляет рыхлые окислы, но и образует сероватую защитную пленку маслянистой консистенции. Механизм защиты состоит в образовании фосфатированной поверхности после того, как кислота разъест оксид железа.

Фосфорная кислота имеет самое разнообразное применение. Однако если говорить о защите поверхностей от коррозийных процессов, сфера применения кислоты также широка: от обработки технологического оборудования до защиты деталей автомобилей. Ортофосфорная кислота входит в состав грунтовок по металлу, а также преобразователей ржавчины. Причем в последнем случае кислота выступает в качестве базового элемента.

Достоинства ортофосфорной кислоты:

1. Удаляет налет ржавчины на поверхности металла, а также на эмалевых и фаянсовых изделиях.
2. Удаление ржавчины происходит деликатно, без повреждения поверхности (к примеру, кислота не повреждает эмаль).
3. На поверхности металла возникает защитная пленка, предотвращающая развитие коррозийных процессов и механических повреждений.
4. Помимо защитных функций, известны очищающие качества фосфорной кислоты – она применяется для удаления налета и грязи со всевозможной сантехники.

к содержанию ↑

Техника безопасности при работе с кислотой

Фосфорная кислота причисляется к классу опасных химических веществ. В результате соприкосновения данного вещества с кожей возможны болезненные ожоги. Также вещество выделяет вредные пары, которые опасны для дыхательных путей.

Исходя из сказанного выше, транспортировка, хранение и работа с данным материалом требует соблюдения определенных норм безопасности. Работать с фосфорной кислотой можно лишь в защитной одежде, перчатках и респираторе.

В случае нежелательного контакта вещества с кожей необходимо выполнить следующие действия:

1. Прежде всего, нужно снять одежду, на которую попала вредная жидкость.
2. Далее следует промыть пораженную область кожи значительным количеством воды. Лучше всего, если это будет проточная вода. Примерная продолжительность промывания – 15-20 минут.
3. Ни в коем случае нельзя растирать жидкость по коже. Вещество нужно не вытирать салфетками или полотенцем, а именно смывать.
4. Иногда разовое промывание не помогает. В таком случае нужно продлить процедуру еще на 15-20 минут. То же самое рекомендуется делать в случае, когда жжение спустя какое-то время повторяется.
5. До приезда врача рекомендуется наложить на пораженный участок свободную (не стягивающую) повязку из марли.
6. Если болевой синдром слишком беспокоит, можно выпить обезболивающий препарат (например, анальгин).

Итак, все работы с ортофосфорной кислотой необходимо осуществлять с предельной аккуратностью и внимательностью. Если же инцидент все же произошел, то после оказания первичной помощи пострадавшему нужно безотлагательно обратиться к врачу.

Удаление ржавчины

Исходя из степени коррозийного процесса и размера очищаемого изделия, выбирается метод удаления ржавчины:

• травление с погружением в раствор;
• однократная или многократная обработка детали фосфорной кислотой (валиком или из распылителя);
• обработка металла с предварительной очисткой механическим способом.

к содержанию ↑

Травление изделий с погружением

Для травления понадобится много кислоты и соответствующая размерам детали емкость. Лучше всего осуществлять травление методом полного погружения.

Порядок выполнения работ:

• обезжириваем деталь с помощью любого средства бытовой химии;
• тщательно промываем изделие в проточной воде;
• заполняем тару раствором в следующей пропорции: 100-150 граммов кислоты на литр воды;
• погружаем изделие в емкость и оставляем его на час, не забывая периодически помешивать раствор;
• достаем и промываем деталь;
• подготавливаем раствор-нейтрализатор с таким соотношением компонентов: 50% воды, 48% спирта, 2% нашатыря;
• промываем изделие спиртовым раствором, а затем проточной водой;
• сушим деталь любым способом (например, конвекционным).

Важно соблюдать последовательность операций, т.к. они связаны между собой. К примеру, без обезжиривания травление получится неравномерным. Если после обработки хорошо не просушить деталь, на ней появится гидроксид, что крайне нежелательно.

Нанесение кислоты на поверхность

Если изделие крупногабаритное, под него отсутствует подходящая емкость или запас порошка не слишком большой, можно обработать поверхность с помощью пульверизатора, валика или кисточки. Перед обработкой детали нужно провести подготовительные работы: снять ржавчину, очистить и обезжирить деталь.

Нужно принимать во внимание степень коррозийного процесса. Если ржавчины слишком много, возможно, придется применить болгарку с насадкой в виде металлической щетки или лепесткового круга. Однако убирать ржавчину следует осторожно, чтобы не образовалось дыр, если металл чересчур истончен. Необходимо избегать абразивов со слишком крупными зернами.

Ортофосфорная кислота относится к мощным средствам, поэтому, если не соблюдать осторожность, можно повредить и декоративный слой.

Прежде чем наносить состав, необходимо очистить поверхность щеткой, а затем обезжирить материал моющим составом. После обезжиривания поверхность промывается водой и хорошо высушивается. Далее можно наносить кислоту.

Спустя пару часов после обработки поверхности кислота смывается при помощи спиртового раствора-нейтрализатора, рецепт которого указан выше. Затем поверхность обмывают водой и просушивают.

Совет! В кислотный состав можно добавить замедляющее вещество (ингибитор) под названием «Катапин». Этот препарат уменьшает скорость реакции с неокислившимся металлом. На литр воды добавляется 1-2 грамма «Катапина».

Удаление ржавчины с сантехнических приборов

Применяется фосфорная кислота и в качестве средства бытовой химии. С помощью данного вещества легко удаляются следы ржавчины в местах регулярного стока воды в унитазах и эмалированных ваннах.

Обратите внимание! Ортофосфорная кислота неприменима по отношению к акриловым ваннам.

Инструкция по удалению ржавчины с фаянсовых и эмалированных изделий:

• обезжириваем поверхность с помощью любого моющего средства;
• очищаем поверхность щеткой с натуральным ворсом;
• смешиваем 100 граммов 85% состава с 500 миллилитрами воды;
• наносим раствор на поверхность;
• спустя определенное время (от 2 до 12 часов в зависимости от количества окислов) смываем состав при помощи содового раствора (литр воды на столовую ложку соды).

Особенность данного способа очистки – нет необходимости в трущих движениях, которые могли бы привести к повреждению эмалированной поверхности.

Интересная информация! Некоторые хозяйки для удаления налета ржавчины применяют «Кока-Колу». Секрет очищающего эффекта напитка состоит в том, что в нем содержится незначительное количество ортофосфорной кислоты. Однако действенность такого способа все же недостаточна, поэтому правильнее использовать состав с 85% концентрацией.

Преобразователь ржавчины

Модификатор ржавчины – это такой же раствор фосфорной кислоты, но с особыми добавками. Существует несколько типов преобразователей:

В качестве примера грунтовок можно привести состав «ЭВА-0112», который включает в себя основу и 85% ортофосфорную кислоту. Состав используется для грунтования стальных поверхностей под окрашивание.

Преобразователь под торговой маркой «Цинкарь» содержит кислоту, а также цинковые и марганцевые соли. В результате преобразования ржавчины металлу передается эффект легирования и на его поверхности образуется защитный слой.

Обратите внимание! Использовать преобразователь рекомендуется только после ознакомления с инструкцией.

Правила транспортировки ортофосфорной кислоты

Фосфорная кислота относится к агрессивным веществам, поэтому порошок необходимо размещать в изолированной таре. Важно не допускать попадания в кислоту посторонних веществ. Емкости под хранение и перевозку вещества должны быть сухими и чистыми. Только при соблюдении указанных требований можно получить раствор надлежащего качества. Если же состав получится некачественным, велика вероятность выделения вредных паров. Кроме того, с помощью низкокачественного раствора не выйдет защитить металл.

Хранить тару с порошком нужно в теплом и сухом месте. Необходимо избегать сырых мест, где возможно образование конденсата. Не рекомендуется пересыпать порошок в другую тару, желательно хранить его в изначальной упаковке. Поскольку груз относится к опасным веществам, для перемещения его на значительные расстояния понадобится сопроводительная документация.

Советы по выбору средства от ржавчины

При выборе средства для удаления следов коррозии нужно исходить из ситуации. Если планируется очистка поверхностей методом погружения, понадобится много кислоты. В данном случае рекомендуется приобрести 85% фосфорную кислоту. Если же есть потребность не только в удалении ржавчины, но и в создании защитной пленки под краску, то своими руками изготовить раствор не получится. В данной ситуации правильнее приобрести преобразователь фабричного изготовления, в котором содержатся все нужные добавки.

Кроме того, нужно знать, планируется ли грунтование поверхности. Преобразователи-модификаторы улучшают ингибиторные и гидрофобные качества грунтующего состава, но все же не относятся к грунтовкам. В таких случаях помогут грунтующие преобразователи, после обработки, которыми на поверхность можно наносить лакокрасочный состав.

Воронение при помощи ортофосфорной кислоты

Воронение, т.е. получение на стальной поверхности окислов железа, может быть осуществлено при помощи способа Паркера.

• Берем 60-85% раствор кислоты и кладем в него стальные опилки на 2 недели. Емкость должна быть тщательно закупорена.
• Очищаем и обезжириваем предметы, подлежащие оксидированию.
• Кладем изделие в выдержанный раствор и кипятим жидкость в течение 30-45 минут. В зависимости от марки металла поверхность приобретет серый или черный матовый оттенок.

Обратите внимание! Не следует держать изделие в кипящей воде слишком долго, иначе возможно разъедание оксидируемой поверхности.

В завершение статьи хотелось бы напомнить, что фосфорная кислота – это промежуточное решение. Если оставить покрытие непокрашенным, рано или поздно металл подвергнется коррозии.

Как ортофосфорная кислота борется с ржавчиной и накипью

В наше время существует множество кислот, заметно облегчающих жизнь человека в самых разных сферах. Наиболее доступной из них является ортофосфорная кислота, которая обладает самой демократичной ценой и стоит практически в каждом доме для решения различных бытовых проблем. Эта кислота – многостороннее, универсальное средство, как в промышленной сфере, так и в здравоохранении и быту.

Ортофосфорная кислота и ее свойства

Являясь относительно слабой кислотой по сравнению со своими собратьями из таблицы химических элементов, ортофосфорная кислота является неорганическим веществом. Обычно она выглядит как россыпь мелких прозрачных кристаллов. Сами по себе, в обычных условиях, они практически не проявляют химической активности. Но как только эти кристаллы будут нагреты до температуры превышающей 42 градуса Цельсия, начнут проявляться их основные химические свойства.

Кристаллы ортофосфорной кислоты под воздействием высокой температуры начнут плавиться, благодаря чему превратятся в жидкое вещество, которое и используется в быту. Стоит отметить и то, что концентрация химически активных компонентов в ортофосфорной кислоте обычно не превышает 85%.

Наиболее важным свойством данной кислоты является ее растворимость, благодаря которой можно самостоятельно получать растворы различной концентрации в зависимости от сферы применения данного вещества. Также кислота не имеет запаха и, что немаловажно, отлично реагирует с другими химическими веществами.

Меры предосторожности

При работе с любыми кислотами самое важное — это собственная безопасность. Ортофосфорная кислота не исключение. Перед тем как использовать ее, нужно убедиться в наличии подготовленного респиратора и резиновых перчаток. Ведь ортофосфорная кислота является достаточно опасным химикатом, вызывающим ожоги кожи. Испарения этой кислоты не менее опасны: их действие может привести к сильнейшему отравлению или ожогу дыхательных путей. Стоит помнить и о том, что ортофосфорная кислота легко воспламеняется и может привести к пожару. Именно по этим причинам большинство действий с этим веществом должны проводиться на открытом воздухе или в обильно вентилируемых комнатах. Главное, не позволять кислоте попасть на кожу, но если это все-таки случилось, стоит немедленно вымыть под проточной водой пострадавший участок. В том случае, если химическому ожогу подвергся значительная часть кожи, нужно незамедлительно обратиться к врачу.

Для устранения ржавчины и накипи в домашних условиях используется слабый раствор ортофосфорной кислоты. Она превращает ржавчину в черный налет, который потом можно легко очистить с металлического изделия. Также ортофосфорная кислота незаменима при устранении накипи на посуде.

Избавление от ржавчины

Большим достоинством ортофосфорной кислоты является ее способность образовывать защищающую от ржавчины пленку на изделии, а не просто избавляться от массы окислов. Процесс образования подобного защищающего барьера легко описать: кислота, разрушая оксид железа, фосфарицирует (укрепляет) верхний слой металла. После таких манипуляций на металлических изделиях часто можно наблюдать сероватую и маслянистую пленочку, которая появляется вместо ржавчины.

Существует множество способов удаления ржавчины, зависящие от степени поражения ржавчиной и величины предмета, который предстоит очистить:

• Травление предмета с помощью полного помещения ее в раствор;
• Очистка поверхности изделия при путем использования валика или пульверизатора;
• Распределение кислоты по металлу после его подготовительного очищения.

Травление деталей благодаря полному погружению.

Если дома имеется достаточно ортофосфорной кислоты и большая емкость, самым простым путем избавления от ржавчины будет полное помещение изделия в смесь. Для этого следует повторить порядок выполнения работы:

1. Промойте изделие под водой, используя моющее средство, это обезжирит деталь;
2. Смешайте в емкости компоненты исходя из пропорции: 100-150 г 85% кислоты к одному литру воды;
3. Дайте детали час полежать в полученной смеси, иногда помешивая ее;
4. Достать предмет очистки, а затем тщательно промыть его;
5. Смешать нейтрализующий раствор исходя из соотношения: 50% воды к 48% спирта и 2% нашатырного спирта;
6. Протереть изделие полученным раствором, потом очистить водой и высушить.

Все этапы взаимосвязаны поэтому, пропустив любой из них, вы не добьетесь желаемого результата. Так, если не выполнить обезжиривание, травление будет проходить неравномерно и неочищенные участки придется повторно очищать другими способами. Метод травления с полным погружением подходит для изделий, пораженных тем или иным уровнем коррозии, однако время на очистку может увеличиться в зависимости от толщины слоя ржавчины.

Совет! Чтобы избежать образования нежелательного гидроксида, после промывки нужно высушить деталь, причем сушить можно каким угодно удобным путем.

Как распределить кислоту по поверхности.

Вещь, пораженная ржавчиной, может оказаться внушительных размеров, а большой тары и кислоты в достаточном объеме может под рукой не оказаться. В таком случае ортофосфорную кислоту стоит нанести прямо на деталь. Сделать это можно валиком, распылителем или кистью из натурального материала. При таком подходе очень важно брать во внимание уровень поражения ржавчиной. Когда коррозия глубоко въелась в деталь, лучшим решением будет снять верхний слой вручную или используя болгарку.

Затем проводится обезжиривание, после которого требуется распределить данный раствор кислоты по изделиям без пробелов и держать на них 2 часа. После этого нужно убрать кислоту нейтрализующей смесью, последний раз смыть и просушить. Если же коррозия является незначительной, возможно справиться не прибегая к механической очистке просто повторить процедуру несколько раз.

Избавление от коррозии на ваннах, унитазах и раковинах.

Из-за того что ортофосфорная кислота отлично борется со следами ржавой воды на санфаянсе и эмалированных поверхностях, ее используют взамен бытовой химии. Не поможет это обладателям акриловых ванн.

Порядок действий для очистки фаянсовых и эмалированных поверхностей:

1. Разбавить каждые 500 мл воды 100 г 85%-й кислотой;
2. При помощи любого моющего средства обезжирить поверхность;
3. Обработать пораженную поверхность щеткой из натурального материала;
4. Чрез пару часов нужно смыть кислоту используя раствор соды (1 ст. ложка литр воды).

Главным достоинством такого способа избавления от коррозии будет то, что эмаль не разрушается из-за трения. На заметку хозяйкам, которые применяют для этих же целей «Кока-колу»: она действует именно так благодаря ортофосфорной кислоте в составе. Таким образом, выгоднее применять ортофосфорную кислоту в правильной объёме, а продукты применять по их прямому назначению.

Преобразователь ржавчины.

Модификатором или преобразователем ржавчины является тот же раствор ортофосфорной кислоты, но уже с некоторыми добавками. Их разделяют на несколько групп, в зависимости от этих добавок:

• модификаторы-стабилизаторы,
• грунтовки,
• преобразователи ржавчины.

Что выбрать?

При выборе метода избавления от ржавчины, нужно, прежде всего, учитывать место применения кислоты. Например, чтобы очистить деталь методом полного погружения, необходимо большое количество ортофосфорной кислоты. А если требуется не только избавиться от ржавчины, но и создать подготовительный слой для нанесения лакокрасочного покрытия, то смесь, приготовленная своими руками, не подойдет. Для таких целей стоит приобрести заводской преобразователь, в котором уже будут все нужные добавки.

Как бороться с накипью?

Для начала необходимо разобраться что же такое накипь. На самом деле, это не растворенные, осевшие на деталях техники соли кальция и магния. Вот почему для их удаления прекрасно подходит кислота. Несмотря на то, что кислота чаще всего применяется лимонная, ортофосфорная кислота также будет являться отличным средством, ведь ее часто применяют в промышленных масштабах. Так, чаще всего ее используют для удаления накипи из теплообменного оборудования.

Для борьбы против накипи следует смешать слабый раствор ортофосфорной кислоты и затем залить его в емкость, пораженную накипью, например, в чайник. Этот раствор нужно оставить на час, а затем тщательно промыть изделие от кислоты. Если этот способ не помогает, попробуйте повторить данную процедуру или слегка нагреть раствор. Это повысит его эффективность.