Восстановление металлических поверхностей от ржавчины. Как восстановить любой ржавый старый инструмент в «идеал

Ни один металл не подвержен столь сильному разрушению в почве, как железо и его сплавы. Плотность ржавчины примерно в два раза меньше плотности металла, поэтому форма предмета искажается. Иногда невозможно определить не только форму предметов, но и количество предметов. При образовании ржавчины в почве внутрь ее попадают частицы земли, органические вещества, которые постепенно обрастают продуктами коррозии. Все это искажает форму предмета и увеличивает его объем. После извлечения из почвы железные предметы нужно немедленно реставрировать.

Очистка от земли. Предмет вымачивают в воде или очищают в I0%-ном растворе сульфаминовой кислоты, растворяющей силикатные составляющие почвы, но не взаимодействующей с железом и его оксидами. При очистке в кислоте предмет может распасться на фрагменты, которые до того были сцементированы землей. Участки предмета, не очищенные от земли после первой обработки, посыпают сухой кристаллической кислотой (не вынимая предмета из выработанного раствора). Почвенные наслоения удаляют же горячим раствором гексаметафосфата натрия. После очистки достаточно промывки в водопроводной, а затем в дистиллированной воде.

Очистив предмет от земли, определяют, в каком состоянии находится металл - в активном или стабильном.

Стабилизация. Железные предметы после извлечения из почвы при хранении быстро разрушаются. В почве с металлом произошли практически все изменения, которые могли произойти в данных условиях, и установилось некоторое термодинамическое равновесие между металлом и средой. После извлечения из почвы на предмет начинают воздействовать более высокое содержание кислорода в воздухе, другая влажность, перепады температуры. Одной из главных причин нестабильного состояния: железных археологических предметов при хранения является присутствие в продуктах коррозии активных хлористых солей. Хлориды попадают в предает из почвы, причем их концентрация в предмете может быть выше, чем в окружающей его почве в силу специфических реакций, происходящих при электрохимической коррозии. Признаком хлористых солей является образование при влажности выше 55% капелек влаги темноржавого цвета на месте повышенного содержания хлорида из-за его высокой гигроскопичности. При высыхании образуется своего рода хрупкая скорлупа с блестящей поверхностью. Наличие такой высохшей ржавчины не означает, что хлоридный стимулятор перестал быть активным. Реакция началась в другом месте, и разрушение предмета продолжается.

Для выявления хлоридов в продуктах коррозии предмет помещают на 12 часов во влажную камеру. Если хлориды обнаружены, металл необходимо стабилизировать. Без стабилизации предмет может фактически перестать существовать (рассыпаться на множество бесформенных кусков) в течение одного или нескольких лет.

Затем определяют наличие металлического ядра или его остатков, так как активный процесс разрушения происходит в предметах с сохранившимся металлом, который реагирует с хлор-ионом. Для определения металла в предмете используют:

1) магнит;

2) paдиографический метод (расшифровка радиограмм не всегда однозначна);

3) измерение плотности археологического предмета. Если удельный вес предмета меньше 2,9 г/см3, то предмет полностью минерализован, если удельный вес превышает 3,1 г/см3, то в предмете имеется металл.

Стабилизация полной очисткой от продуктов коррозия. Полное удаление всех продуктов коррозии приводит и к удалению активных хлоридов. Если металлическое ядро достаточно массивно и воспроизводит форму предмета, то возможна полная очистка железного предмета электролитическим, электрохимическим и химическим способами.

Стабилизация при сохранении продуктов коррозии. Форму предмета, у которого небольшое железное ядро, следует сохранить даже за счет окислов, приведя их в стабильное состояние. Поэтому самой важной операцией, от тщательности выполнения которой зависит будущая сохранность предмета, является его обессоливание удаление хлорсодержаших растворимых соединений или перевод их в неактивное состояние.

Приводим практически все применяемые способы стабилизации археологического, окисленного железа, так как только опытным путем можно подобрать оптимальный вариант наиболее полного обессоливания для реставрируемой группы предметов.

Обработка преобразователем ржавчины. Для стабилизации ржавчины археологического железного предмета используется раствор таннина (как и при реставрации музейного железа), рН которого понижается до 2 фосфорной кислотой (приблизительно 100 мл 80%-ой кислоты добавляется к I л раствора). Такой рН обеспечивает полноту взаимодействия различных оксидов железа с дубильной кислотой. Влажный предмет смачивается кислым растворов шесть раз, после каждого смачивания предмет должен высохнуть на воздухе. Затем раствором таннина без кислоты обрабатывают поверхность четыре раза с промежуточной сушкой, втирая раствор щёткой.

Удаление, хлоридов промывкой в воде. Наиболее распространенным, но не самым эффективным способом удаления хлоридов, является вымывание в дистиллированной воде с периодическим нагреванием (метод Органа). Воду меняют каждую неделю. Промывка в воде длительна, например, массивные предметы с толстым слоем продуктов коррозии могут промываться в течение нескольких месяцев. Для контроля процесса важно переодически определять содержание хлоридов пробой азотнокислым серебром.

Катодная восстановительная обработка в воде. Более результативно по сравнению с промывкой в воде обессоливание восстановительным электролизом с применением тока. Под действием электрического поля отрицательно заряженный ион хлора перемещается к положительно заряженному электроду. Таким образом, если к предмету подключить отрицательный полюс источника питания, а к вспомогательному электроду - положительный, то начнется процесс обессоливания. Вначале в ванну наливают обыкновенную водопроводную воду, обладающую необходимой проводимостью. Предметы кладут в железную сетку, которую оборачивают фильтровальной бумагой, являющейся полупроницаемой перегородкой для хлоридов. В качестве анода используют свинцовую пластину. Площадь анода должна быть как можно больше, это позволяет ускорить процесс. Плотность тока 0.1 А/дм2. При включении установки в сеть вначале образуется значительное количество мутного вещества, состоящего из сульфатов и углекислых солей, находящихся в воде. Постепенно образование этих солей прекращается. По мере испарения в ванну добавляют дистиллированную воду.

Щелочная промывка. Применение для промывки 2%-го раствора едкого натра сокращает время обессоливания, что вызвано более высокой подвижностью иона OH-, которая позволяет ему б проникать в продукты корразии. Раствор нагревают до 80-90°С в начале промывка; периодическое перемешивание ускоряет промывку»; Раствор заменяют свежим каждую неделю.

Щелочно-сульфитная обработка. Обработка проводится в растворе, содержащем 65 г/л сульфита натрия с 25 г/л едкого натра при температуре 60°С.

Восстановительная обработка приводит к тому, что плотные соединения трехвалентного железа восстанавливаются в менее плотные соединения двухвалентного железа, т.е. к увеличению пористости продуктов коррозии и, соответственно, повышению скорости удаления хлоридов.

Заканчивается обработка кипячением в нескольких сменах дистиллированной воды.

Нагревание до красного каления. Метод нагревания до красного каления применяется для предметов, в которых почти весь металл превратился в продукты коррозии. Этот метод был впервые применен при реставрации металлов Розенбергом в 1898 году. Однако до сих пор используется некоторыми реставраторами. Последовательность операций следующая: предмет окунают в спирт и сушат в вакуумном шкафу. Затем обёртывают асбестом и обвивают тонкой проволокой из чистого железа, асбест смачивают спиртом. Нагревают предмет в обычной печи со скоростью 800° в час. Во время нагревания продукты коррозии обезвоживаются, превращаясь в оксиды железа, хлориды разлагаются. Затем предмет из печи переносят в сосуд с насыщенным водным раствором углекислого калия и выдерживают в нем 24 часа при 100°С. Затем промывают в дистиллированной воде с периодическим нагреванием. Вода меняется каждые сутки. Длительность такой промывки подбирают эмпирически.

После восстановительной обработки и промывки предмет рекомендуется обработать таннином по yжe описанной методике.

Механическая обработка археологического железного предмета. Следующим этапом при реставрации окисленных археологических железных предметов или предметов, у которых металлическое ядро по отношению к массе мало, является механическая обработка - удаление неровностей, вздутий и пр. для придания целостности формы. В некоторых случаях хрупкость окисленного железа настолько велика, что обработать его механически без предварительного укрепления невозможно. Для укрепления нужно обработать таннином, как это было описано выше, пропитать воском или смолами. При правильной обработке таннином предмет приобретает прочность, достаточную для механической обработки. Пропитку надежнее проводить в вакууме при нагревании.

Для механической обработки применяют напильники, наждачную бумагу, боры и др. Если на предмете находятся железные окислы в виде магнетита, который очень тверд, то для обработки применяют алмазные или корундовые инструменты. При механической обработке недопустимо выпиливать из куска оксидов предмет, форму которого можно лишь предположить. Лучше стабилизировать археологическую находку.

Если в археологической железном предмете сохранилось металлическое ядро, продукты коррозии надо удалить полностью, даже если фактура поверхности окажется поврежденной коррозией. Очищать такой предмет можно после предварительного исследования любым химическим способом или восстановлением с применением тока или без него.

В результате воздействия воздуха и других веществ на железо, оно окисляется. Существует электрическая, химическая, электрохимическая реакция, после которой образуется ржавчина. Для очистки ржавого железа и его дальнейшей защиты применяются разные способы.

Методы борьбы с ржавчиной

Коррозия железа портит промышленное оборудование и приносит много убытков. Чтобы этого не происходило, нужно правильно обрабатывать поверхность качественными лакокрасочными материалами. Абразивоустойчивый метод очистки считается самым результативным.

Предотвратить возникновение ржавых пятен можно 3-мя способами:

• Конструкционный.
• Пассивный.
• Активный.

Чтобы не появлялась коррозия, используется конструкционная нержавеющая сталь. Когда проектируется оборудование, все детали защищаются от воздействия коррозийной среды клеящими составами, герметиками, эластичными прокладками.

При активном методе на детали воздействует электрическое поле с помощью оборудования, подающего постоянный ток. Для увеличения электродного потенциала изделий из железа, выбирается подходящее напряжение.

Иногда применяют жертвенные аноды, взятые от более активных элементов, такой способ называется пассивным. Металлические детали помогает защитить специальное антикоррозийное покрытие.

Кислородная коррозия возникает на деталях, покрытых оловом. Краска, эмаль или полимеры используются для защиты открытого металла от воды и воздуха. Часто сталь покрывается оловом, никелем, цинком, хромом. Основной материал остается защищенным даже после частичного разрушения защитного слоя. Цинк отличается более отрицательным потенциалом, поэтому ржавеет первым.

Консервные банки производят из жести. Когда деформируется оловянная прослойка, железо быстро ржавеет, поскольку потенциал такой защиты более положительный. Металл защищают от коррозии методом хромирования.

Цинк и магний имеют более отрицательный потенциал, поэтому прекрасно подходят для покрытия металлов. Такой метод защиты называют катодным, он предотвращает развитие коррозийного налета многих изделий. Цинковые пластины устанавливаются на морские суда, подземные коммуникации, другое оборудование для защиты корпуса.

На цинковой и магниевой прослойках формируется оксидная пленка, которая сдерживает разрушительный процесс. Если в сталь добавить немного хрома, изделия будут защищены.

Газотермическое напыление применяется для борьбы с коррозией и помогает восстановить различное оборудование. С помощью специального оборудования на поверхность наносится другой металл, в результате коррозия происходит медленно.

Металлы, которые предстоит применять в агрессивной среде, обрабатывают термодиффузионным цинковым покрытием. Такой метод обеспечивает наибольшую защиту, покрытие не отслаивается и не откалывается после ударов или деформации.

Металлы обрабатываются кадмием, что хорошо защищает даже в морской воде. Кадмий высокотоксичен, поэтому используется нечасто.

Обработка химическими веществами

Все понимают, почему железные детали ржавеют. Перечислим категории химических реагентов, помогающих избавиться от коррозийных образований:

1. Преобразователи ржавчины.
2. Кислоты.

Кислоты – это растворители, состоящие из ортофосфатов, способствующих восстановлению ржавеющих изделий. Технология использования кислоты несложная. Металл нужно очистить от грязи и пыли, обработать кислотой с помощью силиконовой кисти.

Химическое вещество взаимодействует с поврежденной поверхностью 30 минут, после очистки изделие вытирают насухо. Кислота не должна воздействовать на кожу, глаза, слизистые оболочки, поэтому при такой обработке необходимо надевать специальную одежду. Ортофосфатная смесь отличается такими преимуществами:

1. Щадящее воздействие на железо.
2. Устранение ржавого налета.
3. Предотвращение нового корродирования.

Преобразователем обрабатывают всю поверхность металлоизделия. Активные вещества создают защитную антикоррозийную прослойку, которая препятствует ее развитию.

Популярные преобразователи:

• Berner – для защиты болтов и гаек, которые плохо откручиваются.
• BCH-1 нейтрализует ржавчину на поврежденных участках, вытирается обычной тряпкой.
• «Цинкор» очищает от корродирования, предотвращает дальнейшее разрушение.
• B-52 – преобразователь в виде геля помогает избавиться от разных видов ржавых пятен.
• СФ-1 – им обрабатывают чугун, цинк, алюминий, он надолго продлевает эксплуатационный период железных предметов.

Большинство антикоррозийных составов изготавливаются из токсичных составляющих, поэтому нужно защищаться респираторами, перчатками, очками.

Применение антикоррозийных составов

Качественную антикоррозийную продукцию поставляет на отечественный рынок компания Rocket Chemical. Перечислим самые популярные изделия:

• Сильнодействующий ингибитор. После обработки железные предметы в течение года не ржавеют в агрессивной среде.
• Литиевая смазка – для защиты и профилактики. Ею обрабатывают дверные петли, железные тросы, цепи, разные механизмы. Защитный слой не смывается дождем.
• Силиконовый герметик покрывает металлоизделия с элементами из пластика или резины.
• Антикоррозийный спрей – для обработки труднодоступных участков. Распылитель позволяет обеспечить глубокое проникновение в различные механизмы. Предотвращает повторное возникновение ржавого налета.
• Спрей для удаления ржавых пятен изготавливается на основе нетоксичных элементов. Им очищают стройматериалы, бытовую технику, ножи и т.д. – действует в течение 5 часов, после этого предмет протирают или моют.

Железо наиболее устойчиво к корродированию в условиях минимальной влажности.

Народные средства

Очищать металл можно подручными материалами:

• Лимон и уксус помогают избавиться от легкого налета. Ингредиенты смешиваются в одинаковых пропорциях. После обработки железа нужно подождать 2 часа. Затем смывают, вытирают насухо.
• Картофель оказывает разрушительное воздействие на ржавый налет. Картофель разрезают, хорошо солят, прикладывают к пятнам. Продукты окисления смываются с изделий.
• Пищевая сода отличается высокой эффективностью. Порошок разбавляется водой до образования густой смеси. Нужно подождать 30 минут, затем вытереть насухо поверхность и удалить оставшуюся грязь.

Непросто обработать ржавчину, чтобы железо не портилось. За качественные средства придется заплатить немалые деньги. Чтобы добиться идеального результата после очистки, придется организовать специальные условия. Это могут позволить себе только крупные промышленные предприятия.

Полезные материалы

Уксус помогает бороться с коррозией, удаляет коричневый налет. Им можно воспользоваться, чтобы очистить монету, лезвие ножа, ключ, украшение.

Лайм с солью – самая эффективная комбинация. Изделие обрабатывают соком, солят, очищают кожурой лайма.

Щавелевая кислота – агрессивное средство, пары, выделяемые в результате химической реакции, воздействуют на слизистую дыхательных путей, поэтому необходима защита. Помещение при этом проветривается. Кислоту растворяют в воде, кладут туда предмет, налет удаляют старой зубной щеткой.

Шаг 1: Подготовка

Яблочный уксус (белый уксус также сгодится, хотя я еще не пробовал),
- соль (не уверен, что это действительно необходимо - но я знаю, что это хорошо работает для очистки монет, совместно с уксусом),
- пластиковое блюдо достаточно большое, чтобы погрузить ржавые детали или инструмент, который надо восстановить,
- старая зубная щетка.

Шаг 2: Погрузите восстанавливаемый инструмент в уксус

Разместите восстанавливаемый инструмент , с подлежащей к удалению ржавчины с металла , в блюдо.
Влейте достаточно уксуса, чтобы погрузить ржавые детали.

Шаг 3: Добавить соль

Обильно насыпьте соль по всей площади восстанавливаемого инструмента.

Шаг 4: Проверьте это завтра

Оставить инструмент в смеси в течение 24 часов.

Шаг 5: Возьмите кисть

На следующий день посмотрите на восстановленный инструмент. Вы должны увидеть в растворе много удалённой ржавчины с металла, хлопьев и мусора.
Используйте старую зубную щетку, чтобы вычистить оставшиеся отложения.

Шаг 6: Пошевелите восстанавливаемый инструмент

Попробуйте поработать восстанавливаемым инструментом. Вы можете почувствовать, что он чуть пошевелился. Подёргайте его несколько раз. Помочите, потрите кистью его немного. Пусть сидят в растворе снова на некоторое время. Пошевелите еще немного. Потрите кистью, повторите. И однажды внезапно вы сможете их провернуть. Пошевелите, потрите кистью и обмакните еще несколько раз.
Если это не сработает, может быть, оставить его еще на 24 часа. Но этого лечения должно быть достаточно, чтобы восстановить инструмент - получить его обратно в рабочем состоянии. Дайте ему несколько капель масла и поработайте, чтобы разогнать масло и сохранить инструмент от возникновения ржавчины впоследствии. Не уверен, какое масло подходит здесь, я взял масло 3-в-1, которое было под рукой. Некоторые комментаторы будут клясться, что необходимо применять WD40.
И ещё, многие будут продолжать упоминать: что лучший способ восстановить инструмент и удалить ржавчину с металла - это электролитический процесс. Если у вас есть средство, чтобы сделать это, флаг вам в руки!

Для защиты от влаги и коррозии металлических изделий и механизмов при их эксплуатации, хранении и консервации в неблагоприятной климатической и агрессивной среде. Разработано специально для промышленного применения. Обладает уникальными показателями, превзошедшими эффективность всех ранее разработанных антикоррозийных жидких средств, подтвержденными в ходе испытаний на базе Института Нефтехимии в Санкт-Петербурге и других организаций, а также в процессе апробирования и эксплуатации на различных промышленных объектах В отличие от известных марок «жидких ключей», «размораживателей замков» и изолирующих спреев - NANOPROTECH стоек к сильным механическим нагрузкам, не впитывает влагу, не содержит изопропанола, этиленгликоля и уайт-спирита, не испаряется, не требует после себя дополнительной промывки и смазки узлов. Защитный слой надежно закрепляется на поверхности и выдерживает сильные механические нагрузки, вытесняя влагу, средство смазывает обрабатываемые механизмы. Незначительные излишки средства могут вытекать из обработанных механизмов, на воде образуют разводы и пятна маслянистого характера. Эффективно даже тогда, когда необработанные детали уже мокрые.

Функции NANOPROTECH Universal

Защищает металл и механизмы от воздействия всех форм влаги (пар, сырость, влажность воздуха, водяной конденсат, брызги, туман, дождь, кислотный дождь, хлорированная и соленая вода, пары сероводорода, хлора и хлорсодержащих газов и т.д.) и предотвращает образование коррозии

Вытесняет влагу, создает надежный эластичный защитный слой

Проникает под слой ржавчины, облегчая ее удаление и останавливая процесс коррозии

Способствует удалению копоти, нагара и грязи

Возвращает подвижность заржавевшим деталям

Освобождает заржавевшие, заклинившие механизмы, детали оборудования, болты, гайки

Восстанавливает работоспособность механизмов и устройств, уже пострадавших от воздействия влаги

Устраняет скрипы и предотвращает их появление

Предохраняет царапины и сколы покрытия на металлических изделиях от коррозии

Предотвращает замерзание подвижных механизмов (замки, петли, крепежи и т.д.)

Обеспечивает их стабильную эксплуатацию в зимний период

Обладает высокой степенью проникновения и незаменимо для смазки цепных приводов и труднодоступных механизмов

Эффективно для консервации резьбовых соединений и разъемов, подшипников и подвижных механизмов, а также металлических изделий

Эффективно для осушения от влаги подшипников и их смазки при ревизии

Сохраняет эксплуатационные свойства и товарный вид машиностроительной и станкостроительной продукции (грузовые автомобили, автобусы, троллейбусы, грузовые вагоны, двигатели, лифты, велосипеды, башенные краны, металлорежущие станки, кузнечно-прессовые станки, подшипники качения и т.п.), находящейся на открытых складских и производственных площадках

Значительно продлевает срок службы и качество работы подвижных механизмов, деталей оборудования, работающих в неблагоприятных климатических условиях

Свойства NANOPROTECH Universal

Образует водонепроницаемый и водоотталкивающий защитный слой

Полностью вытесняет влагу с обработанной поверхности

Сильный капиллярный эффект позволяет средству проникать внутрь блоков без необходимости их разборки на части

Заполняет микроскопические углубления

Обладает превосходными смазывающими свойствами

Сохраняет свою эластичность

Не оказывает вредного воздействия и не разрушает металлы, пластмассы, резину, стекло, лаки, краски, керамику

Не растворяется в воде

Не образует эмульсию

Не содержит каучуков, силикона, акрила, тефлона, ароматических компонентов

Не подвержено воздействию погодных условий

Безопасно для здоровья людей и окружающей среды

Рабочая температура: от -80°С до +160°С

Срок действия защиты: от 1 года до 3 лет

Применение NANOPROTECH Universal

Промышленность (горнодобывающая, перерабатывающая, химическая, бумажная, машиностроение, станкостроение, металлургия, энергетика и т.д.)

Сельское хозяйство

Авиация, авиастроение и авиаремонт

Речной флот, судостроение и судоремонт

Железнодорожный транспорт, метрополитен, троллейбусы, трамваи, эскалаторы

Мотоциклы, квадроциклы, снегоходы, велосипеды

ЖКХ (подготовка фондов к отопительному сезону и эксплуатация оборудования)

Водоканал

Обслуживание, ремонт и восстановление частей и механизмов военной техники и вооружения

Обслуживание, ремонт и восстановление оружия огнестрельного, пневматического, пейнтбольного, страйкбольного

Цели внедрения защитного средства в производство

Уменьшение трудозатрат персонала

Повышение эксплуатационных качеств механизмов

Снижение расходов на обслуживание оборудования

Увеличение срока службы оборудования

Повышение качества предоставляемых услуг

Предпродажная подготовка транспортных средств и механизмов

Снижение затрат на самостоятельные замену, ремонт и восстановление оборудования

Снижение затрат на сервисное и техническое обслуживание

Расширение прейскуранта услуг сервисных центров и мастерских

Действие NANOPROTECH Universal

Заполняет микроскопические углубления. Сильный капиллярный эффект позволяет средству проникать внутрь блокков без необходимости их разборки на части.

Отличные гидрофобные свойства и низкое поверхностное напряжение позволяют получить тонкий защитный слой, проникающий под слой влаги.

После распыления на поверхности образуется защитная пленка. NANOPROTECH Universal обеспечивает 100% коэффициент замещения воды в течении 10 секунд.

В результате высокой адгезии, NANOPROTECH Universal образует защитную водоотталкивыющую пленку под водой. Таким образом, NANO PROTECH превосходит любой другой продукт во всех испытаниях по защите от влаги и коррозии.

ЗАЩИТА НАЧИНАЕТ РАБОТАТЬ ДАЖЕ ТОГДА, КОГДА НЕОБРАБОТАННЫЕ ДЕТАЛИ УЖЕ МОКРЫЕ

ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА NANOPROTECH Universal

Форма: аэрозоль
Цвет: светло-коричневый
Температура воспламенения: > 250 С
Внутренне давление в баллоне: (при 20 С) - 3.5 бар., (при 50 С) - 6.5 бар.
Плотность: (при 20 С) Растворимость в воде: не растворяется и не смешивается с водой
Цвет: светло-коричневый
Продукт не является самовоспламеняющимся
Продукт не является взрывоопасным, возможно образование взрывчатых смесей пара/воздуха
Согласно заключению LGA не содержит многоядерных углеводородов, фторовых и хлорных углеводородов

ДАННЫЕ ПРОДУКТА NANOPROTECH Universal

Упаковка: аэрозольный балон или канистры
Объем: 210 мл, 5 л, 10 л
Расход: 30 мл/м2 или окунание изделия в емкость, наполненную средством
Срок хранения: 5 лет
Разработка и производство: Россия
СРОК ДЕЙСТВИЯ ЗАЩИТЫ ОТ ГОДА ДО ТРЕХ ЛЕТ

Внедрение влагозащитного средства «NANOPROTECH UNIVERSAL» на производстве дает серьезный экономический эффект!