Механические способы очистки металлических поверхностей

Обновлено: 07.01.2025

Незащищенная сталь в атмосфере, воде и грунте подвержена коррозии, которая может стать причиной разрушения конструкций и сооружений. Избежать последствий коррозии помогает защита металлических конструкций, дающая им возможность выдерживать воздействие коррозионных факторов, которым подвергаются конструкции на протяжении срока эксплуатации.

Существуют разные способы защиты металлических конструкций от коррозии. Один из наиболее простых и доступных способов - защита с помощью лакокрасочных покрытий.

Металлическая поверхность может быть покрыта окалиной или ржавчиной и загрязняющими веществами, провоцирующими коррозию, либо препятствующими нанесению лакокрасочного материала непосредственно на металл. Основной задачей при подготовке поверхности перед защитным окрашиванием является удаление загрязняющих веществ и получение поверхности, обеспечивающей удовлетворительную адгезию покрытия.

Следовательно, на поверхности, подготавливаемой к окрашиванию, не должно быть масла, смазки, соли, влаги и иных загрязнений. Поверхность должна быть очищена от окислов (ржавчины или окалины).

На требуемую степень подготовки поверхности перед окрашиванием влияют следующие факторы:

срок службы металлоконструкции (изделия);
местоположение конструкции;
качество неокрашенной поверхности;
тип и степень агрессивности среды, в которой эксплуатируется или будет эксплуатироваться конструкция;
предполагаемая защитная лакокрасочная система.

Способы очистки поверхности можно условно разделить на две большие группы – механическую обработку и химическую.

Механическая обработка поверхности

(для удаления толстого прочно удерживающегося на поверхности слоя ржавчины и окалины).

Очистка ручным инструментом - Используют обычные ручные инструменты, к которым относятся проволочные щетки, шпатели, скребки, абразивные шкурки, молотки для скалывания ржавчины и т.п.
Механизированная очистка - в качестве инструментов для механизированной очистки могут служить вращающиеся проволочные щетки, разные типы шлифовальных приспособлений, отбойные молотки, игольчатые пистолеты. Участки поверхности, которые невозможно очистить с помощью таких инструментов, очищают с помощью ручных инструментов. При использовании проволочных щеток необходимо проследить, чтобы не произошло заполировки ржавчины или окалины. Отполированная ржавчина или окалина могут давать блеск, похожий на блеск чистого металла, но при этом ухудшается адгезия любого наносимого лакокрасочного материала. Механизированная очистка более эффективна, чем подготовка поверхности с помощью ручных инструментов с точки зрения размера обрабатываемой площади и степени достигаемой чистоты, но не так эффективна как абразивная струйная очистка.

Сухая абразивная струйная очистка:

Центробежную абразивную струйную очистку проводят на стационарных установках или передвижных устройствах струйной очистки, в которых абразив подается на вращающиеся колеса или лопасти, расположенные таким образом, чтобы равномерно и с высокой скоростью выбрасывать абразив на очищаемую поверхность.
Абразивная струйная очистка сжатым воздухом осуществляется путем подачи абразива в поток воздуха, подаваемого с высокой скоростью из сопла на очищаемую поверхность.
Вакуумная абразивная струйная очистка (аналогична очистке сжатым воздухом, но отработанный абразив и загрязнения удаляются из зоны очистки при помощи вакуума).

Влажная абразивная струйная очистка:

Влажная абразивная струйная очистка с использованием сжатого воздуха, пресной воды и абразива.
Суспензионная абразивная струйная очистка в воде (заключается в подаче на очищаемую поверхность дисперсии мелких абразивных частиц в воде или иной жидкости при помощи сжатого воздуха).
Абразивная струйная очистка жидкостью под давлением (очистка жидкостью под давлением при помощи потока жидкости (обычно пресной воды) с абразивом, который через сопло направляют на очищаемую поверхность.

После механической очистки металлическую поверхность необходимо обеспылить и обезжирить и как можно быстрее приступить к грунтованию покрывной, антикоррозионной или протекторной грунтовкой или окраске грунт-эмалью типа «3 в 1». В противном случае на зачищенной поверхности металла начнется процесс окисления металла под воздействием кислорода и влаги воздуха, гораздо более бурный, чем на поверхности неочищенного металла.

Химическая обработка поверхности.

Очистка эмульсией (применяется для удаления масел, смазок, солей и аналогичных загрязнителей с помощью эмульсионных очистителей с последующей промывкой чистой пресной (горячей или холодной) водой.
Очистка щелочью (для удаления масел, смазок, солей и аналогичных загрязнителей с помощью щелочных очистителей с последующей промывкой чистой пресной (горячей или холодной) водой.
Очистка органическими растворителями (обезжиривание) осуществляется для удаления масел или смазок с использованием органических растворителей. Процедуру обезжиривания с помощью ветоши, пропитанной органическим растворителем, обычно проводят на небольших участках поверхности.
Кислотное травление (заключается в погружении очищаемого элемента в ванну, содержащую подходящую ингибированную кислоту, которая удаляет окалину и ржавчину). Кислотное травление используется только в тщательно контролируемых заводских условиях и не применяется на объектах.

Для очистки поверхности металла под окраску антикоррозионными грунт-эмалями нет необходимости в полном удалении следов ржавчины, достаточно удалить рыхлую, т.н. пластовую ржавчину. Подобные грунт-эмали (их еще называют «3 в 1») содержат в своем составе ингибиторы коррозии, препятствующие дальнейшему протеканию процесса. С другой стороны наличие плотно держащейся ржавчины обеспечивает необходимую шероховатость окрашиваемой поверхности, а следовательно – и адгезию грунт-эмали к металлу.

По вопросу защиты от коррозии рекомендую обратиться к имеющемуся на нашем сайте одноименному видео, где подробно рассмотрены виды коррозии, методы защиты от нее и дан подробный обзор противокоррозионных лакокрасочных материалов.

Вопрос: «Готовим металлическую лестницу под окраску. Что делать с ржавчиной – более-менее понятно. Но лестница раньше была покрашена, краска частично потрескалась и облупилась. Как с ней быть? Закрасить поверх или всю счищать? И если счищать, то как?

Ответ: Удаление старого, пришедшего в негодность лакокрасочного покрытия (ЛКП) – проблема с которой периодически приходится сталкиваться и в условиях производства, и в быту.

Конечно, возможно удаление старого ЛКП механическим способом – например, одним из вышеперечисленных. Но это, как правило, достаточно трудоемкий и долгий процесс, особенно при удалении покрытия вручную. К тому же, зачастую нет необходимости полностью удалять старое, но прочно держащееся лакокрасочное покрытие. А если его надо удалить, не повредив при этом подложку? А если его надо удалить в достаточно короткий срок?

В этом случае целесообразнее всего использовать смывки – специальные составы, предназначенные для удаления старых покрытий. Смывка размягчают и слой эмали, и слои грунтовки, находящиеся под ней, а это и позволяет уже с помощью того же шпателя очистить поверхность.

Независимо от марки смывки, набор действий при работе с ними неизменен:

сначала всю старое покрытие тщательно очищается от загрязнений любого рода;
затем наносится смывка и необходимо выждать, пока она не размягчит покрытие и не начнет под действием диффузионных сил проникать в его толщину (обычно на это потребуется от 3 до 30 минут);
когда на поверхности появятся пузыри и трещины, покрытие удаляется при помощи шпателя и ветоши, смоченной растворителем;
по окончании работ поверхность протирается от остатков смывки ветошью с растворителем.

Обратите внимание на некоторые нюансы использования смывок:

перед тем как наносить смывку на поверхность нужно удалить шпателем все отслаивающиеся участки покрытия;
если сквозь поврежденное покрытие проступают следы коррозии, то необходимо любым способом удалить рыхлую пластовую ржавчину;
даже будучи уверенным в эффективности используемой смывки не стоит наносить ее на гладкую глянцевую поверхность, если она к тому же и старая; обязательно сначала необходимо обработать ее наждачной бумагой с зернистостью не ниже 120;
если выбирать между жидкой и гелевой смывкой, то предпочтительнее более густая.

Более подробную информацию по смывкам можно получить, просмотрев соответствующее видео:

Очистка металлических поверхностей от ржавчины и масел - продукция Компании КрасКо

Надёжная антикоррозионная защита металла зависит от тщательности подготовки поверхности металла, в том числе от качества очистки от продуктов коррозии. Эта операция — наиболее трудоёмкая, но именно она во многом определяет конечный результат.

Очистка металла

Наиболее используемыми способами предварительной обработки металла являются: очистка ручным инструментом, механическая очистка, абразивоструйная очистка.

Очистка ручным инструментом

Ручная очистка металла — это метод подготовки металлических поверхностей с помощью ручных инструментов, без применения энергопитания.

Ручную очистку поверхности проводят с использованием обрубочных молотков для скалывания ржавчины и других загрязнений, ручных проволочных щёток, шпателей, скребков, абразивных шкурок, наждака.

Молотки для скалывания применяются для удаления толстого рыхлого слоя ржавчины, чтобы сделать более экономичной абразивную струйную очистку. Обработка молотками часто проводится в сочетании с зачисткой щётками. Обработка такими молотками непригодна для общей подготовки поверхности перед нанесением покрытий.

Очистка ручным инструментом иногда применяется на начальном этапе для предварительной очистки, с целью снятия относительно легко удаляемых загрязнений перед использованием механизированных инструментов.

Очистка механизированным инструментом

Это метод подготовки металлических поверхностей с применением механизированных ручных инструментов, но без использования абразивоструйной очистки.

Механизированную очистку проводят с использованием вращающихся проволочных щёток, машин для зачистки абразивными шкурками, дисков для зачистки абразивными шкурками, абразивных точильных камней, зачистных молотков с электро- или пневмоприводом, игольчатых пистолетов, шлифовальных кругов.

Участки поверхности, недоступные для подобных инструментов, должны подготавливаться вручную.

Перед очисткой ручным и механическим инструментом необходимо удалить скалыванием все толстые слои ржавчины. Видимые масло, смазка и грязь также должны быть удалены.

Очистка механизированным инструментом эффективнее и производительнее очистки ручным инструментом, но по эффективности уступает абразивной струйной очистке.

Абразивоструйная очистка

Сухая абразивоструйная очистка

Сухая абразивоструйная очистка (бластинг) заключается в ударе абразивного потока с высокой кинетической энергией о подготавливаемую поверхность. Подача абразива осуществляется при помощи центробежной силы, сжатого воздуха или эжекции. В воздушно-абразивный поток допускается добавлять небольшое количество воды для устранения пыли.

Абразивная струйная очистка сжатым воздухом

Данная операция осуществляется при подаче абразива в поток воздуха и направлении образующейся воздушно-абразивной смеси с высокой скоростью из сопла на очищаемую поверхность. Абразив может быть впрыснут в воздушный поток из ёмкости, находящейся под давлением, или увлечён этим воздушным потоком в процессе всасывания из ёмкости, не находящейся под давлением. Этим способом очищают поверхности с помощью дробеструйных аппаратов.

Абразивная струйная очистка с впрыскиванием влаги

Этот метод аналогичен абразивной струйной очистке сжатым воздухом с той разницей, что в воздушно-абразивный поток добавляют незначительное количество жидкости (обычно чистую пресную воду), что создает метод струйной очистки, при котором не образуется пыли в диапазоне размера взвешенных частиц менее 50мкм. Расход воды составляет 15-25 л/ч.

Струйная очистка жидкостью под давлением

В поток жидкости (обычно чистой пресной воды) вводят абразив (или смесь абразивов), и этот поток направляют через сопло на очищаемую поверхность. Этот метод основан на воздействии кинетической энергии высоконапорной водяной струи на обрабатываемую поверхность. При этом струя воды позволяет удалять с поверхности загрязнения и отложения любой физической природы и химического состава: ржавчину, консервационные смазки, лакокрасочные покрытия, битум, смолы, нагар, окалину и т.д. Давление воды зависит от типа удаляемых загрязнений, таких как рыхлая ржавчина и окрасочные покрытия со слабым сцеплением.

Как правило, используются следующие методы водной струйной очистки:

водная струйная очистка высокого давления (70-170 МПа);
водная струйная очистка сверх высокого давления (свыше 170 МПа).

Гидроструйная очистка при высоком давлении также имеет название «гидроджеттинг». Гидроджеттинг под высоким давлением. (70-170 МПа) позволяет удалить большинство красок и продуктов коррозии. Гидроджеттинг под сверхвысоким давлением (более 170 МПа) применяется для полного удаления всех старых покрытий и ржавчины.

В настоящее время данные технологии активно используются там, где необходимо быстро, качественно и безопасно выполнить работы по очистке и подготовке поверхности металла.

Контроль очищенной поверхности металла

Методы контроля очищенной поверхности перед окраской регламентирует ISO 8502.

ISO 8502-1 устанавливает метод определения на очищенной поверхности растворимых продуктов коррозии с помощью индикаторной ленты.
ISO 8502-2 устанавливает метод лабораторного анализа хлоридов в воде, собранной после промывки очищенной поверхности размером 250х100мм.
ISO 8502-3 устанавливает метод оценки контроля запыленности поверхности с помощью липкой ленты. Запыленность поверхности оценивают в баллах согласно рисунку.
ISO 8502-4 устанавливает методику оценки вероятности конденсации влаги на очищенной поверхности.
ISO 8502-5 устанавливает метод определения хлоридов с помощью индикаторной трубки.
ISO 8502-6 приводит метод Брестле по отбору растворимых загрязнений с очищенной поверхности.

Очистка поверхности металла

Для удаления старых красок, лакокрасочных покрытий, лаков, затвердевших шпатлёвок и других материалов рекомендуется использовать специальные смывки и обезжириватели металла:

Подготовка поверхности металла под окраску наряду с качеством используемых лакокрасочных материалов определяет качество получаемого покрытия и его долговечность. Даже при использовании высококачественных лакокрасочных материалов прочное покрытие можно получить только при безукоризненной подготовке поверхности.

Подробную информацию о подготовке поверхности металла к окраске (очистка поверхности металла, смывки и обезжириватели, подготовка поверхности металла) Вы можете узнать на страницах нашего сайта.

Методы очистки металлов. Сравнение особенностей

На современных производствах и процессах обслуживания изделий из разных промышленных материалов требуется очистка поверхности от разного рода налетов и покрытий. При этом в зависимости от предназначения этих изделий и типа предприятия требуются разные подходы.

Слои органического или неорганического происхождения, коррозии или ржавчины на металле зачастую удаляются с помощью аппаратов пескоструйной, химической очистки, с применением сухого льда, а также другими методами, каждый из которых обладает своими преимуществами и недостатками.

Этот способ представляет из себя удаление ржавчины механизированными инструментами, например, проволочными щётками, шлифовальными и абразивными кругами.

Если к части очищаемой поверхности отсутствует доступ, этот участок подготавливается с помощью немеханических инструментов, таких как наждак, скребки, проволочные щётки.

Так как метод является неавтоматическим, это, с одной стороны, ограничивает скорость и точность выполняемых работ, а с другой, позволяет без применения специфичных инструментов оперативно зачищать конкретные площади.

Химическая очистка

Химический способ заключается в нанесении толстым слоем специальных реагентов, которые вступают в реакцию с краской, отслаивая ее от поверхности.

Данный способ удобен для работы с небольшой площадью поверхности и приносит хороший результат, однако само использование реагентов как негативно влияет на окружающую среду, так и несет в себе опасность химического отравления для оператора, который вынужден использовать средства индивидуальной защиты.

Также особенностью химического метода очистки является невозможность автоматизировать процесс. В основном применяется для снятия старого лакокрасочного покрытия или ржавчины с небольшой площади перед нанесением свежей краски.

Электрохимическая (гальваническая) очистка

Данный метод заключается в пропускании слабого тока через электролит, из-за чего происходит электролитическая реакция и снятие пораженного ржавчиной слоя металла. Ионы окислов железа переходят с ржавчины в раствор и на чистый электрод.

Преимуществом электрохимического метода является бережная очистка деталей любой формы.

К недостаткам можно отнести ограниченное применение (ржавчина), большие временные затраты, оснащение специальными резервуарами и наличие агрессивных растворов, которые необходимо утилизировать.

Ультразвуковая очистка

Осуществляется с помощью ультразвуковых волн в моющем растворе. Кавитационные пузырьки, возникающие преимущественно на границе раздела между жидкостью и изделием, значительно ускоряют процесс очистки.

Метод относится к щадящим способам очистки, но является достаточно энергозатратным и неэкологичным.

Пескоструйная очистка

Автоматически или полуавтоматически очищать металл можно распылением песка с помощью воздушной струи под давлением. Аппараты, воздействующие на покрытие абразивными материалами, относительно дешевы и просты в эксплуатации, однако за счет скорости и размера выбрасываемых частиц опасны для оператора.

При применении данного метода оператор использует специальные защитные костюмы, а также должен озаботиться о снижении шумовой нагрузки на органы слуха.

Кроме того, частицы абразива помимо снятия краски или ржавчины стирают основной материал изделия, что ограничивает возможности для использования такой очистки применительно к сложным устройствам или изделиям с тонким слоем основного металла.

Пескоструйную очистку часто используют в строительстве для обработки бетона или металла, где можно пожертвовать текстурой поверхности взамен объемов и скорости обработки.

Криоочистка

Криоочистка, или чистка сухим льдом, по сути использует тот же принцип, что и пескоструйная обработка: выброс материала с направленным потоком воздуха. Сухой лед, будучи замороженным углекислым газом, при контакте с материалом не нагревает поверхность, поэтому возможно ее использование в тех помещениях, где повышен риск возникновения воспламенения или взрыва.

Криоочистка действует бережнее пескоструйного воздействия, так как повреждает поверхность меньше и, кроме того, в процессе обработки не выделяется статическое электричество, поэтому такой метод безопасен при обработке сложной техники, например, турбин.

Так как в отличии от пескоструйной обработки, в процессе криоочистки используется низкотемпературный материал, оборудование должно обладать специфическими характеристиками, что компенсируются повышенной стоимостью приборов, а также необходимостью следить за наличием сухого льда в качестве расходного материала.

Криоочистка, к примеру, применяется в очистке кузова автомобиля перед покраской, пищевой промышленности, деревообрабатывающем и бумажном производстве.

Лазерная очистка

Лазерная очистка – это новый способ обработки поверхностей, обладающий резко выделяющимися особенностями. Аппараты лазерной очистки могут иметь различную комплектацию и мощность, и в зависимости от этого варьируются сферы их использования.

Импульс лазерного луча концентрируется на поверхностном слое и мгновенно его испаряет, не проникая вглубь основного материала. При этом за счет управления формой луча лазер может справляться с очисткой текстурированных и рифленых поверхностей. Очищаемые загрязнения не распыляются в окружающую среду, а тут же попадают в систему очистки воздуха, что позитивно сказывается на здоровье оператора.

Модели, ориентированные на промышленное применение, могут иметь довольно высокую базовую стоимость, однако это окупается низкими эксплуатационными затратами, ниже 100 рублей в час. Такие аппараты обладают бережным способом удаления покрытий, не затрагивающим внутреннюю структуру изделия, что позволяет крайне эффективно применять лазерную очистку, например, пресс-форм или лопастей турбин.

Читайте также: