Травление нержавеющей стали

После термической обработки, сварочных работ или механического воздействия на изделиях из нержавеющей стали появляются зоны, имеющие дефекты. Это могут быть заусенцы, шершавости, цвета побежалости, оксидные пленки. Для их устранения и придания изделию привлекательного внешнего вида, а также для создания дополнительной устойчивости к коррозии применяют травление нержавеющей стали.

Способы травления нержавейки

Травлению подвергаются как готовые изделия, так и прокат перед поставкой на производство. Например, обязательной обработке подлежат после горячей прокатки листы из нержавеющей стали, проволока после волочения и кругляк. 

В зависимости от параметров изделия и химического состава сплавов на производстве подбирают индивидуальный способ травления и химреагенты:

• Кислотный. Это самый распространенный метод. Используется последовательная обработка с помощью серной, соляной, ортофосфорной, азотной кислот или их смесей в разных пропорциях.
• Щелочной. Вместо кислот применяют соду, гидрит натрия и хлористый кальций.
• С использованием паст и гелей. Ими обрабатывают отдельные участки изделия или очень массивные конструкции, где нет возможности травить погружением.

Травление нержавейки кислотами

Обработка включает в себя несколько этапов:

1. Подготовка поверхности. Деталь очищают от крупных механических дефектов и от очагов коррозии абразивными материалами.
2. Обезжиривание. Удаляют масляные пятна, остатки жидкости, применяемые при прокатке и т.д. 
3. Нанесение лака. Зоны, которые следует защитить от воздействия кислоты, покрывают лаком, если это предусмотрено технологическим процессом.
4. Собственно травление. Изделие погружают, например, в серную кислоту на определенное время. После этого его промывают и помещают в следующий состав, например, в азотную кислоту.
5. Промывка от остатков кислот водой и удаление защитного лака растворителями.
6. Просушка и отправка на следующую технологическую операцию.

Процесс производят в ванных, внутренняя поверхность которых покрыта инертным веществом. Это может быть керамика, резина, свинец, иногда пластик. В некоторых случаях применяют ванны, сделанные из кислотостойких видов нержавеющей стали. Очередность обработки, процентный состав растворов, время выдержки, рабочую температуру подбирают индивидуально под форму изделия и химический состав сплава. 

На металлургических комбинатах обязательно есть таблицы химического травления коррозионно-стойких сталей с обозначением материалов, назначением операций, количественным составом раствора, температурным и временным режимами обработки. 

Чтобы не путаться, мы дадим сведения по травлению нескольких самых распространенных марок нержавеющей стали:

• 12Х18Н10Т, 12Х21Н5Т, 08Х17Н5М3, 08Х17Т950 – удаляют окалины фтористоводородной и концентрированной азотной кислотами с нагревом до 30°С за 60 минут. Для обработки сварных деталей сложной конфигурации применяют смесь из серной, фтористоводородной, азотной кислот с добавлением сульфоугля.
• 20Х13, 40Х13 – обрабатывают двумя составами последовательно без промежуточной промывки. Сначала изделие выдерживают в нагретой до 45°С соляной кислоте 15 минут, а затем в смеси из серной, азотной и соляной кислотах 1-2 минуты. 

Для ускорения процесса используют электролитический способ, который заключается в приложении разных потенциалов к электролиту и детали. Метод позволяет дополнительно защитить ванну из нержавейки от разрушения кислотой. Например, для удаления окалины нержавеющего квадрата после горячей прокатки переменный ток промышленной частоты должен быть в диапазоне от 12 до 18 В при плотности тока от 5 до 10 А/дм2. А обрабатываемые детали сами служат электродами.  

Травление нержавейки щелочами 

Этот способ применяют для более мягкого воздействия на поверхность металла. Основной процедурой является выдержка в щелочном растворе или в расплаве каустической соды с предварительным нагревом до 430 градусов с последующей обработкой в кислотном растворе. 

Другой способ – это травление с помощью едкого натра с введением нескольких процентов гидрита натрия в ванну. Процесс позволяет значительно (в 10 и более раз) снизить потери металла в сравнении с кислотным травлением. Метод подходит для подавляющего большинства сталей, но долгое время не он имел широкого распространения из-за проблем с получением и введением в состав гидрита натрия. 

Следующий способ травления – это когда в ванну помещают 3 части едкого натра и 1 часть едкого калия. Операцию начинают при температуре 320 градусов, нагрев постепенно увеличивают до 380-430 градусов. Корпус ванны оснащают электронагревателями, теплоизоляционной рубашкой и системой вентилирования. Также емкость становится электродом постоянного тока с напряжением 6 В. 

Щелочной процесс травления выглядит так:

1. Нержавеющие заготовки на подвеске подвешивают над ванной, где в течение 10 минут с поверхности удаляется вся влага.
2. Прогретые детали погружают в ванну и продолжают операцию в реверсивном режиме, где чередуют катодное и анодное травление щелочами каждые 5 минут. Продолжительность составляет от 20 до 30 минут. 
3. Закончив катодную обработку детали на подвеске выгружают и держат над ванной еще некоторое время для стекания остатков раствора. При этом шлам, который остается на поддоне, необходимо периодически удалять.
4. Заготовки промывают в нескольких водах и отправляют на просушку. 

Состав щелочей для травления выбирают, исходя из технологической целесообразности. Но любой способ сопровождается дополнительной обработкой исходного материала. Для этого всегда проводят обезжиривание и удаление оксидной пленки. 

Травление нержавейки пастами и гелями

Готовые препараты – это универсальные средства для очистки сварочных швов и изменения цветов побежалости, которые могут возникнуть при нагреве. Основное преимущество паст и гелей состоит в том, что для положительного результата нет необходимости использовать большие температуры. Изделие или заготовку начинают обрабатывать при комнатной температуре. Таким образом, травление можно провести и в домашних условиях. 

В состав травильных паст всегда входит кислота – серная, фосфорная или соляная. Недостатки таких средств на основе данных кислот – это непродолжительное действие. Существует вероятность того, что обработанные пастой, например, зоны соединения изделия могут покрыться коррозией. С этой проблемой успешно справляется паста на основе азотной кислоты. Но работать с ней нужно осторожно, соблюдая меры безопасности, так как выделяемые пары могут нанести вред организму. Также некоторые средства делают на густой клейкой основе, что значительно упрощает процедуру травления вертикальных поверхностей. 

Все пасты, поступающие в продажу, сертифицированы и аттестованы согласно государственному стандарту Российской Федерации.  

Процесс восстановления сварочного шва нержавеющего изделия:

1. Необходимо выбрать хорошо проветриваемое помещение.
2. Положить изделие на поддон так, чтобы на него не попадали прямые солнечные лучи.
3. Очистить сварочный шов при помощи абразивных материалов или щеткой из нержавейки.
4. Нанести пасту на место соединения кисточкой толстым слоем, приблизительно 2-3 сантиметра. 
5. Просушить изделие на открытом воздухе для формирования новой оксидной пленки в течение 1 часа. 
6. Удалить пасту и промыть обработанную зону проточной водой. 

Таким образом на сварочном шве образуется антикоррозийный слой серого цвета.    

Травление нержавеющей стали – это легкая и эффективная операция по обработке металла, но требующая выполнения некоторых мер по безопасности. А именно необходимо обеспечить вентиляцией помещение, носить средства индивидуальной защиты, размещать банки с кислотами и щелочами в шкафах на верхней полке, проверять электрооборудование, обеспечить рабочее пространство огнетушителем, правильно работать со средствами для травления и знать медицинские азы по быстрой ликвидации последствий попадания агрессивных веществ на кожу, в дыхательные пути и слизистые оболочки.