технология, эффект, с какими металлами

Технология пассивации – это одно из современных средств, помогающих бороться с коррозией. О необходимости такой защиты знают все, кому приходится работать со стальными деталями и металлоконструкциями.

Намного проще сразу защитить от ржавения, чем бороться с последствиями или искать замену для окончательного испорченного и вышедшего из строя изделия.

В этой статье расскажем о методе подробнее – затронем область применения технологии, условия пассивации, этапы, виды обрабатываемых материалов. Это позволит вам получить четкое представление о том, на что способен процесс и где его применяют.

Что такое пассивация

Так называют процесс, направленный на появление на поверхности металлического изделия оксидной пленки.

В основе технологии лежит представление о том, что металл начинает портиться из-за постоянного контакта с агрессивными средами, в том числе, с водой и воздухом.

Когда пленка образуется и закрепляется на металле, химическая активность сырья становится намного меньше. Важно понимать, что использование процесса напрямую связано с разрушением верхнего слоя материала.

Но затрагивается минимум поверхности, всего несколько нанометров. Коррозия, появившаяся при контакте с другими металлами или агрессивными средами, не распространяется глубже. Это помогает не допустить потери прочности и постепенного разрушения.

Так как при пассивации происходит химическая реакция, важно правильно подобрать окислитель, а также учитывать, какие металлы подойдут для такой обработки, а какие нет. Обо всем этом расскажем далее.

Как проходит процедура

При проведении процедуры важно следить за соблюдением алгоритма процесса.

Пассивацию разделяют на 4 этапа:

• Подготовка. Необходима для того, чтобы окислитель вступил в реакцию со сплавом. Наносить состав можно только после того, как поверхность подготовлена. Деталь промывают и обезжиривают. Не должно быть следов краски, растворителей и других посторонних химических веществ, которые могли бы повлиять на реакцию. Также допускается проведение ошкуривания, при котором зачищаются мелкие неровности. После просушки и осмотра металлического изделия, приступают ко следующему этапу.
• Нанесение окислителя. В работе используются различные типы реагентов, создающие на изделии защитную пленку. В ее составе преобладают продукты окисления и соль – это безопасно для материала, но сами защитные показатели увеличиваются в разы. Степень эффективности пассивации будет зависеть от того, внимательно ли специалисты подошли к процессу и какие составы они использовали. Учитывается рецептура раствора, тип сплава. В промышленности при проведении пассивации хорошо показывают себя стали высоколегированного типа, в том числе, хромникилевые. С углеродистыми разновидностями сложнее – защитная пленка хоть и образуется на них, но держится меньше.
• Зачистка поверхности. Выполняется стандартная промывка для того, чтобы удалить с изделия задержавшиеся на его поверхности соли.
• Нейтрализация окислов. Выполняется с использованием двух или трехпроцентного раствора аммиака. Также в него входит гидроксид натрия, олеиновая кислота. Обработка занимает не более трех минут. Процедура требует поддержания фиксированного нагрева среды до температуры в 90 градусов.

Эффект пассивации станет заметен быстро. На поверхности изделия появляется окисленный слой с характерным цветом. Есть стали, которые со временем начинают темнеть, есть также те, для которых удается удержать определенный оттенок.

Особенности используемых в процессе растворов

Как мы уже отметили выше, при пассивации происходит химическая реакция. Это значит, что специалисту нужно знать, с каким сплавом и раствором он работает.

В таблице ниже мы распишем особенности растворов и типы сталей, с которыми они работают:

Класс сплава также влияет на используемые в работе температуры и длительность процесса. Стандартный диапазон нагрева при обработке составляет от 18 до 90 градусов. Короткие процессы занимают около трех минут, но на сложные задачи может потребоваться и до часа.

Скорость протекания процесса также связана с температурой.

Виды процедуры

Выше мы рассмотрели, какие металлы пассивация делает более устойчивыми к коррозии. Теперь стоит определиться с видом процесса, который используют.

Выделяют два основных вида процедуры:

• Электрохимическая. В этом случае на металл наносятся как электролиты, так и соли, а также кислые растворы. При таком процессе, удается сформировать на поверхности заряженные частицы и добиться их постепенного оседания. Если процесс проведен правильно, то на материале возникнет ровная и стойкая защитная пленка. В процессе используется ток.
• Химическая. В таком случае используются специальные химические реагенты. В их составе такие элементы, как никель и хром. Само нанесение проводится методом напыления, либо при окунании в заполненную раствором емкость. Преимущество такого подхода заключается в том, что сам металл становится тверже. Электролит подогревается.

Особенности обработки разных типов материалов

Рассмотрим примеры пассивации при использовании распространенных металлов.

Среди них такие, как:

• Сталь. Пассивация стали активно применяется в производстве. Использование такого подхода связано с необходимостью тщательного обезжиривания поверхности. Доказано, что технология помогает увеличить максимальную длительность использования материала, его защищенность от внешних агрессивных факторов.
• Медь. В работе применяются растворы хрома. На меди не так просто создать пленку высокой плотности, но именно такие растворы помогают сделать это. При этом сам защитный слой прочный и не стирается.
• Цинк. Получает все большее распространение в последнее время. Обычно изделия из цинка тонкие, потому важно чтобы пленка не была слишком толстой. Процесс окисления затрагивает поверхностный участок. Благодаря этому сохраняются все характеристики изделия.
• Железо. При использовании железа, есть большой риск появления коррозии. Стандартное пассивирующее средство – это раствор серной кислоты. Он способствует образованию тонкой пленки, позволяет применять железные детали на открытом воздухе с гарантией высокого уровня защиты.

Области применения технологии

Использование метода зарекомендовало себя в следующих случаях:

• Окраска. На созданный защитный слой могут легко наноситься полимерные составы. Таким образом, удается достичь не только повышенной устойчивости к коррозии, но и обезжиривания.
• Создание паровых турбин и других изделий, контактирующих с нагретым до высоких температур паром. В таком случае возможна обработка нержавеющей стали. Причина в том, что это добавляет прочности даже если с агрессивными средами нужно контактировать постоянно. Особенно хорошо это работает на примере защиты самой уязвимой части конструкции – сварных швов.
• Требуется защитить от коррозии стоматологические изделия. Пассивация применяется в промышленности при создании двухкомпонентных имплантов. Так обрабатывают специальные опорные части имплантов, штифты, на которые ставится коронка. Мера гарантирует, что находясь в челюсти пациента, основание не будет постепенно разрушаться.
• Декорирование. Благодаря созданию особой пленки на изделии, его удается не только защитить от ржавения, но и сделать красивее. Причина – в цвете поверхностного слоя и его приятных радужных переливах.

Технология широко распространена и со временем становится только более востребованной. Это далеко не все примеры ее применения в промышленности.

Наша компания также готова предложить и еще один метод защиты от коррозии – оцинковку изделий на качественном оборудовании.

Все что нужно – обратиться к нам по телефону или оставить заявку на сайте.

Вернуться к статьям

Поделиться статьей

что это, особенности процесса и виды пассивирования

Пассивацией металла называют особые виды обработки, при которых на его поверхности образуются тонкие слои антикоррозийных соединений. В зависимости от метода пассивизации, для создания такой оксидной поверхностной плёнки могут быть использованы химические растворы или электрохимические процессы.

• Бело-голубая пассивация
  9-12 мкм

• Желто-радужная пассивация 9-12 мкм

• Черная пассивация
  9-12 мкм

Бело-голубая пассивация 9-12 мкм

Желто-радужная пассивация 9-12 мкм

Черная пассивация 9-12 мкм

Коррозия – главная причина снижения срока эксплуатации изделий из металла

Несмотря на прочность большинства металлов, они подвержены окислению в результате воздействия влаги и кислорода. Влияние агрессивной среды приводит к образованию налета на поверхности материала, который разрушает его структуру, постепенно поражая более глубокие слои. В результате металл теряет свои прочностные свойства, и изделие становится непригодным для дальнейшего применения.

Пассивизация: сталь приобретает свойства золота

Целью пассивирования является создание на поверхности металла рукотворной «анти ржавчины», которая снижает химическую активность материала.

В ходе этой процедуры внешний слой обрабатываемых материалов приобретает характеристики, которые делают их сходными с благородными металлами – они становятся устойчивыми к окислению и другим агрессивным воздействиям.

Нужно отметить, что универсальных способов пассирования не существует – каждому металлу нужен свой подход. На практике это отражается в составлении специальных составов электролитов, разработке индивидуальных режимов воздействия и расчете показателей тока для каждой отдельной процедуры пассивизации металла.

Для создания фазовых или адсорбционных плёнок, образующих плотный барьер для коррозии, используется электрохимический или химический метод.

Электрохимический способ: использование электролита и тока

Данный метод основан на изменении свойств металлов при их погружении в электролит и гальванизации. При этом для каждого отдельного случая электролит подбирается индивидуально. Анодом служит металл, который по своим химико-физическим параметрам отвечает задачам пассирования.

Металл погружается в ванну с электролитом, после чего подаётся поляризующий ток заданного силы и напряжения. Результатом процедуры является появление на поверхности изделия плёнки, препятствующей возникновению обратного «ионного тока». Это способствует образованию оксидного слоя, который успешно противостоит воздействию окислителей.

Электрохимический метод применяют для пассирования меди с помощью хромосодержащих составов. Для создания оксидной плёнки на цинке используют серную кислоту и дихромат натрия, для алюминия – фторводородный состав.

Химический способ: окислить, чтобы защитить от окисления

Этот метод подразумевает использование растворов окислителей, которые при взаимодействии с металлом образуют на его поверхности оксидную плёнку. Чтобы процесс был контролируемым, и окисление не затронуло более глубокие слои, применяются специальные составы-нейтрализаторы.

Процедура химического пассирования включает в себя следующие этапы:

• зачистка поверхности при помощи абразивных материалов с последующим обезжириванием;
• смывание обезжиривающих составов сначала горячей, затем холодной водой;
• нанесение реагента на заданный период времени;
• использование кальцинированной соды в качестве нейтрализатора химического пассиватора;
• промывка в холодной воде поточным методом, сушка тёплым воздухом;
• использование оптических датчиков для контроля свойств поверхности.

Если инструментальный и визуальный контроль даёт неудовлетворительные результаты, то процедуру повторяют заново, начиная с первого шага.

Свойства металла после пассирования

Данная процедура приводит к образованию на поверхности металла химически стабильного слоя, устойчивого к коррозии. Изделия из пассивированного металла имеют более длительный срок службы. Если пассирование проводилось с использованием хроматов, то их поверхность, ко всему прочему, будет обладать повышенной устойчивостью к механическим воздействиям. Нужно отметить, что у оксидного слоя есть свой предел прочности и его механическое повреждение приводит к последующему появлению коррозии.

Услуги ПЗКИ по пассивизации металла

ООО «Первый Завод Крепежных Изделий» предлагает профессиональную услугу химической и электрохимической пассивизации металла. В ПЗКИ можно заказать пассирование различных металлов по умеренным ценам.

В частности, наше предприятие проводит:

Черную пассивизацию. Процедура проводится по электрохимическому методу – изделия и материалы с цинковым покрытием погружаются в составы на основе хроматов, при гальванизации на поверхности образуется защитная оксидная плёнка. Она представляет собой химически устойчивый барьер от воздействия атмосферных и иных факторов, а также улучшает внешний вид изделия. Толщина слоя – 9-12 мкм.

Бело-голубую пассивацию металла. Для этой цели используют специальный состав, который при погружении в него металлоконструкции приводит к образованию на ней защитной глянцевой плёнки голубого цвета. Покрытие имеет толщину 9-12 мкм и отличается равномерностью, устойчиво к воздействию влаги и обесцвечиванию.

Желто-радужную пассивацию. Данный вид обработки оцинкованной поверхности изделий из металла может сочетаться с хроматированием, что и приводит к её окрашиванию в желто-радужный цвет. При этом металл погружается в специальный состав, содержащий хроматы и биохроматы. Защитный слой имеет толщину 9-12 мкм.

Всю необходимую информацию по специфике проведения указанных процедур, их стоимости, сроках выполнения заказа вы можете получить по телефону, указанному на сайте. Воспользуйтесь услугой заказа звонка, и наши специалисты вам перезвонят в самое короткое время.

Техническая консультация

Задайте вопрос нашим техническим специалистам, отправьте чертеж или сделайте заявку.

Задать вопрос

Заказать звонок

Что такое процесс пассивации?

Что такое процесс пассивации?
Согласно определению стандарта MIL-STD-753C, процесс пассивации — это процесс окончательной обработки/очистки, используемый для удаления железа с поверхности коррозионно-стойких стальных деталей таким образом, чтобы получить более однородное формирование пассивной поверхности, что повышает коррозионную стойкость.

Нержавеющая сталь отличается от других металлов тем, что по мере приближения к поверхности состав металла фактически меняется. В процессе пассивации свободное железо удаляется с поверхности в раствор, оставляя более высокий уровень хрома. Хорошим соотношением хрома и железа обычно считается 1,5:1 или выше.

Что такое пассивация?

Пассивация — это химическая обработка нержавеющей стали и других сплавов, которая повышает способность обработанных поверхностей противостоять коррозии.

Пассивированное оборудование и системы имеют множество преимуществ:

• Пассивация удаляет загрязнения с поверхности
• Пассивация повышает коррозионную стойкость
• Пассивация снижает риск загрязнения продукта
• Пассивация позволяет увеличить интервалы обслуживания системы

Состав нержавеющей стали

Чтобы понять, что такое пассивация нержавеющей стали, очень важно рассмотреть саму нержавеющую сталь. Все нержавеющие стали представляют собой сплавы железа, никеля и хрома. Хром составляет не менее 10% металла. Именно этот элемент придает нержавеющей стали устойчивость к коррозии. Часто производители стали добавляют молибден для улучшения защитных характеристик хрома для высококоррозионных или высокотемпературных применений.

Помимо химического состава металла, состав различных слоев, из которых состоит нержавеющая сталь, различается. На поверхности находится пассивный слой, иногда называемый пассивной пленкой, который отвечает за обеспечение коррозионной стойкости. Это очень тонкий слой высокостабильных атомов металла, которые не подвержены коррозии или ржавчине. Толщина всего в несколько атомных слоев, где отношение хрома к железу (Cr/Fe) составляет не менее 1,5:1. Хром связывается с кислородом, создавая химически инертную, «пассивную» поверхность.

На приведенном ниже рисунке показан очень тонкий пассивный слой на внешней поверхности металла:

Под пассивным слоем находится переходная зона, где концентрация никеля выше. Как и пассивная пленка, она имеет толщину всего от 3 до 4 атомных слоев. Никель в этом разделе защищает пассивную пленку, предотвращая химические реакции с железом в нижнем слое. Он также действует как защитный барьер для основного металла, из которого состоит большая часть нержавеющей стали. Процентное содержание хрома, никеля и железа зависит от предполагаемого использования предмета.

Зачем нужна пассивация?

Хотя пассивация происходит естественным образом в коррозионно-стойких и богатых хромом сплавах, при соответствующих условиях новый сосуд или деталь из нержавеющей стали необходимо пассивировать перед вводом в эксплуатацию. Изготовление, механическая обработка и сварка оставляют после себя загрязняющие вещества, такие как оксиды металлов, включения, производственные отходы и примеси железа, что ставит под угрозу естественную способность металла противостоять коррозии.

Как работает пассивация?

Химическая пассивация улучшает химический состав пассивного слоя за счет увеличения соотношения очень стабильных атомов хрома к более реакционноспособным атомам железа в верхних трех-пяти атомных слоях поверхности металла. Это обогащение можно количественно измерить с помощью различных методов, включая оже-электроспектроскопию (AES), электронную спектроскопию для химического анализа (ESCA) и энергодисперсионный рентгеновский анализ (EDX). Наиболее часто используемые данные, полученные с помощью этих методов, для оценки пассивного слоя — это соотношение хрома и железа и глубина усиления.

Текущие методики пассивации

В Astro Pak используется множество различных методов пассивации, в том числе:

• Погружение в резервуар – обычно выполняется на объекте Astro Pak и имеет преимущество при одновременной обработке всех производственных поверхностей для обеспечения однородности отделки. и оптимальная коррозионная стойкость.
• Циркуляция. Химический раствор циркулирует по системе трубопроводов и особенно рекомендуется для трубопроводов, по которым проходят агрессивные жидкости.

Нанесение распылением

•  — может быть выполнено в Astro Pak или на объекте заказчика, что выгодно для обработки на месте, но необходимы надлежащая утилизация кислоты и соблюдение мер безопасности.
• Нанесение геля — ручная обработка может выполняться путем нанесения пасты или геля на поверхность кистью. Это полезно для точечной обработки сварных швов и других сложных областей, требующих ручной детализации.

Услуги и возможности Astro Pak

Пассивация Ultrapass осуществляется в наших современных чистых помещениях и в местах высокой чистоты клиентов. Азотная кислота, а также хелатирующие агенты с лимонной кислотой могут использоваться в зависимости от требований конкретного участка. Очистка и пассивация могут быть предусмотрены для пуско-наладочных работ нового строительства или работ по техническому обслуживанию и остановке. Немедленное реагирование на аварийные отключения и критически важные коммунальные услуги осуществляется в обычном порядке. Пассивирование выполняется в сочетании с травлением дефектов в зоне сварки, удалением коррозионно-окрашивающих пленок и добавлением или заменой оборудования. Профессиональные консультации наших известных отраслевых экспертов с многолетним опытом помогают нашим клиентам в решении их сложных вопросов.

Об авторе

Дэрил Ролл

Консультант Astro Pak, Дэрил является главным старшим техническим консультантом по вопросам коррозии, химии поверхности и пассивации нержавеющей стали. Имея более чем 40-летний опыт работы в области химической обработки, Дэрил опубликовал в журналах MICRO, UltraPure Water Journal и Chemical Engineering свои статьи о пассивации и борьбе с помутнением. Он является участником подкомитетов ASME BPE по требованиям к отделке поверхности и конструкционным материалам, а также ведущим участником рабочих групп по окрашиванию и пассивации. Дэрил имеет степень бакалавра искусств. получил степень бакалавра химии и наук о Земле в Калифорнийском государственном университете Фуллертона и лицензию профессионального инженера штата Калифорния.

Что такое пассивация? Как пассивировать нержавеющую сталь и зачем. | Stellar Solutions

Почему необходимо пассивировать нержавеющую сталь?

Нержавеющая сталь представляет собой природный сплав, устойчивый к коррозии. Основным компонентом нержавеющей стали, обеспечивающим коррозионную стойкость, является хром, который в присутствии кислорода образует коррозионностойкий (также известный как пассивный) слой на поверхности нержавеющей стали. Этот слой оксида хрома защищает металл под ним от взаимодействия с окружающей средой вокруг него, вызывающего коррозию. В то время как хром, обычно присутствующий на поверхности, естественным образом создает пассивный слой, сплаву присуще значительное количество железа (около 60-70%, в зависимости от марки нержавеющей стали), которое ограничивает коррозионную стойкость. Также обычным явлением является попадание дополнительного загрязнения железом на поверхность во время производственных процессов, например, через железную пыль в воздухе цеха или контакт с инструментами из углеродистой стали, что еще больше снижает коррозионную стойкость. Решением этих проблем является процесс пассивации.

Что такое пассивация?

Что такое пассивация? Проще говоря, пассивация — это преднамеренное удаление железа с поверхности нержавеющей стали, и существуют разные типы пассивации. Удаление поверхностного железа и загрязнения железом приводит к получению поверхности из нержавеющей стали с низким содержанием железа и высоким содержанием хрома. При большем количестве хрома на поверхности можно получить более толстый слой оксида хрома, что приводит к значительному повышению коррозионной стойкости из-за отсутствия железа, способного реагировать с окружающей средой.

Как безопасно и экономично пассивировать нержавеющую сталь?

Пассивирование нержавеющей стали можно проводить азотной или лимонной кислотой. Однако есть много причин, по которым лучше использовать лимонную кислоту. Многие тесты показали, что пассивация лимонной кислотой более эффективна, чем азотная, потому что она удаляет только железо, оставляя нетронутыми весь хром, никель и другие «хорошие» компоненты. Напротив, азотная кислота также удалит некоторое количество хрома и никеля вместе с железом. Пассивирование лимонной кислотой также намного безопаснее и лучше для окружающей среды. Азотная кислота чрезвычайно токсична для человека, животных и окружающей среды. Для тех, кто считает, что безопасность рабочих имеет первостепенное значение, пассивация лимонной кислотой является очевидным выбором.

CitriSurf для пассивации нержавеющей стали

Мы производим и продаем полную линейку продуктов Citrisurf® для пассивации нержавеющей стали. Пассивирование нержавеющей стали с помощью CitriSurf безопасно, просто, экономично и безвредно для окружающей среды. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы получить рекомендацию по продукту, адаптированному для вашего конкретного применения, или просмотрите наш список продуктов.

Как насчет металлов, кроме нержавеющей стали?

Это во многом зависит от конкретного контекста. Некоторые другие виды обработки поверхности или покрытия, предназначенные для предотвращения коррозии или разрушения других материалов, также иногда называют «пассивацией». Кроме того, удаление поверхностного загрязнения железом из сплавов, которые в остальном содержат мало железа или вообще не содержат его, с использованием того же процесса, что и для нержавеющей стали, обычно называется пассивацией.