Способы очистки металла. Сравнение различных технологий

• Очистка металлических поверхностей
• Типы очистки металлических поверхностей
• Лазерная очистка
• Химическая очистка
• Электрохимическая (гальваническая) чистка
• Ультразвуковая очистка
• Пескоструйная обработка
• Криоочистка
• Очистка поверхности металлов и сплавов перед сваркой
• Очистка поверхности металлов перед нанесением покрытия
• Удаление лакокрасочного покрытия с металла 
• Какой способ очистки выбрать
• Заключение 

Очистка металлических поверхностей

Металлические поверхности необходимо тщательно очищать от ржавчины, коррозии и других загрязнений, прежде чем их можно будет окрасить, сварить, покрыть или подвергнуть термической резке. Правильная очистка обеспечивает оптимальную производительность, внешний вид и долговечность металла. В этой статье мы рассмотрим различные методы очистки, сферы их применения, преимущества и особенности. 

Рис. 1. Очистка металла шлифовальными дисками 

Типы очистки металлических поверхностей

Существует множество типов очистки металлических поверхностей, включая механическую с использованием ручных инструментов или абразивных технологий и химическую с использованием специальных растворов, также набирает популярность очистка металла с помощью лазерных технологий. Каждый метод имеет свои преимущества и выбирается в зависимости от типа и уровня загрязнения, желаемого результата и конкретных требований к применению. 

Механические методы очистки:

В домашних условиях чаще всего используется ручной метод очистки с помощью механических устройств. К таким элементам относятся проволочные щетки, зубила и даже рубильные молотки.

• Ручные инструменты (например, проволочные щетки, скребки, абразивные диски, галтовка);
• Шлифование;
• Чистка проволочным кругом;
• Абразивная обработка (например, пескоструйная обработка, дробеструйная обработка);
• Абразивно-струйная;
• Гидроабразивная;
• Абразивно-порошковая.

Химические:

• Очистка растворителями;
• Щелочная;
• Кислотная;
• Средства для удаления ржавчины;
• Растворы для травления.

Электрохимические:

• Электролитическая;
• Гальваническая;
• Ультразвуковая;
• Криоочистка (струйная обработка сухим льдом);
• Лазерная очистка;
• Газопламенная очистка.

Лазерная очистка

Лазерная очистка металла - это инновационный и высокоэффективный метод удаления загрязнений с металлических поверхностей. В нем используются высокоинтенсивные лазерные лучи для испарения и удаления ржавчины, краски, жира и других нежелательных загрязнений. Лазерная очистка - это бесконтактный процесс, который не оставляет следов, обеспечивая чистоту и сохранность поверхности без повреждения или изменения основного материала. Лазер особенно эффективен для деликатных или сложных деталей, где традиционные методы могут быть непрактичными или опасными. Контролируя форму луча, лазер может также очищать текстурированные и рифленые поверхности.

Лазерное оборудование, ориентированное на промышленное применение, отличается достаточно высокой базовой стоимостью, но это компенсируется низкими эксплуатационными расходами - менее 100 рублей в час. Данные станки бережно удаляют покрытие, не затрагивая внутреннюю структуру изделия, благодаря этому лазерная очистка считается эффективной для обработки пресс-форм и лопаток турбин.

Рис. 2. Лазерная очистка металлической поверхности 

Химическая очистка

Для удаления загрязнений, ржавчины, окисления и других примесей используются специально разработанные химические растворы или растворители. Процесс химической очистки может быть адаптирован к конкретным типам металлов и состоянию поверхности, обеспечивая наилучшие результаты для различных областей применения. Он особенно эффективен для тяжелых задач очистки и может проникать в труднодоступные места, обеспечивая тщательную и всестороннюю очистку. При обращении с химическими веществами, используемыми в процессе, и их утилизации следует соблюдать надлежащие меры безопасности.

Взаимодействие активных веществ с засорениями дают возможность быстро подготовить нужный участок к эксплуатации.

Рис. 3. Химическая очистка ржавчины

Электрохимическая (гальваническая) чистка

Электрохимическая очистка, также известная как гальваническая - это метод, использующий электролитическую ванну и постоянный ток для удаления ржавчины, окалины и других загрязнений с металлических поверхностей.

Происходит химическая реакция, которая расщепляет нежелательные вещества и удаляет их с поверхности металла. Этот процесс особенно эффективен для металлических предметов сложной формы или деталей с сложным дизайном. Раствор электролита может добраться до труднодоступных мест вручную. Необходимо принять надлежащие меры предосторожности для обеспечения безопасного обращения и утилизации электролитических растворов, используемых в процессе.

Ультразвуковая очистка

Ультразвуковая очистка - это высокоэффективный и точный метод зачистки металлических поверхностей с помощью высокочастотных звуковых волн. Процесс включает в себя погружение металлического предмета в жидкую среду, обычно воду или чистящий раствор, и воздействие на него ультразвуковыми колебаниями. 

Эти колебания создают высокоинтенсивные волны давления, в результате которых образуются микроскопические пузырьки, явление, известное как кавитация. Когда пузырьки схлопываются у поверхности металла, они создают крошечные ударные волны, которые вытесняют грязь, жир и другие загрязнения, тщательно очищая металл. Ультразвуковая обработка особенно эффективна для сложных или хрупких деталей, поскольку она позволяет добраться до мелких щелей и труднодоступных мест вручную. Однако следует убедиться, что чистящий раствор и ультразвуковое оборудование совместимы с очищаемым металлом, чтобы избежать возможных повреждений.

Рис. 4. Очистка поршней, колец, шатунов в ультразвуковой ванне 

Пескоструйная обработка

Пескоструйная обработка, также известная как абразивоструйная - это метод очистки металлических поверхностей путем высокоскоростного перемещения абразивных частиц. Процесс включает в себя использование сжатого воздуха или воды для подачи абразивного материала, такого как песок, оксид алюминия или стеклянные шарики, на металлическую поверхность. 

Абразив воздействует на поверхность, удаляя ржавчину, краску, окалину и другие покрытия. Пескоструйная обработка особенно полезна для масштабных проектов по зачистке и подготовке поверхности, поскольку она позволяет быстро и эффективно чистить большие площади. Следует тщательно подходить к выбору абразивного материала, чтобы не повредить металлическую поверхность.

Пескоструйная обработка автомобиля позволяет очистить кузов от въевшейся грязи и убрать с его поверхности следы ржавчины, окалины и старой краски. Данная процедура дает возможность адекватно оценить степень коррозионного повреждения автомобиля, чтобы подобрать оптимальный способ его восстановления. Пескоструйная обработка применяется в строительстве для очистки бетона и металла, поскольку в этом случае фактура поверхности может быть утрачена в пользу увеличения производительности и скорости.

Рис. 5. Пескоструйная очистка металла 

Криоочистка

Криоочистка или струйная обработка сухим льдом - это технология, используемая для поверхностной очистки металлов и сплавов перед обработкой. В процессе обработки не выделяется статическое электричество, поэтому такой метод безопасен при обработке сложной техники, например, турбин. Данный метод предполагает использование сжатого воздуха для подачи гранул сухого льда на поверхность металла. Под воздействием экстремально низкой температуры сухого льда загрязнения, масла и смазка, сжимаются и теряют адгезию, что позволяет легко удалить их. Это неабразивный метод, безопасный для чувствительного оборудования и хрупких деталей, поскольку он не выделяет тепла и не производит вторичных отходов. Это экологически чистый вариант, поскольку гранулы сухого льда сублимируют, не оставляя после себя отходов. Технология криоочистки востребована для очистки кузова автомобиля перед покраской, в пищевой промышленности, деревообработке и производстве бумаги.

Рис. 6. Криогенный бластинг металла 

Газопламенная очистка 

Очистка пламенем - это метод, используемый для очистки металлических поверхностей путем воздействия на них высокой температуры. При этом используется ручная горелка или контролируемое пламя для нагрева металлической поверхности до тех пор, пока загрязнения, такие как краска, жир или окисление, не сгорят. 

Под воздействием высоких температур загрязнения испаряются или разрушаются, оставляя после себя чистую поверхность. Обработка пламенем обычно используется для небольших участков или локальных задач. Она эффективна для удаления стойких покрытий или остатков, которые трудно удалить другими методами очистки. Однако при использовании газопламенной очистки следует соблюдать осторожность, так как чрезмерный нагрев может повредить металл и окружающие материалы. При проведении процедуры пламенем следует соблюдать меры безопасности, такие как ношение защитного снаряжения и обеспечение достаточной вентиляции.

Рис. 7. Очистка металла пламенем

Очистка поверхности металлов и сплавов перед сваркой

Очистка поверхности металлов и сплавов перед сваркой является важным этапом для сохранения прочных и долговечных сварных соединений. Она включает в себя удаление с поверхности металла таких загрязнений, как масла, жиры, ржавчина, окалина и окислы. Правильная очистка способствует оптимальному сплавлению и соединению металлических деталей в процессе сварки.

 Для очистки поверхности могут применяться различные методы, включая механические, такие как чистка проволокой или шлифовка, химическая с использованием растворителей или моющих средств, а также абразивные методы, такие как пескоструйная или дробеструйная обработка. Выбор метода зависит от таких факторов, как тип металла, уровень загрязнения и желаемое качество обработки. Тщательная очистка поверхности перед сваркой помогает предотвратить появление дефектов, повышает качество сварного шва и способствует общей целостности и эксплуатационным характеристикам готового сварного соединения.

Очистка поверхности металлов перед нанесением покрытия

До начала стандартной процедуры окрашивания или покрытия лаком необходимо обработать поверхность следующими методами: ручной механической, лазерный, абразивоструйной, гидроабразивной, обезжиривание моющими средствами. Очистка металлических поверхностей перед нанесением покрытия необходима для получения адгезии и долговечности покрытия. Процесс включает в себя удаление грязи, жира, масел, ржавчины и окисления. При обработке поверхности перед окрашиванием могут применяться различные методы, включая очистку растворителями, лазерную, абразивную, щелочную и химическую. Благодаря тщательной подготовке металлоконструкций перед нанесением покрытия обеспечивается чистая, гладкая поверхность, обеспечивающая максимальную адгезию и долговечность покрытия.

Рис. 8. Механическое удаление старой краски с металла 

Удаление лакокрасочного покрытия с металла 

При необходимости удаления старого лакокрасочного покрытия используются различные технологии. Удаление краски с металлоизделий необходимо при  устранении старых, поврежденных или лишних слоев краски и перед перекрашиванием для восстановления исходной поверхности. Для этого можно использовать несколько методов, например, механические:

• соскабливание;
• шлифовка; 
• применение проволочных щеток.

Тепловые методы, например, использование тепловой пушки или инфракрасного излучения, могут размягчить краску для более легкого устранения. Абразивные методы, такие как пескоструйная или дробеструйная обработка эффективно удаляют краску с больших поверхностей. Выбор метода удаления краски зависит от таких факторов, как тип краски, материал поверхности и желаемый результат. 

Рис. 9. Смывка старой краски с металла

Какой способ очистки выбрать

При выборе метода очистки металла учитываются несколько факторов, включая тип металла, уровень загрязнения, желаемый результат, временные ограничения и соображения безопасности. Вот несколько ключевых моментов, которые следует учитывать при выборе метода очистки металла:

Тип металла

Металлы обладают разными свойствами и могут требовать особых требований для очистки. Например, алюминиевые поверхности чувствительны к определенным химикатам, а нержавеющая сталь может выдерживать более агрессивные методы очистки.

Уровень загрязнения

Степень и тип загрязнения определяют подходящий метод очистки. Легкие поверхностные загрязнения могут быть эффективно удалены с помощью ручных инструментов или химических очистителей, а для сильной сильной ржавчины, накипи и окалины подойдут очистка лазером или пескоструем. 

Желаемый результат

Подумайте о конечной цели процесса очистки. Хотите ли вы получить безупречную поверхность для покраски и нанесения покрытия, или для вашего применения достаточно функциональной чистоты? Необходимый уровень чистоты повлияет на выбранный метод.

Ограничения по времени

Некоторые методы очистки могут потребовать больше времени и усилий, чем другие. Оцените доступное время и ресурсы, чтобы определить наиболее практичное решение по очистке для вашего проекта.

Соображения безопасности

Убедитесь, что выбранный метод соответствует правилам и нормам безопасности. Определенные методы очистки, такие как пескоструйная и химическая очистка, могут потребовать соответствующей вентиляции, средств индивидуальной защиты и особых мер по утилизации отходов.

Наличие оборудования

Учитывайте доступность оборудования и ресурсов, необходимых для выбранного метода очистки. Некоторые методы, такие как ультразвуковая или лазерная очистка, могут потребовать специализированного оборудования.

Рекомендуется проконсультироваться с профессионалами или экспертами в данной области, чтобы определить наиболее подходящий метод очистки для вашего конкретного случая. 

Таб. 1. Сравнение методов очистки металла 

Заключение

Очистка металла является важным этапом в различных отраслях промышленности и сферах применения, обеспечивая оптимальную производительность, долговечность и эстетическую привлекательность. При выборе учитывайте такие факторы, как тип металла, степень загрязнения, желаемый результат, ограничения по времени, соображения безопасности и наличие оборудования. Выбрав правильный метод очистки металла, вы сможете добиться хороших результатов и повысить качество ваших проектов.