» » Обезжиривание поверхности деталей в щелочных растворах
10.02.2017

Обезжиривание в щелочных растворах производят химически и под действием электрического тока (электрохимически). По сравнению с обезжириванием в растворителях обработка в щелочных растворах, особенно содержащих поверхностно-активные органические добавки, является значительно более эффективной (по степени очистки металлической поверхности). Механизм обезжиривания в щелочных растворах сводится к растворению загрязнений или их эмульгированию и механическому удалению с поверхности детали. Большинство органических загрязнений (жирные кислоты, растительные и животные жиры и масла) лучше удаляются с металлической поверхности, чем минеральные масла. Жирные кислоты в щелочной среде легко омыляются, жиры и масла — медленнее и лишь частично. Однако при этом образуются поверхностно-активные соединения, ускоряющие обезжиривание.
Механизм удаления неомыляемых в щелочном растворе масел сводится к утонению масляной пленки за счет уменьшения поверхностного натяжения и связанного с этим стремления пленки к увеличению поверхности. Это приводит к образованию большого количества масляных капель, слабо связанных с поверхностью пленки, и их отрыву от нее. В результате этого процесса толщина масляной пленки постепенно уменьшается вплоть до образования мономолекулярной пленки, удаление которой возможно только под действием электрического тока.
Скорость утонения и полного разрушения масляной, пленки зависит от природы, свойств и количества загрязнений, свойств металлической поверхности, состава обезжиривающего раствора, режимов обезжиривания и многих других факторов.
Удаление механических загрязнений с металлических поверхностей происходит, главным образом, путем их диспергирования поверхностно-активными и коллоидными веществами и перевода их в раствор. Таким образом с металлической поверхности удаляются частицы размером до 1 мкм.
В состав обезжиривающих растворов обычно входят вещества, омыляющие жиры, масла и жирные кислоты, по-верхностно-активные добавки, диспергаторы, эмульгаторы, ингибиторы коррозии (для легких сплавов) и добавки, способствующие быстрому удалению остатков обезжиривающего раствора при промывке.
Основой щелочных моющих растворов обычно являются едкий натр, сода, силикаты, фосфаты. В них также добавляют поверхностно-активные добавки. Для обезжиривания цветных металлов и сплавов применяют слабощелочные растворы на основе фосфатов и соды. В качестве эмульгаторов и смачивающих добавок в моющие растворы вводят синтанол ДС-10, сульфанол НП-3, продукт ОC-20, жидкое стекло. Хорошими эмульгирующими свойствами обладают ОП-7 и ОГМО, однако их применение в настоящее время сокращается из-за того, что они не разрушаются при биологической очистке сточных вод. При струйном или циркуляционном обезжиривании в состав раствора вводят пеногаситель КЭ-10-12. В табл. 44 приведены составы для химического обезжиривания изделий из стали и цветных металлов.
Обезжиривание поверхности деталей в щелочных растворах

Процесс обезжиривания значительно ускоряется при перемешивании раствора сжатым воздухом.
Важной операцией является промывка деталей после обезжиривания. Наиболее эффективной является спрейерная промывка. При промывке погружением используют две ванны с проточной горячей и холодной водой.
Эксплуатация ванн химического обезжиривания. Основной причиной снижения эффективности работы ванн обезжиривания является уменьшение щелочности раствора, концентрации органических добавок и накопление в нем загрязнений. Последний фактор пока является основной причиной замены растворов. В настоящее время в России разработаны экономичные методы регенерации и очистки, позволяющие продлить срок службы растворов а 5—10 раз. При составлении раствора обезжиривания производят его полный анализ, а в процессе эксплуатации определяют только щелочность. Эффективность работы ванны проверяют по степени обезжиривания детали путем визуального контроля сплошности водяной пленки на обезжиренной детали. Если после химического обезжиривания следует электрохимическое обезжиривание, то можно ограничиться беглым осмотром детали, контролируя отсутствие на ее поверхности большого количества загрязнений. Если же щелочное обезжиривание является окончательной операцией, то в этом случае контроль должен быть более тщательным. Во всех случаях гарантией качественной обработки является соблюдение режимов обезжиривания, указанных в табл. 44.
Установки химического обезжиривания погружением. Эти установки представляют собой ванны из углеродистой стали со змеевиками для обогрева и перегородкой, разделяющей ванну на одну пли две рабочие емкости, и так называемый «карман», в который из рабочих емкостей переливается загрязненный верхний слой раствора.
Все ванны обезжиривания оборудуются мощной вентиляцией.
Установки струйного обезжиривания являются более эффективными. Они нашли широкое применение в автомобильной, электротехнической промышленности, машиностроении, металлургии, при обезжиривании деталей средней сложности. Сложнопрофилированные детали с глубокими непроточными полостями обезжиривать этим способом не рекомендуется. Установки струйного обезжиривания состоят из камер распыления, циркуляционного и теплообменного оборудования, и бывают одно-, двух- и многокамерными. По принципу действия установки разделяются на два типа: с вращающейся и неподвижной (рис. 97) обрызгивающей системой. В первом случае деталь неподвижна, во втором—перемещается в камере обезжиривания. В этих установках камеры обезжиривания заполняются приблизительно на 1/3 объема ниже уровня обрабатываемой детали. Щелочной раствор через нагнетатель и распределитель поступает в трубчатую раму с соплами, через которые напыляется на обезжириваемую деталь. После обезжиривания деталь перемещается в камеру промывки аналогичной конструкции. Такие установки применяются для обезжиривания крупногабаритных деталей.
Обезжиривание поверхности деталей в щелочных растворах

В установках второго типа (рис. 97, б) душирующие устройства расположены по стенкам ванны и представляют собой трубы, снабженные соплами, через которые на обрабатываемые детали подаются сначала моющий раствор, а затем промывочная вода. Разработаны и широко эксплуатируются в промышленности обезжиривающие установки непрерывного действия с очистительными, обезжиривающими и промывочными камерами проходного типа, в которых обрабатываемые детали перемещаются в подвешенном состоянии на конвейере или на транспортере. Для изоляции от цеховой атмосферы камеры имеют двойные стенки и гибкие завесы.