Stal nierdzewna zawdzięcza swoje właściwości antykorozyjne cienkiej warstwie tlenków chromu, które wytwarzają się na jej powierzchni w reakcji z tlenem. Oznacza to, że w trakcie eksploatacji produktów wykonanych ze stali nierdzewnej, aby zapewnić im maksymalną ochronę antykorozyjną, stalowa powierzchnia powinna być dokładnie oczyszczona i mieć swobodny dostęp do tlenu. Jedną z metod czyszczenia, które zapewniają stalowym elementom nieskazitelną czystość i które przygotowują je do dalszej obróbki mechanicznej, jest metoda chemicznego czyszczenia stali.
Chemiczne czyszczenie stali nierdzewnej, czyli dlaczego należy konserwować stal?
Stal nierdzewna, aby zachowywała swoje właściwości antykorozyjne, powinna być poddawana okresowej konserwacji. Związane jest to z tworzącą się na jej powierzchni warstwą pasywną powstającą w reakcji chemicznej zachodzącej między chromem obecnym w stali a tlenem znajdującym się w powietrzu. Niestety, każde zanieczyszczenie czy osad spowodowane ingerencją w materię stali, np. w trakcie używania narzędzi wykonanych ze stali niestopowej, może doprowadzić do naruszenia warstwy ochronnej nierdzewki. W takim przypadku konieczne jest dokładne oczyszczenie powierzchni stalowego przedmiotu oraz jej ponowna pasywacja. Jedną z metod wspomagających proces oczyszczania stalowych powierzchni jest metoda chemicznego i elektrochemicznego oczyszczania stali.
Odtłuszczanie stali nierdzewnej
Wszelkiego rodzaju smary, oleje i tłuszcze, a więc zanieczyszczenia pochodzenia organicznego pojawiające się na powierzchni stali nierdzewnej, nie tylko ograniczają przyczepność powłoki chroniącej jej powierzchnię, ale także znacząco obniżają skuteczność i efektywność procesów mechanicznych, np. piaskowania stali. Głównym celem zabiegów odtłuszczających jest więc przede wszystkim usunięcie z powierzchni stalowego przedmiotu zanieczyszczeń utrudniających obróbkę mechaniczną. Najczęściej do odtłuszczania stali nierdzewnej używa się rozpuszczalników organicznych, roztworów alkaicznych i dedykowanych emulsji wspomagających sam proces odtłuszczania, ale popularną i bardzo skuteczną metodą jest także wykorzystanie ultradźwięków i elektrolizy.
– odtłuszczanie za pomocą rozpuszczalników organicznych ma za zadanie przygotować powierzchnię stali nierdzewnej do dalszych zabiegów. Zanieczyszczona stal jest w tym przypadku przecierana kawałkiem materiału zanurzonego w rozpuszczalniku, np. nafcie czy benzynie. Jest to najprostsza, ale i najmniej skuteczna z dostępnych metod oczyszczania stali nierdzewnej;
– odtłuszczanie za pomocą rozpuszczalników alkaicznych polega na zemulgowaniu olejów mineralnych i usunięciu tłuszczów roślinnych za pomocą alkaliów wymieszanych z emulgatorami. Podczas odtłuszczania element z nierdzewki zostaje zanurzony w stalowym zbiorniku, który jest napełniony oczyszczającą mieszanką podgrzaną do temperatury 90˚C. Kilkuminutowy zabieg odtłuszczania stali w roztworach alkaicznych przygotowuje ją do zabiegu trawienia lub fosforowania stali;
– odtłuszczanie emulsyjne ma za zadanie usunąć z powierzchni stali zanieczyszczenia po smarach czy tłuszczach i odbywa się przy pomocy rozpuszczalników zawierających związki powierzchniowo czynne. W przypadku plam po smarach i olejach, a także kurzu czy osadów, zaleca się stosowanie kąpieli zanieczyszczonego przedmiotu w rozpuszczalniku wzmocnionym mieszanką emulgatorów. Drobne pozostałości po olejach i tłuszczach, a także opiłki i inne zanieczyszczenia mechaniczne można usunąć za pomocą natrysku lub zanurzenia stalowego elementu w zawiesinie zawierające zemulgowany w wodzie rozpuszczalnik organiczny. Po takim zabiegu czyszczoną powierzchnię należy umyć w czystej wodzie;
– odtłuszczanie elektrolityczne polega na zemulgowaniu tłuszczów za pomocą pęcherzyków gazów wodoru i tlenu wydzielanych podczas elektrolizy. W przypadku odtłuszczania elektrolitycznego stalowy przedmiot umieszczany jest w zbiorniku wypełnionym roztworem alkaicznym i poddawany działaniu prądu stałemu. Dzięki temu jest to jedna z najskuteczniejszych metod czyszczenia stali nierdzewnej.
Trawienie stali nierdzewnej
Trawienie stali nierdzewnej jest konieczne wówczas, kiedy na powierzchni stalowego przedmiotu doszło do miejscowego lub rozległego zmniejszenia zawartości chromu. Podczas wytrawiania za pomocą roztworów alkaliów, wodorosoli tlenków lub kwasów z powierzchni stali zostają usunięte ślady rdzy lub zgorzeliny.
W przypadku trawienia stali mamy do czynienia z trawieniem chemicznym i elektrolitycznym. Trawienie chemiczne usuwa rdzę oraz zgorzeliny i polega na zanurzaniu stalowego przedmiotu w roztworze kwasów lub alkaliów. Podczas trawienia elektrolitycznego prąd elektryczny doprowadza do redukcji tlenków metalu, a składnikiem wspomagającym proces trawienia elektrolitycznego jest zazwyczaj kwas siarkowy o stężeniu przystosowanym do poziomu i rodzaju zanieczyszczenia stali.