Раствор для травления изделий из углеродистых и низколегированных сталей

 

РАСТВОР ДЛЯ ТРАВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ УГЛЕРОДИСТЫХ И НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ, содержащий двунатриевую соль этиле ндиаминтетраук сусвой кислоты (трипон Б), о т п и ч аю щ и и с я тем, что, с цепью увеличения -работоспособности раствора и ивте№си ({ж(кации процесса травления, он допоп;нительно содержит триэтаноламин и оксиэтипидендифосфоновую кислоту (ОЭДФ) при следующем соотношении компонентов, г/п: Двунатриевая сопь этипендиаминтетрауксусной кислоты (трипон Б) 100,0-160,0 i Триэтанопамин 80,0-95,0 (Л Оксиэтипиденди|юсфоновая кислота 20,0-45,0

8% O3) СОКИ СОВЕТСКИХ, СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(И). С 23 Е 5/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

100,0-1 60,0 Я

80,0-95,0 (21 ) 3332536/22-02 (22) . 25.08.81 (46) 30.04.83. Бюп. ¹ 16 (72) В.И. Боговина, Г.С. Мажаровская, И.В. Богоявленская, Э. И. Пащенко, В. П.Журавель, В. П. Новак, Л;А. Василь.ева. и В.И.Гресова (71) Всесоювный ордена Трудового Краьного Знамени научно-исследовательский и конструкторско -технологический институт трубной промышленности (53) 621.794.42 (088.8.) (56) 1. Международная система научной и технологической информации по черной . металлургии. Информсталь, 1978, № 8(39), с. 6-10.

2. Реферативный журнал Химия, 1980, ¹ 31, 262П.

3. Авторское свидетельство СССР № 293466, кл. С 23 F 11/04, 1967.(54)(57) РАСТВОР ДЛЯ ТРАВЛЕНИЯ

ИЗДЕЛИЙ ИЗ УГЛЕРОДИСТЫХ И НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ, содержащий двунатриевую соль атилендиаминтетраук сусной кислоты (-трипон Б), о т п и ч аю.шийся тем, что, с цепью увепичения .работоспособности раствора и интенсификации процесса травления, он допоп нитепьно содержит триатаноламин и оксиътипидендифосфоновую киспоту (ОЭДФ) при спедующем сожношении компонентов, г/.п:

Двунатриевая соль атилендиаминтетрауксусной кислоты (три он Б)

Триэтанопамин

Рксиэтипиденди юсфоновая киспота 20,0 45,0

NuO ) 0Н

О Ма

20, 0-45,0

Ф 1014

Изобретение относится к химической обработке металлов -и может быть иопопыовано при травлении иэделий из угле« родистых и низколегированных сталей, в частности труб после. высокотемпературной обработки.

Дпя травления углеродистых и малолегированных сталей используются в ооновном кислотные травипьные растворы, как с добавками ингибиторов, так и без 10 них (1).

Эти растворы содержат сильные кислоты, процесс удаления окалины в них весьма дпитепен (дпя углеродистых и низколегированных сталей время стравливания окалины 1-5 ч). При повышении температуры раствора возможен перетрав основ-. ного метапна, наводороживание, кроме тс го, испопьзование этих растворов вызывает коррозию оборудования цеха, пагубно влияет на окружающую:среду из-за выделения токсичных веществ.

Известен раствор дпя травления углеродистой стали, содержащий 1-20 сульфата аммония, 2-15% сульфаниповой кислоты и воду (2).

Недостатком данного раствора является большая продолжительность травления (1,5-5 ч) и невысокая работоспособность раствора, кроме того, использование данного раствора отрицательно влияет на окружающаю среду в связи с его токсичностью.

Наиболее близким по составу к предлагаемому является травипьный раствор, содержа1ций трипон Б 5,0-10,0 г/и, тирон 0,1-0,5 г/и и воду до 1 и, а также соляную кислоту, которую вводят до рН -6 (3).

Недостатком известного раствора является его небольшая работоспособность и

40 скорость травпения из-за малой травипь ной емкости.

Бель изобретения — увеличение работс способности травипьного раствора и ин- 45 тенсификация процесса травления.

Поставленная цель достигается тем, что раствор, содержащий двунатриевую соль этипендиаминтетрауксусной кислоты (трипон Б), допопнитепьно содержит триэтанопамин и оксиэтипидендифосфоновую кислоту при спедуюших соотношениях компонентов, г/и:

Трипон Б 1 00,0-1 60,0 55

Триэтанопамин 80,0-95,0

Оксиэтипидендифосфоновая киспота (ОЭДФ) М6 1

Структурная формула оксиэтилидендифосфоновой кислоты (моп. вес 206,0 г)

ГГ

О

Р— ОН г он р

О

РK< 1 е7; Р,у =2,47; Р1 *=.7,28;

4 1029 Рх. 1113.

Структурная формула тирона (тайрон, моп. вес 314,0 г)

ОН

Роль оксиэтипидендифосфоновой кислоты в данном растворе заключается в том, что в присутствии триэтанопамина (каждый из этих компонентов отдельно не дает этого эффекта) интенсифицируется процесс отделения окалины (спушивания)..

Отделение происходит в виде пластинок и кусков окалины, которая. затем практи-, чески не растворяется и собирается на дне ванны,, что увеличивает работоспособность раствора. При этом происходит небольшой подтрав основного слоя металла.

При проведении испытаний в лабораторных условиях используют:

Оборудование

1. Стеклянная ванна из термостойкого стекла емкостью 1 и.

2, Электрическая плита. о

3. Термометр, ртутный (0-150 С).

Реактивы

1. Трипон Б, марка ч.д.а.

2. Моноэтанопамин, ТУ 6-09-2447-72, зат.+9 С.

3. Оксиэтипидендифосфоновая кислота, ч.д.а.

Образцы

1. Патрубки из стали марки 20 К, диаметром 25, топшиной стенки 3 и длиной

200 мм.

2. Патрубки из стали марки 21 а диаметром 25, толщиной 3 и длиной 50мм.

Термообработку образцов дпя получения окалины проводят в муфепьной печи при 1100 С в течение 10 мин.

Растворы готовят .следующим образом.

В стеклянную травипьную ванну, содержащую 900 мп дистиллированной воды, 3 i0i4 добавляют необходимое колнчество трилона В и растворяют его при перемешивании при 60 С, затем вводят триэтаноламин, после его растворения добавляют оксиэтилнденднфосфоновую кислоту, paer 3 воряют ее и раствор охлаждают до 20 С, а затем доводят объем до 1 л .и хорошв перемешивают.

Составы приготовленных и испытанных растворов приведены в табл. 1 и 2.

Испытания проводят спедуюшим об° разом °

Подготовленные образцы с полученной поМе термообработки. окалиной погружают и раствор и травят при 6б С до полного снятия окалины. Скорость травления определяют по времени полного. снятия окалины с образца.

Работоспособность раствора определя- 20 ют по накоплению железа цо первой корректировки.

Обшее накопленное железо в травильном растворе определяют фотоколорнметрнческим методом с сульфасалициловой 2$ кислотой после разрушения комплексов и отделения железа в виде гидроокиси аммиаком.

ОО0, ф

Результаты проведенных испытаний приведены в табл..1 н 2 (средние из

10 образцов).

Как видно нз табл. 1 и 2, работоспособность предлагаемого травильного раствора (% 2-4) и скорость травле ния в- нем изделий из углеродистых сталей в 2-3 раза больше, чем в известном. .При выхоце за нижний предел предлагаемых концентраций снижается работоспособность раствора, а при выходе за верхннй предел снижается скорость травления.

Таким образом, применение предлага емого раствора по сравнению с известным позволяет интенсифицировать процесс трав ления изделий из-углеродистых и низколегированных сталей. При этом происходит также повышение работоспособности раствора. Это объясняется тем, что травление в предлагаемом растворе происходит за счет связывання всех металлов, входяших в состав углеродистых и низколе« гированных сталей, в. прочные растворимые комплексы.

В качестве базового объекта может быть прннят сернокислотный травильный раствор; содержаший 20%-ную серную кислоту и ингибитор ХОСП-10.

1 о о

С

С! С! о«о о

0) С9

3»

С» о о о со

СЧ о о„ о я л о о о в

СЧ 03

0 -! А (8 о ф ф 0 Ф0 а с

Й л!

0 !

I I

Ь ! I

I I

Ь Ь ! !

Ьм

ВО0 о о а о

СЧ о о о а о

el с Я! ф

6» р М а3 ф л р, Я

Ф а

t0 о о o„ д о ц) л л о» о» о о

CQ СО л о« о» о о в о л

I I

Ф ! л! ф)

ы!

b3j !

» О

М о

0! о

1014990

«oо.оо а о !" о со + < o л! I !

Д ф

М, о в

R2 z о и

4 о

8 о о а а о ! о! ! ь ъ а

I l

Щ ! I! I !

С4 о

Ф ( о

Х Ц

И

CL

Е

Е

Я е

&

М а. Л (а C

Я

F4

Е» а Ь 6 а о 3 е о в е л о в э а а (c cb.о» о о o» > <» сО О

m cu о о о о о а о !-- а о ,-! cg ol rt !О

О О.O О О е о ь- а о

cC cO а О л

О О О О О О

О О О О !б О а î m e в л о! I а ь

I I д

9 1014990 10

Однако этот раствор содержит силь- основного металла, так как он не содер- ную кислоту, поэтому при повышении жит сильных кислот, позволяет интенси,температуры травления имеет место пере- фицировать процесс травления за счет трав и растрев основного металла, в нем повышения скорости травления до 25 мин, низкая скорость травления окалины (для s улучшает условия труда, потому что не углеродистых и низколегированных сталей выделяет токсичные вещества. время снятия окалины составляет 1-5 ч), и . возможно наводороживание металла. Кроме того, et o можно испольПрименение предлагаемого раствора не зовать, не опасаясь коррозии обору.вызывает перетравов и растравливания >о довання, Заказ 3149/26 Тираж 956 .

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Олейниченко

Редактор А. Макаревич Техред М. Гергель Корректор Л. Бокшан