DE3711636C2 - Verfahren zur Strahlbehandlung von Eisen- oder Stahloberflächen - Google Patents
Verfahren zur Strahlbehandlung von Eisen- oder StahloberflächenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Strahlbehandlung
von Eisen- oder Stahloberflächen mit Hilfe fester
Strahlmittel, die mit einer wäßrigen, einen Inhibitor und
Phosphationen enthaltenden Lösung versetzt sind.
Es ist bekannt, Eisen- und Stahloberflächen mit Hilfe
fester Strahlmittel zu behandeln, um dadurch insbesondere
große Flächen zu reinigen und für die Lackierung und
dergl. vorzubereiten. Dabei wird es zunehmend
gebräuchlicher, aus Gesundheits-, Sicherheits- und
Umweltschutzgründen dem Luft/Strahlmittel-Strahl Wasser
zuzusetzen. Dadurch soll insbesondere die Staubbelästigung
im Hinblick auf das Personal und die Umgebung vermindert
werden. Ein weiterer Vorteil dieses häufig auch als
"Naßstrahlen" bezeichneten Prozesses ist, daß auch
wasserlösliche korrosive Salze, die beim Trockenstrahlen
auf der Oberfläche verbleiben, beseitigt werden können.
Ein Nachteil des Naßstrahlens ist jedoch, daß die frisch
gestrahlte Oberfläche sehr rein und in feuchtem Zustand
äußerst reaktiv ist. Dadurch ist eine für eine
anschließende Lackierung schädliche Rostbildung begünstigt.
Um diesen Nachteil zu beheben, ist es bekannt, dem Wasser
einen Korrosionsinhibitor, wie Natriumnitrit und
Polyphosphat, zuzusetzen. Beide Inhibitoren sind jedoch
bezüglich der erforderlichen Konzentrationen sehr
empfindlich. Beispielsweise kann Natriumnitrit die
Korrosion bei richtiger Konzentrationseinstellung sehr
wohl verringern. Aber bei Anwendung in zu niedriger
Konzentration wird die Rostbildung beschleunigt.
Polyphosphat läßt bei zu niedriger Konzentration die
Rostbildung ebenfalls zu. Bei zu hohen Konzentrationen
oder bei Anreicherung in der flüssigen Phase und
teilweisem Auftrocknen auf der Metalloberfläche ist die
Haftung des anschließend aufgebrachten Lackes
unbefriedigend. Außerdem sind die mit diesen
Korrosionsinhibitoren auf der Metalloberfläche erzeugten
Filme wasserlöslich. Bei einer vorgesehenen Wasserspülung
werden sie mithin von der Eisen- oder Stahloberfläche
wieder entfernt, womit die Oberfläche erneut dem
Korrosionsangriff ausgesetzt ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur
Strahlbehandlung von Eisen- oder Stahloberflächen mit
Hilfe fester Strahlmittel bereitzustellen, das ein Rosten
während des Strahlens und nach dem Strahlen unterbindet,
die Haftung eines nachträglich aufgebrachten Lackes
erhöht und das insbesondere zu befriedigenden Resultaten
über einen weiten Konzentrationsbereich des Inhibitors
führt, gleichgültig, ob die gestrahlten Oberflächen mit
Wasser gespült werden oder nicht.
Die Aufgabe wird gelöst, indem das Verfahren der eingangs
genannten Art entsprechend der Erfindung derart
ausgestaltet wird, daß man mindestens in der Endphase der
Strahlbehandlung die Lösung als zusätzliche Komponente
eine Imin- bzw. Imidverbindung enthält.
Um zu vermeiden, daß die zugesetzte Lösung zu reaktiv ist,
sollten aktivitätserhöhende Zusätze unterbleiben. Auch
sollte die Lösung im wesentlichen frei von Metall-,
Ammonium- oder Aminkationen sein, die in die gebildete
korrosionsinhibierende Schicht eingebaut werden könnten.
Daher wird die Lösung am zweckmäßigsten durch Auflösen von
Imin- bzw. Imidphosphat, ggf. mit zusätzlicher freier
Phosphorsäure, oder durch Auflösen von Phosphorsäure und
wasserlöslicher Imin- bzw. Imidverbindung, im allgemeinen
der Carbonatverbindungen, in Wasser hergestellt.
Für Imin- bzw. Imidverbindungen ist eine
Stickstoff/Kohlenstoff-Gruppierung charakteristisch, bei
der die NH-Gruppe mittels einer Doppelbindung an ein
Kohlenstoffatom oder mittels zweier Einfachbindungen an je
ein Kohlenstoffatom gebunden ist. Das am Stickstoff
befindliche H-Atom kann ggf. substituiert sein. Es kann
jede Verbindung verwendet werden, die in phosphorsaurer
Lösung löslich ist. Gemäß einer besonders vorteilhaften
Ausgestaltung der Erfindung setzt man Strahlmittel ein,
die mit einer Phosphationen und Aminoguanidin, Auramin,
Kreatin, Dicyandiamid, Guanidin, Phthalimid, Pyrrol,
Pyrrolin, Pyrrolidin, Rosindulin und/oder
Triphenylguanidin enthaltenden Lösung versetzt sind.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform der
Erfindung verwendet man Strahlmittel, die mit einer durch
Zugabe von Phosphorsäure und Guanidincarbonat im
Gewichtsverhältnis (0,3 bis 3):1, vorzugsweise (0,5 bis
0,75):1, erhaltenen Lösung versetzt sind. Bei Verwendung
anderer Imin- bzw. Imidverbindungen werden äquivalente
Mengen empfohlen.
Die Absolutmengen an wirksamen Bestandteilen sind nicht
besonders kritisch. Wenn die Phosphorsäurekonzentration
oberhalb des optimalen Wertes liegt, reagiert der
überwiegende Teil des Phosphorsäureüberschusses mit der
Eisen- oder Stahloberfläche. Ein ggf. nicht reagierender
Rest wird abgespült, insbesondere wenn eine Nachspülung
vorgesehen ist. Sollte der Zusatz an Guanidin bzw. an
einer anderen Imin- bzw. Imidverbindung mehr als das
Optimum betragen, entsteht ggf. keine echte Lösung, d.h.
ein Teil des Zusatzes verbleibt ungelöst. Sofern der
Zusatz nicht übermäßig hoch ist, entsteht aus technischer
Sicht kein Nachteil, nur wird das Verfahren unökonomisch.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung
besteht darin, Strahlmittel einzusetzen, die mit einer
durch Zugabe von 0,2 bis 4,5 g/l Guanidin (ber. als
Guanidincarbonat) erhaltenen Lösung versetzt sind.
Besonders günstige Konzentrationen liegen im Bereich von
1,5 bis 2,5 g/l. Falls die Lösungen zu verdünnt sind, wird
kein zufriedenstellender Korrosionsschutz mehr erzielt.
Bei übermäßig hohen Konzentrationen kann die Lackhaftung
beeinträchtigt sein.
Nach dem derzeitigen Kenntnisstand entstehen bei Anwendung
des erfindungsgemäßen Verfahrens chemisch gebundene
Überzüge, die Eisen, Imin bzw. Imid und Phosphat enthalten.
Die Anwendungsdauer des erfindungsgemäßen Verfahrens
richtet sich nach dem Zustand der zu behandelnden
Metalloberfläche. Es kann während der gesamten
Strahlbehandlung, ggf. auch erst in der Endphase,
eingesetzt werden. Das heißt, anfangs kann eventuell die
Naßstrahlung nur unter Zugabe von Wasser erfolgen, ggf.
kann auch trocken gestrahlt werden.
Die Behandlungsdauer mit dem mit einer Lösung von
Phosphationen und Imin- bzw. Imidverbindung versetzten
Strahlmittel sollte zweckmäßigerweise im Bereich von 6 sec
bis 2 min liegen. Die Behandlungstemperatur wird
üblicherweise auf einen Wert unterhalb 50°C, am
vorteilhaftesten auf einen Wert im Bereich von 10 bis 25°C
eingestellt.
Im übrigen erfolgt die Durchführung des Naßstrahlens in
konventioneller Weise. Geeignete Strahlmittel sind z.B.
Stahlschrot oder -grieß, Gesteinsgrieß oder gekörnte
Mineralschlacke. Der Druck des Luft/Strahlmittel-Strahles
sollte zweckmäßigerweise 3,5 bis 10 bar betragen. Die
Menge an wäßriger Lösung liegt üblicherweise im Bereich
von 0,5 bis 5 l/min.
Die Erfindung wird anhand eines Beispiels
näher erläutert.
Warmgewalzter Stahl wurde mit einem
Luft/Mineralschlacke-Strahl mit einem Druck von 7 bar gestrahlt.
Diesem Strahl wurde eine wäßrige Lösung von 2 g/l
Guanidincarbonat und 1,32 g/l Phosphorsäure (ber. als
100%ige Säure) zugesetzt.
Nach der Behandlung, der ggf. eine Wasserspülung folgte,
ließ man die Oberfläche trocknen. Anschließend wurde
lackiert. Es wurde festgestellt, daß vor der Lackierung
keine merkliche Rostbildung auftrat und der Lack selbst
gut haftete.
Claims (4)
1. Verfahren zur Behandlung von Eisen- oder
Stahloberflächen mit Hilfe fester Strahlmittel, die
mit einer wäßrigen, einen Inhibitor und Phosphationen
enthaltenden Lösung versetzt sind, dadurch
gekennzeichnet, daß mindestens in der Endphase der
Strahlbehandlung die Lösung als zusätzliche Komponente
eine Imin- oder Imidverbindung enthält.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Lösung als zusätzliche Komponente Aminoguanidin,
Auramin, Kreatin, Dicyandiamid, Guanidin, Phthalimid,
Pyrrol, Pyrrolin, Pyrrolidin, Rosindulin und/oder
Triphenylguanidin enthält
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Lösung Phosphorsäure und
Guanindincarbonat im Gewichtsverhältnis
(0,3 bis 3) : 1, vorzugsweise (0,5 bis 0,75) : 1,
enthält.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Lösung 0,2 bis 4,5 g/l,
vorzugsweise 1,5 bis 2,5 g/l Guanidin (berechnet als
Guanidincarbonat), enthält.
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