Очистка металла от ржавчины: способы, обзор средств. лазер для удаления ржавчины. растворитель ржавчины

Как работает удалитель?

Принцип работы лазера довольно прост. Прибор, излучая световой поток, воздействует на металл. Если поверхность изделия чистая, то она просто отражает его. Участки, покрытые ржавчиной, эти лучи, напротив, поглощают.

В результате накопления избыточного количества энергии, окислы начинают слущиваться и отходить от основания. Под влиянием мощного лазерного излучения коррозия плавится и испаряется.

Температура плавления окислов – 1600 градусов. Сталь меняет свою структуру при более высоких показателях. Поэтому лазер не оказывает разрушительного влияния на металл.

Высокая эффективность чистки достигается не только за счет воздействия на металлическую поверхность высокими температурами, но и благодаря ударной нагрузке. С помощью лазера одинаково хорошо можно очистить не только гладкие, но и рифленые изделия.

Сфера использования

Лазер имеет широкую область применения, при этом в ней различают микро-, макрозоны и крупномасштабную эксплуатацию. Затраты на проведение обработок тоже будут разными, ведь они зависят от того, сколько стоит сама установка, от ее мощности, объема работ и их сложности.

Микроприменение

Данная сфера использования подразумевает проведение зачистки проводов при припарке, приваривании различных электронных соединений – клемм, разъемов. Иным способом, кроме лазерного, практически невозможно сделать очищение мелких плоских проводов от старой изоляции без их повреждения. Световой луч уберет слой изоляции толщиной меньше 1 мкм или напыленное серебряное покрытие, при этом не касаясь медной составляющей. Кроме того, в сфере электроники лазер применяется для выполнения:

• тонких надрезов,
• отверстий в проводах,
• насечек на платах.

При необходимости с помощью лазерных установок можно убрать полиамидное покрытие с тормозных или охладительных систем, что требуется при зачистке концов соединяемых трубок. Лазерная методика позволит произвести эту сложную операцию без повреждения алюминиевой сердцевины.

Макроприменение

Лазерная очистка металла – недешевый метод, но он полностью оправдан при необходимости в обработке дорогостоящих изделий: украшений, монет, слитков, ценных предметов. Эта технология находит применение и в сфере производства на заводах резинотехнических изделий: световой луч эффективно убирает налет с форм для покрышек после сотен заливок. Если чистить пресс-формы химическим методом, процесс займет много времени, а поверхность дорогостоящего изделия может быть повреждена.

Лазер предотвращает подобные последствия и минимизирует временные затраты на удаление элементов коррозии. Время лазерной обработки формы не превышает 60 минут по сравнению с 8 часами, которые требует химический метод. Также изделие не нужно будет демонтировать перед работой, что намного удобнее технически и исключает проблемы при повторной сборке.

Крупномасштабное использование

Лазерное очищение от ржавчины практикуется в сфере производства комплектующих для самолетов, космических аппаратов и т .д. Еще с 90-х годов многие военные и пассажирские самолеты чистят от краски, налета в рамках техобслуживания при помощи лазера. Такими установками пользуются для снятия старых свинцовых красок с корпусов кораблей, мостов, иных крупногабаритных сооружений, железнодорожных вагонов, зданий.

Лазерная очистка металла от коррозии

Кроме вышеописанных способов, существует еще один метод борьбы с коррозией металла. Он подразумевает использование лазерного оборудования. Это современная технология, которая характеризуется высокой скоростью проведения, качеством и эффективностью. Недостаток у нее только один — высокая стоимость, поэтому далеко не каждый может позволить себе ее применение. В силу высокой стоимости метода, он применяется для зачистки драгоценных металлов от коррозии и налета.

К преимуществам этого способа относятся следующие факторы:

• отсутствие выделения вредных веществ;
• автоматическое отключение лазерного луча;
• возможность работы с комбинированными материалами;
• высокая скорость и качество;
• отсутствие необходимости замены расходников.

Процедура очистки подразумевает воздействие лазерного излучения на участки, нуждающиеся в очистке от коррозии. Луч лазера воздействует исключительно на поверхности с загрязнениями. С чистых участков луч отражается, а поврежденные участки нагреваются, и тем самым осуществляется удаление с них налета.

При лазерном воздействии от нагревания происходит преобразование структуры, что вызывает в итоге отшелушивание налета. При увеличении мощности оборудования происходит процесс испарения налета. Оборудование способно нагревать заготовки до температуры в 16,5 тысяч градусов Цельсия. Процесс очистки выполняется в автоматическом режиме. Первоначально происходит сканирование рабочей поверхности, а затем фокусированный луч обрабатывает деталь.  

Это интересно! Применение такого оборудования для домашнего использования является нерациональным за счет высокой стоимости.

Какой выбрать?

При покупке лазера нужно отталкиваться от тех задач, которые с его помощью будут решаться. Общие рекомендации:

1. Для микрообработки приобретают лазеры малой мощности. С их помощью можно зачистить провода, удалить окислы с клемм и микросхем. Такие устройства востребованы у мастеров, занимающихся ремонтом электроники.

2. Лазеры средней мощности – это наиболее востребованные приборы. Их покупают владельцы автомастерских, занимающиеся чисткой кузовов. С их помощью не только снимают ржавчину, но и лакокрасочное покрытие.
3. Мощные лазеры приобретают крупные заводы и предприятия.

Для личных нужд следует присмотреться к недорогим китайским лазерам. Они востребованы на рынке и стоят дешевле своих европейских аналогов. Средняя длительность эксплуатации прибора без смены головки составляет 50 000 часов.

Перед покупкой нужно обратить внимание на вес установки и на ее габариты

Лазерная очистка металла от ржавчины и прочих загрязнений:

Лазерная очистка поверхности металла и иных материалов состоит в том, что мощный, короткий и быстрый лазерный луч производит микро-всплески плазмы, которая в свою очередь создает ударные и тепловые волны. Под воздействием лазерного луча материалы с очищаемой поверхности испаряются, при этом не повреждая и не оказывая воздействие на саму поверхность. Процесс удаления материалов происходит за счет температурного расширения (эффект лазерной абляции).

В системе лазерной очистки отсутствуют расходные материалы, она компактна, долговечна и экологична.

Рис. 1. Пример лазерной очистки металла от ржавчины (справа)

Лазерная очистка хорошо подходит для селективной очистки, а именно позволяет минимизировать  риск повредить  поверхность  и  избежать  наличия  остаточных  химических процессов и веществ после очистки. Иными словами, уникальность лазерной очистки поверхности заключается в том, что при удалении (снятии) загрязненного слоя не повреждается основная часть материала изделия.

Технология лазерной очистки основываются на импульсном лазерном излучении. Основными параметрами лазерного излучения, влияющими на эффективность процесса очистки, являются мощность излучения, длительность импульса и длина волны излучения.  Мощность лазерного излучения подбирается таким образом, чтобы оно не оказывало никакого воздействия на поверхность очищаемого материала, но была достаточна для образования микро-всплесков плазмы. Длительность импульсов составляет нано- и микросекунды. Она определяет глубину термического воздействия излучения. Длина волны лазерного излучения определяет глубину проникновения излучения внутрь загрязняющего материала и составляет микрометры.

С помощью лазерной очистки очищаются не только поверхности металлов и их сплавов, но и других неметаллических материалов: мрамора, гранита, гипса, бетона и пр. Лазерная очистка позволяет удалить с загрязненной поверхности: ржавчину, окислы, масло, окалину, краску, нагар, продукты нефтепереработки, адгезивные и гальванические покрытия, органические загрязнения, резину, изоляцию проводов, пленочные покрытия, радиоактивные загрязнения и пр.

Использование лазера в современных автоматизированных обрабатывающих комплексах (центрах) позволяет автоматизировать  процесс  в  целом  и  повысить производительность обработки. Современный  уровень мощности волоконных  излучателей  способен  обеспечить  промышленные  уровни высокопроизводительной очистки до десятков квадратных метров в час при низкой стоимости процесса.

Преимущества способа

Применение современных разработок при создании рассматриваемого метода обработки определяет то, что он характеризуется большим количеством преимуществом. Примером можно назвать следующие моменты:

1. При работе не происходит образование токсичных веществ, которые могут оказывать негативное воздействие на организм человека.
2. Технология обработки не приводит к образованию шума. При механическом воздействии может образовываться большое количество шума, который может создавать существенный дискомфорт.
3. Высокая эффективность и качество получаемого изделия. Другие методы удаления ржавчины не позволяют достигнуть столь высокого результата. При этом исключена вероятность допущения ошибки, так как человек не контролирует качество очистки.
4. Есть возможность применять метод очистки лазером в случае, когда поверхность представлена комбинированием различных материалов. Примером можно назвать случай, когда на стальной пластинке есть кожаная и другая отделка.
5. Устройство просто в использовании. Как правило, установка выбирает оптимальные режимы работы в автоматическом режиме. Можно вводить информацию в ручную, для чего есть специальный пульт или дисплей.
6. Нет потребности в различных расходных материалах. При применении метода очистки химикатами требуется достаточно большое количество реагентов, которые в последствии не пригодны для использования.

Часто можно встретить мнение, что создаваемое излучение оказывает негативное влияние на зрение оператора. Проведенные исследования указывают на безопасность направленного луча.

Кроме этого, многие станки имеют специальный защитный кожух, а оператор должен работать в защитных очках.

Лазерная очистка металла может проводится и в ручном режиме. В подобном случае лазерная очистка подразумевает применение пульта дистанционного управления.

Лазерная очистка в ручном режиме

Современные модели практически полностью автоматизированы. При этом оператор не находится в непосредственной близости от устройства, наблюдает за происходящим через систему видеонаблюдения.

Оборудование для удаления ржавчины

Наиболее востребованный портативный вариант включает в себя два отдельных модуля — ранец с источником питания и лазерную головку со шламоприёмником, которые соединяются между собой оптоволоконным кабелем. В комплект входит также устройство для контрольного видеонаблюдения за процессом.

Установки лазерной очистки действуют в следующей последовательности:

• При включении происходит сканирование поверхности с целью выявления глубины и характера ржавчины, Это выполняется коротким по длительности лазерным импульсом сравнительно небольшой мощности;
• После сканирования на очищаемую поверхность направляется лазерный поток мощностью, оптимальной для размерного испарения вещества (впрочем, мощность регулируется, и пользователь может устанавливать для очистки ржавчины и иной режим обработки);
• Остатки разрушенного и отделённого от основного металла окисной плёнки (которая не попала в центр светофокусированного пучка) захватываются в специальную ёмкость;
• Процесс обработки прекращается автоматически, по достижению состояния поверхности, при которой направляемый на неё фотонный поток начинает отражаться , т.е., свободной от окислов.

https://youtube.com/watch?v=ZwCPjNiuLuw

Мощность установок для очистки металла рассматриваемым способом зависит от целей их применения. Например, лазер для удаления ржавчины со сравнительно небольших площадей (так называемый «лазерный рюкзак») имеет мощность в пределах 12…20 Вт, и питается от аккумуляторных батарей. Более мощные — до 1000 Вт — устройства также компактны, но запитываются от стационарной электросети 220 В. Они снабжаются световодным кабелем длиной до 10 м. Выпускаются и стационарные системы портального типа, с кабелями длиной до 50 м, которые предназначены для очистки особо больших металлических поверхностей.

Основные технологические показатели установок портативного исполнения

Преимуществами лазера как удалителя ржавчины являются:

1. Отсутствие вредных экологических выбросов.
2. Отсутствие шума при работе.
3. Высокие эффективность и качество очистки.
4. Возможность использования при обработке комбинированных покрытий, причём не только из разных металлов, но и на соединениях стали с другими материалами (например, инкрустаций, стальных пластин-накладок на кожаные изделия и т.д.).
5. Простота настройки и использования.
6. Отсутствие потребности в расходных материалах.

Производительность способа поражает

Бытует мнение об опасности для операторов, которые эксплуатирует рассмотренное оборудование. Однако это не так. Излучение носит строго направленный характер, и воздействует только на обрабатываемую поверхность. От избыточного светового потока работающего защищают специальные очки, а при дистанционной обработке контроль за ходом процесса производится при помощи системы видеонаблюдения.

Поиск записей с помощью фильтра:

Подручные средства для удаления ржавчины

Ржаво-бурые пятна на железной поверхности не только делают изделие неприглядным внешне, но и оказывают разрушительное действие, стремясь превратить прочный блестящий металл в хлопья. Стоит оставить мокрыми противни, сковородки, столовые приборы, как они тут же попадают под прицел «рыжего врага». Опытные хозяйки знают, какими подручными веществами можно справиться с этой серьезной проблемой. Вот некоторые из них.

Уксус

Пораженное коррозией изделие помещают в емкость с 9%-м уксусом и оставляют на 10–15 часов, после чего убирают остатки загрязнения жесткой щеткой, промывают проточной водой и протирают насухо.

Если изделие слишком громоздкое и замочить его целиком невозможно, уксус наносят кисточкой или распыляют пульверизатором.

Сода

В миску насыпают горстку пищевой соды и разводят водой до получения густой кашицы. С помощью губки или кисточки обмазывают заржавевшую деталь приготовленным средством и оставляют на полчасика, после чего тщательно отчищают железной мочалкой или щеткой, промывают водой и вытирают насухо.

Соль и картофель

Для удаления свежих пятен ржавчины многие пользуются солью и разрезанным пополам клубнем картофеля. В картошке содержится щавелевая кислота, которая разъест налет, а соль выступает в роли абразива.

Процесс очистки невероятно прост. Картофельный срез посыпают солью и натирают металлическое изделие, например нож или противень, пока ржавые следы не исчезнут.

Керосин

Самое известное вещество, позволяющее быстро удалить ржавые подтеки. Поврежденную поверхность детали зачищают с помощью металлической щетки, оборачивают тряпкой, смоченной в керосине, и оставляют на 2–3 часа.

Рыбий жир

Если в хозяйстве водится рыбий жир, его можно использовать для решения проблем со ржавчиной. Благодаря этому средству поверхность не только избавится от коррозии, но и обретет защиту в виде тонкой жировой пленки, оставшейся после нанесения жира. Способ очистки похож на описанные выше: рыбьим жиром обмазывают пораженное место, оставляют на 2–3 часа, после чего отчищают остатки ржавчины.

Пытливые хозяйки выявили еще массу веществ, способных удалить ржавые пятна и восстановить внешний вид металлического изделия. Оказывается, с этой работой превосходно справляются и томатный кетчуп, и кока-кола, и даже некоторые лекарственные препараты, например «Алка-зельтцер» или аспирин. Главное – после очистки тщательно просушить поверхность и всякий раз после использования вытирать железные предметы насухо и хранить их в сухом месте.

Ржавчина на металле — причины ее возникновения

Первый и очень важный вопрос, с которого нужно начать бороться с коррозией, подразумевает выяснение причины ее возникновения. Узнав причины появления реакции, можно не только подобрать оптимальный способ удаления коррозии, но и не допустить повторного ее появления.

Почему ржавеет металл? Основная причина появления реакции — это состав металла. Состоит он из различных соединений, таких как кислород, углерод, сера и прочие. Именно эти компоненты становятся следствием появления ржавых пятен на металлических деталях, помещенных в воду или влажную среду.

Это интересно! Чистые металлы не подвергаются ржавлению, а к таковым относится золото, серебро и платина.

Металл, контактирующий с воздухом, образует оксиды, а с влагой — гидроксиды. Воздействие влаги и кислорода на металл способствует его разрушению, и чем меньше толщина стали, тем быстрее происходит процесс его разрушения. Это явление называется коррозией, а результат ее возникновения — ржавчина. Избежать возникновения этих процессов практически невозможно, но применяются различные способы и методы, позволяющие снизить скорость развития коррозии.

Коррозия представляет собой длительный процесс, поэтому для разрушения металлических изделий требуется большой промежуток времени, который напрямую зависит от толщины железа. Из этого следует, что основными причинами появления ржавчины на металле являются следующие факторы:

1. Воздействие кислорода и влаги на необработанный металл. При этом вовсе не обязательно деталь должна находиться во влажном помещении. Если хранить металлическое изделие в сухом и проветриваемом помещении, то признаки коррозии также образуются спустя некоторое время.
2. Отсутствие специальных защитных покрытий — к ним относятся не только лаки и краски, но и цинковые покрытия, обеспечивающие высокоэффективную защиту от разрушительного воздействия коррозии.
3. Тип стали — высоколегированные стали подвержены ржавлению с меньшей интенсивностью, что обусловлено низким процентным содержанием в составе углерода. Однако такие стали достаточно дорогие, поэтому они используются для изготовления различных высокоточных деталей или расходных материалов для электроинструмента.

Многие ошибочно полагают, что не ржавеет еще такой вид стали, как нержавейка. Не будем вдаваться в подробности состава этого материала, но стоит отметить, что даже нержавеющая сталь подвержена процессу коррозии. Связано это, прежде всего, с тем, что хромовая пленка, образующаяся при контакте с кислородом, и тем самым защищающая металл от ржавления, повреждается, что в итоге приводит к появлению ржавчины.

Подводя краткий итог, нужно отметить, что ржавление металла — это нормальное природное явление, которое для человека является глобальной проблемой. И речь идет не только о проблемах со ржавеющим кузовом авто, но и такими глобальными катастрофами, как затопление кораблей, разрушение мостов и т.п., спровоцированных посредством ржавления металла.

Оборудование для очистки лазерного типа

Все механизмы лазерного очищения металла максимально автоматизированы, и при этом усилия со стороны людей сокращаются до минимума. Лазерные типы станков могут отличаться по конструкционному типу, мощности, размерам, а определенные из них будут оборудованы камерой с управлением дистанционного характера, которая подсоединяется к компьютеру. Для обработки металлов лазерные типы установок оснащены кабелями с очень большой длинной (от 50 и больше метров).

По типу мощности устройства могут быть следующими:

• Для небольшой площадки – от 12 до 20 Вт (лазер с малым размером на аккумуляторе).
• Для площадей среднего размера – от 100 до 400 Вт (компактные по размеру портативные системы).
• Мощнейшие установки до 1000 Вт (стационарные и переносные устройства).

Обратите внимание, что, как правило, такие инструменты могут работать против ржавчины или для остальных целей без замены рабочей головки на протяжении 100 000 часов. После этого деталь потребуется заменить, чтобы и далее можно было эксплуатировать конструкцию. Для людей лазерные установки являются безопасными, а еще они оборудованы особенной защитой от выхода лучей за размеры заготовки

Для людей лазерные установки являются безопасными, а еще они оборудованы особенной защитой от выхода лучей за размеры заготовки.

Достоинства способа

Лазерная очистка металла от ржавчины используется повсеместно, причем и на крупных промышленных предприятиях, и даже в небольших автомобильных сервисах. При помощи небольшой аккумуляторов с малой мощностью агрегатов вполне вероятно можно проводить очистку металла от коррозионных элементов своими руками в самом простом гараже.

Немного про использование.

Область применения

Лазер обладает широкой областью применения, и при этой в ней можно отличать микро, а еще макрозоны и крупномасштабную эксплуатацию. Затраты на выполнение обработки тоже будут разными, потому что они зависят от того, сколько именно стоит сама конструкционная установка, от ее мощности, сложности и объема работ.

Микроприменение

Такая область применения будет подразумевать проведения работ по зачистке проводов во время приваривания, припарке разных соединений электронного типа – разъемов и клемм. Остальным способом, помимо лазерного, почти нереально провести очищение маленьких и плоских проводов от старого слоя изоляции без их повреждений. Луч света будет убирать слой изоляции толщиной не меньше, чем 1 мкм или серебряное напыленное покрытие, и при этом, не касаясь составляющей медного типа.

Помимо того, что в области электроники лазер используется для выполнения:

• Тоненьких надрезов.
• Отверстия в проводах.
• Насечки на поверхности платы.

Обратите внимание, что при необходимости посредством лазерных типов установок можно убирать полиамидное покрытие с охладительных или тормозных систем, что требуется для зачистки концов трубок соединений. Лазерный метод позволяет производить сложнейшую операцию без повреждений сердцевины из алюминия. Макроприменение

Макроприменение

Использование крупного масштаба

Лазерная очистка от ржавчины используется в области комплектующих деталей для космических аппаратов, самолетов и прочего. Еще в 1990-х годов большинство военных и пассажирских самолетов очищают от красок, налета в рамках технического обслуживания посредством лазера. Подобными устройствами пользуются для того, чтобы снимать старые свинцовые краски с корабельных корпусов, мостов, остальных крупногабаритных строений, а еще зданий и железнодорожных вагонов.

Ремонт лазеров

Ремонт лазеров

Ремонт лазерного оборудования возможен исключительно на профессиональном уровне и при наличии уникального опыта. Даже наиболее качественная техника периодически требует ремонта. Чаще всего в сервисные центры обращаются по таким причинам:

• Прибор не получается включить.
• Не отзывается при изменениях параметров.
• Цифровой монитор не действует.
• Корпус усиленно нагревается.
• Нет активации лазера внешним источником звука.
• Причиной плохой работы стало механическое повреждение.

Обратите внимание! В Москве имеется много качественных сервисных центров, которые специализируются на ремонте лазерного оборудования любого уровня сложности. Они могут произвести оперативную диагностику прибора, составить смету на ремонт и выявить наиболее вероятные повреждения

В наличии у них всегда можно найти подходящие запчасти, осуществляют доставку светового оборудования как для ремонта, так и возвращения к работе. Кроме того, квалифицированные работники проведут все необходимые консультации, а также посоветовать примерный план действий.

Длительное функционирование лазера зависит от того, насколько правильно подобраны настройки и как часто проводится профилактика

Важно смазывать подвижные части, заменять лампочки и другие элементы. Доверять ремонтные работы следует профессионалам с соответствующим опытом работы

Иначе, попытка экономии приведет к преждевременному выходу лазера из строя.

Лазерное оборудование требует внимательности и осторожности, в том числе нельзя касаться к нему ладонью, волосами и другими частями тела без защиты. Установка для лазерной очистки поверхности имеет много вариаций в зависимости от размеров, мощности, предназначения и других характеристик

Также важно учитывать, для каких именно целей планируется использовать лазер. Он способен удалять ржавчину как с небольших, так и крупных по площади поверхностей

Именно лазерный способ удаления ржавчины считается самым эффективным, в том числе по временным затратам. Хороший лазер для удаления ржавчины будет прилично стоить, цена зависит от производителя. Правильный выбор устройства обеспечит эффективное удаление ржавчины с различных поверхностей и долгий период эксплуатации во всех условиях.

https://youtube.com/watch?v=SX0t57oWgl4

Технология лазерной очистки

Для того, чтобы провести лазерную зачистку металла от ржавчины, нужен специальный аппарат, фокусирующий мощный световой поток. Принцип работы устройства заключается в способности чистого металла отражать лазерное излучение, когда вещества с более сложным составом его поглощают. В результате слой ржавчины, который включает смесь трех оксидов железа, пленок гидроксидов и разных загрязнений, начинает накапливать энергию, нагреваться и слущиваться с основания. Если мощность лазерного оборудования высока, то налет плавится и испаряется.

Лазерная абляция

Чаще всего лазерная очистка металла от ржавчины производится при помощи абляции – импульсного излучения, вызывающего испарение оксидной пленки. Последняя «приподнимается» над поверхностью в форме плазменного облачка, затем рассасывается. Абляция происходит на границе двух фаз: газообразной и конденсированной – и начинается благодаря резкому перепаду температур (оборудование способно разогреть основание до +16500 градусов).

Порядок работы прибора таков:

1. Сканирование (диагностика). Лазер определяет глубину обработки при помощи кратковременного импульса, издаваемого рабочей головкой.
2. Основной этап. В автоматическом режиме выбирается мощность, осуществляется полное снятие ржавчины.

Десорбция

Под десорбцией понимают условно более мягкое воздействие на ржавчину фотонным пучком, которое вызывает отделение поверхностного слоя в форме чешуек. Для таких установок характерна малая мощность, приводящая к нагреву без фазовых превращений. Обычно для достижения нужного эффекта при толщине оксидной пленки 50-75 микрон плотность тепловой энергии не должна быть меньше 106 Вт/кв. см, диаметр ионно-фотонного пучка – до 100 микрон.

Кроме нагрева, ускоряет достижение результата наличие ударной силы испускаемого светового пучка. Лазерную десорбцию благодаря щадящему влиянию на металлы можно применять на изделиях с:

• декоративной отделкой,
• рифлением,
• различными пазами, отверстиями,
• сложными деталями.