Full resolution (TIFF) - On this page / på denna sida - Häfte 6. Juni 1933 - Büttner: Fosforsyra som avrostnings- och rostskyddsmedel
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
46
TEKNISK TIDSKRIFT
10 JUNI 1933
har fördelar och nackdelar, och vid val av endera
metoden äro både tekniska och ekonomiska faktorer
utslagsgivande.
Till betning användes svavelsyra och saltsyra.
Detta är exempelvis fallet vid tillverkning av
järnbleck, rör och bandjärn samt vid förzinkning och
emaljering. Vid betning med svavelsyra inträffa
följande reaktioner:
1. FeO + Fe20, + Fe + 4 H9S04 = 4 FeS04 +
+ 4 H2Ö och
2. Fe + H2S04 = FeS04 + H2.
Båda reaktionerna ske samtidigt.
På grund härav lösas järnoxiderna dels direkt av
syran, dels sprängas de mekaniskt bort från ytan av
den uppkomna vätgasutvecklingen. Den andra
reaktionen utgör, trots att den inverkar desoxiderande på
järnet, en ofördelaktig bireaktion. Den medför
nämligen icke endast en merförbruknmg av syra utan
förstör även onödigtvis avsevärda mängder
metalliskt järn. Vidare har järn liksom de flesta andra
metaller en stor lösningsförmåga för vätgas. Härvid
bildas ganska djupt ner i järnet fasta lösningar eller
legeringar av väte och järn, vilka på ena sidan äro
lättoxiderbara och på andra "sidan hava andra
egenskaper än järnet. Detta gör att med svavelsyra eller
saltsyra betat järn mycket lätt och snart rostar igen,
och att järnet blir sprött, en företeelse, som kallas
betsprödhet. Slutligen förefinnes den risken, att vid
betning med dessa syror kunna små syre- eller
saltrester, trots tvättning med vatten eller neutralisering
med alkaliska lösningar såsom kalkmjölk, stanna
kvar i metallens porer. Dessa starka elektrolyter
kunna sedan ge upphov till svåra efterrostningar.
Med framgång har man sökt motverka den starka
vätgasutvecklingen vid betningsprocessen med
svavel- och saltsyra och därmed minska syra- och
järnförlusterna genom tillsats av s. k. sparbetmedel.
Man använder för detta ändamål i huvudsak
organiska, vanligen högmolekylara kväveföreningar,
såsom pyridin, kinolin, urinämneföreningar m. fi. Ett
mycket stort antal sådana sparbetmedel äro
föreslagna och patentskyddade.
På vilket sätt dessa ämnen verka hindrande på
vätgasutvecklingen vid betningen är icke
invänd-mngsfritt klarlagt. Sieverts och Lueg tro, att
spar-betmedlens verkan beror på "förgiftningsföreteelser",
en teori, som är föga sannolik. Eisenkalb antager
uppkomst av "kapillaraktiva krafter" och Creutzfeld
bildning av ett skyddsskikt på den blanka
metallytan.
Dr Biittner och hans medarbetare äro av den
uppfattningen, att de organiska ämnena absorberas
selektivt av metalliskt järn, men icke av järnföreningar.
I det bildade monomolekylära absorptionsskiktet kan
man antaga en molekylorientering på lika sätt som
Langmuir, Harkins, Trillat, Katz, Adam m. fi,
antaga en orienterad gränsytabsorption vid fettsyror.
Kväve- eller svavelatomen i sparbetmedlet lagrar sig
därvid till metallen, under det kolväteresten som en
vattenolöslig skyddspalissad står ut i den omgivande
vattenlösningen och skyddar metallen mot
befukt-ning och därmed mot syrans angrepp. På de
oxiderade ställena av ytan äger denna adsorption icke
rum, varför där en upplösning av
oxidationsprodukterna inträffar.
Genom tillsats av sparbetmedel kan man praktiskt
taget undvika betsprödhet och avsevärt nedsätta
syraangreppet på den blanka metallytan, men risken
för snabbt förnyad röstning kan man icke borttaga
på grund av att spår av syra- och saltrester
kvarstanna i järnets porer.
Vid sådana tillverkningar, varvid järnföremålen
under den fortsatta bearbetningen underkastas
glödgning, avlägsnas dessa syrarester och rostningsrisken
minskas. I de fall däremot, då järnföremålen utan
upphettning för rostskydd eller för att bibringas ett
tilltalande utseende överdragas med skikt av färg eller
lack, förefinnes den risken, att syraresterna framkalla
underrostning, varigenom lack- och färgskikt fastna
dåligt, snart flagna av och förstöras av rosten.
I alla dessa fall är fosforsyra räddningen, ty den
möjliggör kemisk betning i alla de fall, varvid
tidigare mekanisk betning endast kunde användas.
Detta beror på att vid inverkan av fosforsyra på
järn uppkomma icke endast lösningsförlopp som vid
svavelsyra utan samtidigt inträffa andra reaktioner,
vilka leda till uppkomst av skyddssldkt.
Först löser sig järnet enligt reaktionen:
I. 6 Fe + 12 H3P04 = 6 FeH4(P04)2 + 6 H2.
Under vätgasutveckling bildas således primärt
järnfosfat. Detta salt är lättlösligt i vatten, men
står i hydrolytisk jämvikt med det svårlösliga
sekundära fosfatet enligt reaktionen:
IL 6 FeH4(P04)2 ±^ 3 Fe2H2(P04)2 -f 6 HJP04,
och detta i sin ordning står i hydrolytisk jämvikt
med det i vatten fullt olösliga tertiära fosfatet enligt
reaktionen:
III. 3 Fe2H2(P04)2 ±i> 2 FB(P04)2 + 2 HJP04.
Fosforsyrans avrostningsverkan beror på att
oxiderna genom de enligt reaktion I på järnytan
bildade vätgasblåsorna sprängas bort, och att
fosforsyran direkt kan lösa oxider till monofosfat enligt
reaktionen:
IV. FeO + Fe90, + Fe + 8 H,P04 =
= 4 FeH4(P04)2 + 4 H20.
Använder man nu mycket utspädda
fosforsyrelösningar till betning, så förskjuter sig jämvikten till
höger hos reaktionerna från I över II till III, ju mera
fosforsyran förbrukas i gränsskiktet mellan järn och
syra. Följden härav är att den blanka järnytan efter
desoxideringen överdrages med ett skikt av en
blandning av sekundära och tertiära järnfosfater. Denna
fosfatfilm, som är mycket tät, skyddar järnet mot
förnyad röstning och kan, enär den är olöslig, icke
verka skadligt på färgskikt. Emellertid bildas endast
ett mycket tunt fosfatskikt, vilket kvalitativt och
kvantitativt har en ganska begränsad skyddsverkan.
Likväl förblir med fosforsyra avrostat järn, som
bevaras i slutet rum, länge rostfritt.
I praktiken arbetar man med 2 % fosforsyrebad
vid en temperatur av 60-80°C. Genom arbetet vid
högre temperatur ernås, att betningstiden avkortas,
att de betade föremålen, sedan de uttagits ur badet,
torka av sig själva tack vare det upptagna värmet
och till sist att de små fosforsyreresterna på
järnytan snabbare överföras i olösligt fosfat. Med
avsikt spolas icke de betade föremålen efter betningen
i vatten. Tillsats av sparbetmedel erfordras icke,
enär fosforsyra är en svag syra, och följaktligen är
dess förmåga att lösa järn och framkalla
vätgasutveckling avsevärt mindre än de starka syrorna,
svavelsyra och saltsyra.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
