Чем обработать закисшие болты

Прикипел болт: шесть вариантов сдвинуть его с мертвой точки

Шесть способов открутить упрямый болт

Сколько было сказано про закисшие, неподатливые болты, сколько нервов было на них потрачено – не сосчитать! Иногда в откручивании упрямого болта или гайки помогал крепкий ключ и не менее крепкие выражения. Но когда силы иссякают, а словарный запас профессионального автослесаря подходит к концу, нужно прибегать к смекалке, она не подведет, если знать, что и как делать.

Смотрите также: Что сложнее: закрутить или открутить болт и почему?

Давайте пробежимся по шестерке самых действенных способов открутить болт, если обычный ключ уже не помогает. От простого к сложному. Поехали!

Но прежде немного юмора, исключительно по теме, из сериала «Теория большого взрыва»

МЕТОД № 1: дрель

Как это работает: можно использовать вместо шуруповерта, если последний не справляется с задачей. Скажем, ему просто не хватает мощности. Дрель явно будет помощнее. Зажимаем нужный бит в держатели сверла и, хорошенько надавив на инструмент, дабы контакт был максимальным, чтобы не слизать шлицы, нажимаем на заветную кнопку.

Почему это не сработало: плюс такого способа – удобство. Минус – мощности может не хватить, чтобы сорвать ржавчину с витков болта или гайки.

МЕТОД № 2: трещотка

Как это работает: крутящий момент инструмента зависит от длины рычага, к которому применяется усилие. Качественный (и дорогой) инструмент может иметь телескопическую ручку, которая поможет усилить момент и решить задачу.

Почему это не сработало: в особо сложных случаях можно легко свернуть головку болта. Этому может быть несколько причин:

1. Приложили слишком много усилий

2. Некачественный бит из Китая

3. Некачественный болт (слишком мягкий металл)

Как утверждают мастера, если «слизало» грани головки болта, можно попробовать усадить торцевой ключ при помощи молотка и довернуть упрямое крепежное изделие. Однако мы бы не стали так делать, ведь таким способом вы можете привести в негодность инструмент. Или окончательно уничтожить болт…

МЕТОД № 3: ножовка

Как это работает: если головка болта пришла в негодность, есть очень призрачный шанс, что вам еще удастся справиться более-менее подручными средствами. Можно ножовкой вырезать шлиц на головке болта и попробовать свернуть его отверткой. Отвертка должна быть с крупной ручкой для максимально возможного крутящего момента.

Почему это не сработало: шанс, что этот вариант поможет, – процентов 20. В остальных 80% случаев болт окончательно будет сорван. Ах, да, еще вариант подходит не для всех типов болтов. Если головка входит заподлицо с поверхностью, у вас ничего не получится.

МЕТОД № 4: нагрев (опасный метод!)

Как это работает: в принципе, головка (где больше металла) и стержень болта (где меньше металла) термически расширяются и охлаждаются с разной скоростью, что может стать подспорьем в откручивании. Кроме того, если болты были прикручены с использованием средства Loctite (синий фиксатор резьбовых соединений), жар от нагрева более 550 градусов растопит его и поможет сдвинуть дело с мертвой точки.

Почему это не сработало: вы можете спалить машину! Без шуток – можете! Лучше так не делать, просто отметили, что такой способ существует, но оставьте его для профессионалов.

МЕТОД № 5: ударный инструмент

Как это работает: ударная дрель выглядит как дрель обыкновенная, но она способна не только откручивать болты, но и работать в качестве ударного инструмента. В нашем случае ударное действие может ослабить коррозию, попавшую между витками краску и т. д.

Почему это не сработало: этот метод был подслушан на одном гаражном форуме. Минус состоит в том, что шляпкам болтов во время ударных нагрузок может не поздоровиться и они придут в негодность. Обычно именно так и бывает.

МЕТОД № 6: устройство для извлечения сорванных болтов

Как это работает: экстрактор для выкручивания сломанных болтов – последний бастион на пути к победе. Штуковина полезная и действенная, если знать, как ей пользоваться. Есть разные типы экстракторов и различные технологии их применения. Пример: Экстрактор для выкручивания сломанных болтов

Почему это не сработало: нужны навыки.

Что делать, если испробовали все? Ехать в автосервис или вызывать мастера в гараж. Да, придется переплатить, но что тут поделаешь, если ситуация нестандартная. Опытный механик сможет вам помочь, например, таким способом (второй вариант в материале):

Источник

Как открутить прикипевший или заржавевший болт или гайку

Сложно найти мастера, который ни разу в своей жизни не сталкивался с прикипевшим резьбовым соединением. Сегодня мы расскажем о лучших способах, как разобраться с подобной проблемой при различном типе соединений и с использованием разнообразных инструментов и приспособлений.

Какие гаечные ключи использовать

Срыв заржавевшей резьбы требует существенного усилия. К сожалению, обычные рожковые ключи для этих целей малопригодны. Они не только недостаточно эффективны, так можно попросту испортить хороший инструмент. Даже рожки из Cr-V способны разогнуться и навсегда потерять исходный размер.

В старых мастерских рожковые ключи усиливали, наваривая на них отрезки арматуры и используя специально для срыва ржавых резьбовых соединений. Сегодня необходимости в подобных доработках нет: повсеместно распространены торцевые головки и накидные ключи, которые подходят для срыва наилучшим образом.

Есть, однако, небольшое предостережение: ключи и головки, имеющие по 12 или 18 граней для срыва, подходят не лучшим образом, велика вероятность проскальзывания. Лучше использовать для срыва шестигранные инструменты. Ещё лучше, если головки имеют так называемые поворотные или винтовые грани. Они так и называются — головки для сорванных граней.

Если подходящие торцевые головки найти достаточно просто, то накидные ключи с шестью гранями встречаются исключительно редко. Тем не менее, они незаменимы для срыва гаек с большим вылетом резьбы, где единственной альтернативной накидному кольцевому ключу может послужить лишь удлинённая головка, да и то не всегда. Накидные ключи с двенадцатью гранями на сильно закипевших гайках с высокой вероятностью придут в негодность.

В некоторых ситуациях и торцевые, и накидные ключи бесполезны. Гайки и болты с полностью слизанными гранями можно открутить только с использованием трубных разводных ключей или самозажимных струбцин. Совет из автосервиса: использовать для зажима гайки небольшие слесарные тиски (или тиски часовщика) с разводным ключом в качестве рычага.

Смазки и химия для травления

Процессы, приводящие к заклиниваю резьбы из-за ржавчины, происходят в микроскопическом масштабе. Ближайшая их аналогия на макроуровне — когда крупа застревает в воронке: расклиниваясь друг о друга, частички ржавчины и солей плотно забивают стеснённое пространство. Ситуация усугубляется тем, что, окисляясь на воздухе, ржавчина увеличивается в размерах и как бы распирает резьбу изнутри.

Простейший способ избавиться от такого эффекта — превратить кристаллические частицы в вязкую кашу. Растворителем может послужить широкий спектр жидкостей — от воды до керосина и машинного масла. Чем более текучей будет смазка, тем эффективнее её работа в ослаблении заржавевшей резьбы. В высокой текучести и заключается преимущество универсальных смазок типа WD-40.

Отметим, что химический состав ржавчины может отличаться от случая к случаю, и попытки смазать резьбовое соединение не всегда приводят к успеху. Альтернативой может быть попытка растворить отложение солей внутри резьбы с помощью воды, либо слабо концентрированных растворов кислот или щелочей. Единственный недостаток такого метода — для осуществления реакции необходимо время, зачастую довольно продолжительное. Однако если оставить резьбу, смоченной кока-колой, средством для чистки раковин с соляной кислотой или даже обычной водой, на несколько часов, то скрутить заржавевшую гайку будет не в пример легче.

Что значит «погреть» резьбу

Решить проблему быстро можно только при помощи механического воздействия на резьбовое соединение. При этом воздействие обязательно должно быть динамическим: на застрявшую в воронке крупу нет смысла давить, но если потрясти её, то крупинки снова начнут просыпаться.

В простонародье это называется «погреть резьбу» — нанести серию точечных ударов по разным частям соединения. Именно вибрационное воздействие помогает ослабить заклинившую резьбу и впоследствии срыв обычным ключом может произойти вовсе без ощутимого усилия.

Чтобы качественно погреть резьбу нужно обстучать гайку как по граням, так и в осевом направлении. Удары по болту так же могут увенчаться успехом. Наибольший эффект оказывает работа перфоратором в режиме долбления, но гайку при этом нужно периодически проворачивать.

Как прожечь заржавевшую гайку

Альтернатива предыдущему способу — разрушить крупные кристаллы солей и окислов, уменьшив силу трения внутри резьбы. Сделать это можно за счёт температурного расширения металла гайки и болта. В самом простом случае к облизанной гайке приваривают ещё одну, но большего диаметра. За счёт прогрева резьбы и наличия свежих граней раскрутить резьбу становится очень просто.

Прокалка резьбового соединения помогает почти в 100% случаев, но это не всегда удобно сделать по двум причинам:

Однако раскалять резьбу добела вовсе не обязательно. Достаточно обеспечить нагрев примерно до 450–500 ºС, при этом расширения на несколько микрон будет вполне достаточно. Даже обычная газовая горелка на пропановом баллончике справится с этой задачей.

Более изощренный способ — обмотать гайку несколькими витками нихромовой или фехралевой проволоки и подать на концы напряжение от автомобильного аккумулятора. Такой локальный нагрев убережёт чувствительные детали от воздействия пламени и поможет существенно ослабить резьбу.

Как пользоваться съёмником гаек

Болтовые соединения, остававшиеся ржавыми по десятку и более лет, могут оказаться совершенно неподдатливыми. Чтобы разъединить детали раньше гайку зарубали или ослабляли с помощью зубила. Достаточно двух насечек на разных гранях, но только не на соседних.

Сегодня для этих целей предусмотрен специальный инструмент. Съёмники похожи на накидные ключи, но на одной из граней есть подвижной твёрдосплавный резец с винтовым механизмом подачи. Пользоваться съёмником очень просто: подкрутив резец вплотную для надёжной фиксации, нужно накинуть на хвост винта вороток и сделать ещё 2–3 полных оборота. Угол заточки специально подобран таким образом, чтобы гайка деформировалась, и при этом увеличивался её внутренний диаметр.

Пары насечек с разных сторон будет достаточно, чтобы резьба начала свободно проворачиваться. Однако стоит быть аккуратным: сталь резца довольно хрупкая, плюс всегда есть вероятность повредить резьбу болта, что в большинстве случаев нежелательно.

Если закипела шпилька: учимся работать экстрактором

Если болт вкручен во внутреннюю резьбу в одной из деталей, то прогрев, прокаливание и прочие воздействия на соединение сильно ограничены. Очень часто в таких случаях болт срывается и внутри детали остаётся обломок.

Если оборвался болт крупного диаметра (М10 и более), и при этом для фиксации можно использовать более мелкий крепёж, то гораздо выгоднее просверлить новое отверстие и изготовить в нём резьбу меньшего размера. Возможно и обратное: высверлить болт более крупным сверлом полностью и нарезать резьбу большего размера.

При подобных операциях нужно быть очень осторожным и тщательно контролировать направление сверления. Особенно в тех случаях, когда твёрдый стальной болт окружен более мягким материалом, например как в блоке цилиндров двигателя.

При наличии специального инструмента обломок вполне можно выкрутить. Использовать экстрактор есть смысл при размерах сломанного болта от М6 и выше, более мелкие шпильки требуют почти ювелирного подхода.

Чтобы выкрутить обломок экстрактором, сперва нужно проделать по его центральной оси продольное отверстие такого диаметра, под который конкретно используемый экстрактор рассчитан. Перед этим видимый край обломка стачивается перпендикулярно и кернится точно по центру.

Экстрактор имеет левую резьбу с небольшой конусностью. При вкручивании его в тело болта или шпильки наступает момент, когда силы трения во внутренней резьбе становятся выше, чем в наружной, и тогда закипевший обломок срывается и может быть относительно легко удалён.

При пользовании экстрактором необходимо, чтобы в обломке оставалось достаточно «тела», иначе конусный винт может раздавить остатки шпильки и заклинить её ещё сильнее. Также очень важно точно придерживаться установленных диаметров подготовительных отверстий и использовать экстракторы только соответствующего размера.

Способы предотвратить коррозию на резьбе

Когда вы восстановите резьбовое соединение, позаботьтесь о том, чтобы проблема не возникла вновь. Защитить резьбу от корродирования можно с помощью смазок с нейтральной кислотностью или слабощелочных. Этот класс ГСМ именуется консервационными, типичные примеры — графитовая смазка УСсА и «Солидол».

Также поможет защита резьбового соединения от окружающей среды. Для этого пригодны большинство красок и эмалей на алкидной или полиуретановой основе. Не стоит использовать силикон, ибо его высокая кислотность только способствует образованию ржавчины.

Наконец, не забывайте, что некоторые резьбовые соединения нуждаются в обслуживании и перетяжке. Если соединение должно оставаться разъёмным, его нужно периодически (раз в 2–3 года) отпускать и смазывать хотя бы обычным машинным маслом.

Источник

Как открутить закисший болт в сайлентблоке

Закисшие болты и заржавевшие гайки, намертво прилипшие к нему, доставляют массу проблем владельцам автомобилей и служащим СТО, строителям и работникам других сфер, где используются подобные соединения. Можно перепробовать массу способов, но так и не выкрутить метиз. Последним вариантом видится болгарка, но и она не всегда спасает, так как создает другие проблемы.

Способы откручивания закисших болтов

Автолюбители, а именно им чаще всего приходится бороться с прикипевшими болтами, знают, как открутить закисший болт. Используют несколько методов откручивания, включая применение физического и температурного воздействия, химических составов.

Обстукивание и физическое воздействие

Воздействие посредством молотка и зубила помогает нарушить адгезию материалов, коррозию, в результате чего болт поддается и выкручивается.

WD-40 и проникающие средства

WD-40 – популярное средство, которым пользуются практически все автомобилисты. Если вдруг его не оказалось под рукой, другие жидкости, типа бензина, керосина, уайт-спирита и подобные им, помогут выкрутить болт за счет высокой проникающей способности и свойств растворителя. Они размягчают грязь, ржавчину, проникают глубоко в резьбу, играя роль смазочного материала. Применение простое: нужно очистить площадку вокруг закисшего соединения и залить выбранным средством. Через 10-15 минут отложения размягчатся, смазка просочится в мельчайшие зазоры – болт можно выкручивать.

Разогрев

Под воздействием высокой температуры металл расширяется, поэтому, чтобы выкрутить болт, разогревать нужно гайку или деталь, в которую вкручен метиз, а если это не помогает, то и сам крепежный элемент, так как колебание размеров поможет разрушить ржавчину. Нагревать можно с помощью инструмента, такого как газовая горелка, паяльник или даже при помощи зажигалки.

Специальным прибором для разогрева корродированных и прикипевших болтов и гаек является индукционный нагреватель болтов. Разогреваемая деталь помещается внутрь индукционного поля, спирали, и в результате нагревается. Преимущество в том, что нагрев осуществляется сразу со всех сторон, а не с одной стороны, как в случае использования горелки или другого инструмента. Это устройство небольшое, удобное, работает от сети 220 В. Можно собрать его самостоятельно из подручных средств.

Пока гайка горячая, ее отвинчивают рожковым или торцовым ключом. Если сразу выкрутить не удалось, повторяют процедуру и используют комбинированные методы (рычаг, обстукивание, расшатывание).

Кислоты

Для откручивания болтов и гаек используют кислоты. Известное средство – столовый уксус. Смочив зачищенное соединение уксусом или накрыв заржавленный участок смоченной в уксусе ветошью, нужно подождать около 30 минут, чтобы ржавчина размягчилась. Затем метиз можно выкручивать.

Кроме уксуса применяют ортофосфорную кислоту, а в частности кока-колу, которая содержит ее в достаточном для положительного результата количестве. Порядок действий остается прежним: необходимо очистить окружающую крепеж область и залить крепление напитком. Он должен отмокнуть. Периодически болт пробуют открутить. Ортофосфорная кислота применяется для обезжиривания и растворения ржавчины.

Специальным средством, которое изготавливается на основе кислот, является преобразователь ржавчины. Перед его использованием поверхность необходимо очистить и обезжирить растворителем. Затем небольшую тряпочку смачивают преобразователем и кладут непосредственно на заржавевшее соединение. Ржавчина разрушается – метиз выкручивается.

Срезание болта

Нередко закисают регулировочные болты сход/развала. Дело в том, что их необходимо смазывать не только при каждой регулировке развала, но и на нулевом ТО. Если этого не сделать, болты закисают. На выкрученных болтах можно обнаружить слой алюминиевого окисла. Бывает ситуация, что гайка откручивается более или менее свободно, а болт крутится вместе с сайлентблоком и рычагом, т.е. болт закисает именно во внутренней втулке сайлентблока. В таком случае можно:

Пошагово работа выполняется следующим образом:

Закисшие болты – головная боль автомобилистов. На их выкручивание приходится тратить время, но если знать, какими способами можно выкрутить болт, то результат работы будет положительным.

Источник

О простых вещах-сложно. «Cпящая сталь». Чем смазать заржавевшие болты или Не WD-40 единым…

Посвящается всем отчаявшимся и потерявшим надежду… открутить заржавевшую гайку!

На улицы наших городов определенно пришла весна. Потеплело и люди с радостью начали отдавать предпочтение своим настоящим железным друзьям, хоть на время забывая про планшеты и смартфоны. Велосипедисты, мотоциклисты и еще множество любителей сезонных средств передвижения достали свое добро и вдруг обнаружили, что что-то заржавело, что-то невозможно открутить и т.д. и т.п. Признаюсь, я один из этих, обнаруживших 🙂 И чтобы не пропал даром труд по борьбе с коррозией, решил накопленный материал оформить в хабра-статью.

Информация точно будет полезна абсолютно всем, кому хотя бы раз приходилось бороться с ржавыми деталями, не только автолюбителям и самодельщикам, но и реставраторам техники, тем кто собирается красить ржавые столбы на даче/страдает от ржавых разводов на раковине и просто желающим докопаться до сути процесса ржавления и найти методы эффективной борьбы с этой напастью. Сегодня говорим о том, как разбудить «заснувшую сталь».

Ну и, традиционно — не забудь закинуть в закладки, %USERNAME%, пригодится! 🙂

Химический background

Мы живем в мире железа и его сплавов. А там где есть железо — там обязательно будут и его оксиды в виде ржавчины. Любой железный элемент будет ржаветь на открытом воздухе, вопрос только в том, насколько быстро. При воздействии содержащихся в воздухе воды, кислорода, агрессивных газов черные металлы легко переходят в химически стойкие формы их соединений. Этот естественный процесс перехода металлов в оксиды, гидроксиды и соли начинается с поверхности, поэтому незащищенная поверхность черных металлов всегда покрыта пленкой продуктов коррозии. Толщина этих пленок зависит от условий образования и колеблется от долей микрометра до нескольких миллиметров. Процесс коррозии развивается со временем даже при благоприятных условиях хранения, так как многие соли гигроскопичны, а рыхлые оксидные и гидроксидные образования сорбируют и удерживают воду из воздуха, что способствует развитию процесса коррозии.

По сути, ржавление металла — это просто окисление железа кислородом воздуха, в котором вода выступает в роли «катализатора». Описывается все это тремя основными реакциями:

Состав ржавчины, соответственно, медленно меняется со временем, в зависимости от условий окружающей атмосферы (избыток/недостаток кислорода и воды)

Хотелось бы еще напомнить о том, что соли, в частности хлорид-ионы выступают в роли своеобразного электрохимического катализатора, ускоряющего коррозию (наши зимние дороги и днища автомобилей не дадут соврать) и способствующего образованию γ-FeO(OH). Существуют исследования, в которых авторы сравнивают ржавчину взятую на анализ в различных местностях (приморские, континентальные и т.п.). Ржавчина, образовавшаяся в прибрежных районах, была в основном в виде крупных чешуек, в областях с высокой влажностью и хлоридами в почвах формировалась ржавчина в виде листов, порошкообразная и мелкозернистая ржавчина — удел центральных и северных территорий. Образцы слоистой ржавчины содержали γ-Fe₂O₃·H₂O на поверхности контакта с воздухом и Fe₃O₄ на поверхности контакта с металлом, α-FeOOH и δ-FeOOH были обнаружены в промежуточных слоях и в хлопьях.

Зачем я все это рассказываю, а затем, что врага надо знать в лицо. Чем точнее определить тип ржавчины — тем эффективнее можно ее растворить.

Хорошо известно, что в зависимости от условий окружающей среды может образовываться разноцветная ржавчина: красная ржавчина (гидратированный оксид Fe₂O₃·H₂O образуется при высоком уровнях кислорода и водяных паров, чаще всего это равномерная атмосферная коррозия в очень агрессивных средах.), желтая ржавчина (т.н. сольватированная ржавчина, растворимый FeO (OH)·H₂O образуется в условиях высокой влажности, чаще всего, если металл находился в луже/стоячей воде), бурая ржавчина (сухой оксид Fe₂O₃, который образуется при высоком содержании кислорода и низкой влажности, чаще представляет собой локализованную ржавчину, которая проявляется в виде неоднородных пятен или только в определенных областях (загрязнения и дефекты на поверхности металла) и черная ржавчина (оксид Fe₃O₄ который образуется в среде с низким содержанием кислорода и низкой влажности, является устойчивым видом ржавчины, похожим на слой покрытия, возникающего при оксидировании металла).

Если в дело вступают ионы различных неорганических кислот (карбонаты, сульфаты, упомянутые уже хлориды, а также бромиды, фториды, иодиды, нитраты и селенаты) то может образовываться т.н. зеленая ржавчина

Зеленая ржавчина — это общее название для различных кристаллических соединений зеленого цвета, содержащих катионы железа и упомянутые выше анионы. Образуется эта красота (?) на поверхностях из железа/чугуна/стали подвергнувшихся воздействию воды, содержащей хлорид, сульфат, карбонат или бикарбонат-ионы при чередовании аэробных/анаэробных условий. Например, в морских судах, мостах и т.п. Общий вид кристаллической структуры зеленой ржавчины представлен на картинке. В принципе, можно считать, что структура обычной «оттенков красного» ржавчины во многом похожа на зеленую, но без кислотных анионов.

Вот так они выглядят сразу после обработки:

А вот так — после полировки:

Оксидирование — создание оксидной плёнки на поверхности изделия или заготовки в результате окислительно-восстановительной реакции. Оксидирование преимущественно используют для получения защитных и декоративных покрытий, а также для формирования диэлектрических слоёв.

В качестве примера можно упомянуть железную колонну (она же Кутубова колонна) в Дели — цилиндр высотой семь метров и весом в шесть с половиной тонн, входящий в состав архитектурного ансамбля Кутб-Минара, расположенного примерно в 20 километрах южнее Старого Дели. Известность колонна приобрела тем, что за 1600 лет своего существования практически избежала коррозии.

Чего там только по поводу этой колонны не предполагали, от «сделано из метеоритного железа» до «подарок Шивы». Но, традиционно, ответ оказался прост — «высокая температура и сухой воздух» спасут отца русской демократии. Тонкая оксидная пленка замечательно защищает металл от ржавчины, если на него воздействуют лишь пресная вода или сухой воздух.

Резьбовая ржавчина as is

Если кратко представить механизм ржавления резьбы, то получится что он практически не отличается от ржавления металла на поверхности. Первоначально в межрезьбовые каналы (между гайкой и болтом) попадает вода, которая в сочетании с кислородом воздуха и электронами железа запускает процессы, описанные формулами выше. В результате этого процесса начинают формироваться оксиды и гидроксиды железа, которые в зависимости от условий претерпевают циклы гидратации/дегидратации и формируют монолитную пористую структуру. Можно сказать, что ржавление внутри резьбы отличается от ржавления открытого металла тем, что внутри резьбы может наблюдаться недостаток кислорода и будет формироваться что-то подобное на черную ржавчину (Fe₃O₄).

Наверное самым близким к «закисанию резьбы» явлением является ржавление железобетона. Те же условия с недостатком кислорода. В таких условиях образующийся в результате окисления объем рыхлых оксидов значительно больше, чем объем прореагировавшего металла. Оксиды полностью заполняют все поры и неплотности (резьбы или выступов около арматуры), выступая в качестве своеобразной расклинивающей подпорки или уплотнителя.

В результате описанного процесса, медленно но неумолимо верно, ржавчина давит на все с ней контактирующее и разрушает бетон, блокирует резьбу и т.п. Существует даже такое явление как «rust packing» или «pack rust», что в переводе на великий и могучий означает «пакетная ржавчина». Наблюдается оно в тех случаях, когда объем образовавшихся оксидов своим расклинивающим давление выдавливает соседствующие с местами коррозии детали металлоконструкций. Самым известным примером воздействия пакетной ржавчины может стать обрушения моста через реку Мианус в США в 1983 году с множеством жертв.

Специальное расследование установило, что коррозия, возникшая в результате попадания дождевой воды на элементы металлоконструкций моста из-за нарушенных технологий дренажа, постепенно просачивалась к креплениям из железа. Крепления постепенно ржавели и по миллиметру отталкивали один угол дорожной плиты от опоры. Когда расстояние стало достаточным для разрушения — один проехавший автомобиль послужил спусковым крючком. С тех пор в мостостроении появился новый термин и активно используется, когда при осмотре моста наблюдаются признаки накопления ржавчины между стальными пластинами и соединениями моста

Надеюсь механика процесса примерно понятна. Она нужна для того, чтобы оценить существующие методы борьбы с резбовой (почти «пакетной») ржавчиной.

Методы разрушения ржавчины внутри резьбы

В простейшем рассмотрении для того, чтобы открутить болт нужно сделать две вещи

разрушение_метод 1 — Механический

Фактически, дедовский. Потому что с давних пор, при отсутствии других возможностей, по заржавевшей резьбе принято стучать в надежде разрушить вибрацией монолитные пластины и цепочки образовавшихся оксидов. Как только болт стронется, оксиды (а вещества они достаточно хрупкие) дальше будут сами перетираться в пыль. Метод не особо эффективный и кроме того требующий специалиста «чувствующего молоток», чтобы ненароком не свернуть или не заклепать намертво болт.

Неплохим вариантом является использование электрических или пневматических ударных гайковертов (+ есть еще ж ударные отвертки, добавил в комментариях redbeardster ), вроде того, что на картинке:

Хотя в этом случае также как и с обычным молотком главное не переборщить и не сломать болт. Правильно подобранную головку лучше устанавливать со стороны гайки, а сам болт при этом поддерживать дополнительно гаечным ключом.

В случае, если нет необходимости спасать крепеж (например, в случае антикварных автомобилей) можно просто срезать гайку углошлифовальной машиной (болгаркой), а болт высверлить. Но трудозатраты на такую процедуры таковы, что я бы посоветовал использовать этот метод в последнюю очередь, опробовав все описанные в статье возможности.

Дополнение: про болгарку я вспомнил, а вот про гайколомы (они же гайкорезы и гайкорубы) — нет. Спасибо читателю p_fox, который мне напомнил о такой штуке.

разрушение_метод 2 — Термический

Данный метод основан на понимании того, что все тела при нагревании расширяются, а при охлаждении — сжимаются. Нагрев гайки (или объекта в который ввёрнут болт), будет приводить к образованию микроразрывов в оксидном монолите расположенном вдоль резьбы. Чередование циклов нагрев/охлаждение весьма вероятно приведет к раздроблению хлопьев ржавчины и образованию «разрежения». А как только внутри слоя образовались прорехи — болт скорее всего провернётся. Помимо механического раздавливания оксидных слоев из-за расширения металла, имеет место и дегидратация самих компонентов ржавчины. Например, отжиг при 350 °C превращает ржавчину в основном в маггемит (γ-Fe₂O₃), при 550 °C образуется магнетит, и при 750 °C ржавчина превращается в смесь магнетита, вюстита (FeO) и металлического железа (Fe).

Ранее данный метод был доступен только владельцам ацетиленовых или пропановых горелок, но с появлением aliexpress сегодня практически каждый может приобрести компактную горелку на «дихлофосный» баллон и прокаливать заржавевшие болты и гайки в свое удовольствие.

Активно термическое удаление ржавчины используется и в реставрации железных изделий. Правда это не просто отжиг, а высокотемпературное восстановление оксидов в элементарное железо. Делается это либо с помощью нагревания заржавевших изделий в среде оксида углерода (он же CO, он же угарный газ) под слоем древесного угля при ограниченном доступе воздуха и температуре 800 °С. Может использоваться и водород в качестве восстановителя, особенно если есть доступ к трубчатым печам с регулируемой по длине печи температурой. В реакционную часть печи подается аммиак, который на катализаторе при 400-600 °С разлагается на азот и водород. Водород восстанавливает оксиды до «губчатого железа», которое в дальнейшем требует дополнительной обработки защитными средствами, вроде расплавленного парафина.

Дополнение: в этот же раздел я внесу и упомянутую читателем Alexus819 возможность лазерной очистки ржавчины, которая отлично применима для гладких поверхностей (см. кликабельное видео).

разрушение_метод 3 — Химический

Химический метод разрушения резьбовой ржавчины основан на том, что химические компоненты, попадая в поры и капилляры оксидного слоя могут вступать с ним во взаимодействие, либо переводя ржавчину в растворимое соединение, либо восстанавливая до металлического железа. И то и другое снимает расклинивающее давление внутри резьбы и позволяет провернуть гайку за счет образующихся дополнительных пор или участков пониженной плотности. В целом, механизмы воздействия химического метода можно разделить на три направления: протонирование, комплексообразование, восстановление. Недаром я в начале статьи привел названия самых распространенных «минералов» формирующих ржавчину. Сделал я это для того, чтобы пытливый читатель мог подобрать себе подходящий реагент, спрятанный в таблице под спойлером.

А теперь, немного подробностей, по поводу каждого из механизмов с примерами.

В результате протонирования в реакцию с ржавчиной вступают реагенты, способные стать донором протонов (H + ). Чаще всего для этой цели используются минеральные неорганические кислоты.

Традиционно для очистки поверхности железа от продуктов коррозии применяют растворы минеральных кислот. Наиболее активным является раствор, содержащий 35 % ортофосфорной и 5-10% соляной кислоты. Растворы кислот — серной, соляной — позволяют достаточно быстро удалить продукты коррозии, но всегда вызывают некоторое растравливание металла. Для предотвращения этого в растворы кислот вводят ингибиторы коррозии. Так, в 1 М (напомню, на всякий случай, что раствор концентрации 1 М содержит 1 моль вещества на литр раствора) раствор серной кислоты целесообразно добавлять тиосемикарбазид, тиомочевину, уротропин, трифенилфосфин, бензотриазол (хорошие результаты достигаются при обработке железа 1 М раствором серной кислоты, содержащим 0,1—0,5 % тиомочевины или 0,5—1,0% бензотриазола); в 1 М раствор соляной кислоты — уротропин и трифенилфосфин.

На заметку: Трифенилфосфин — органическое соединение с формулой P(C₆H₅)₃, или просто Ph₃P. Является производным фосфина. Имеет вид белых кристаллов. Относительно стабилен при хранении на воздухе.

Трифенилфосфин интересен еще и тем, что его производное, оксид трифенилфосфина широко используется в микроэлектронике, и по его запаху собак породы лабрадор в США учат находить различные устройства электронной памяти. Под спойлером выдержка из «Наука и жизнь» №10/2018

Раз уж пошел разговор за ингибиторы, то помимо упомянутых выше (и имеющихся в таблицах ASTM ниже по тексту) можно еще упомянуть и различные амины, встречающиеся в брендовых «растворителях ржавчины». Активно используются моноэтиламин, диэтиламин, триэтиламин и т.п. (что под рукой есть).

Комплексообразование — процесс возникновения т.н. координационных соединений. Они представляют собой нейтральные молекулы или ионы, возникшие в результате присоединения к иону или атому, называемому комплексообразователем, нейтральных молекул или других ионов, называемых лигандами. Чаще всего в роли лигандов выступают объемные органические молекулы.

Большая часть используемых в растворении ржавчины органических кислот — работают именно по механизму образования комплекса с ионами Fe (III). Наилучшую эффективность показывают муравьиная, лимонная и щавелевая кислота (а также их соли), этилендиаминтетрауксусная кислота (EDTA) и ее соль Трилон-Б, активно используемая во всевозможных Calgon-ах для удаления накипи. При использовании растворов органических кислот допускается введение в их состав ингибиторов коррозии (того же уротропина), так как кислоты пусть и медленно, но все-таки иногда вызывают растравливание металла. Хотелось бы отметить, что органические кислоты лучше работают в присутствии небольших количеств минеральных кислот (регулятор pH) и при нагревании (см. картинку под спойлером).

При соответствующих условиях восстановительное растворение также может осуществляться фотохимически.

Наиболее популярными восстановителями является перекись водорода, 3—5%-й водный растворе NaOH и сульфита натрия Na₂SO₃, уже упомянутый выше бисульфит натрия, аскорбиновая кислота. Часто в качестве восстановительного растворителя ржавчины используют порошка цинка в 15%-м растворе NaOH (который, кстати, при нанесении на гладкие ржавые поверхности, дополнительно загущают поливиниловым спиртом)

Сравнение эффективности различных методов растворения ржавчины

Часто для растворения ржавчины используют не индивидуальные реагенты, а их комбинации, где каждое вещество реализует свой механизм растворения оксидов железа. В качестве примера может служить тот же цинк+NaOH в который для ускорения процесса добавляют трилон Б, регулируя тем самым очищающую способность смеси. Под спойлером представлена картинка, с помощью которой можно сравнить скорость растворения ржавчины с использованием различных механизмов.

Ниже представлена диаграмма, на которой видно, что наибольшей эффективностью обладают методы растворения ржавчины с использованием комбинаций различных (разнотипных) «разрушителей оксидного слоя».

Ну и подытоживая, приведу методическую рекомендацию, взятую из американского стандарта ASTM посвященную удалению продуктов коррозии с металла. Сами американцы, я так понимаю, акцент делали скорее всего на обработке материалов на плоскости, но все ниже озвученное запросто можно применить и к резьбовым соединениям.

Для процессов химической очистки:

И, для любителей быстрой езды электролиза — составы для электрохимической очистки. Процесс действительно серьезно ускоряется, по сравнению с химической обработкой.

Замечание от коллоидного химика: нужно понимать, что в случае резьбы (в противоположность ржавчине на поверхности), для того чтобы разрушить все оксиды вдоль резьбы упомянутые выше составы должны до них добраться (реакция идет только в месте непосредственного контакта между реагентом и оксидом). А сделать это довольно сложно, так как все пути проникновения плотно забиты не успевшей еще прореагировать ржавчиной. Поэтому помимо эффективности растворения следует учитывать и эффективность смачивающего действия реагента (способности проникать в поры, микротрещины и капилляры). Именно этим вопросам и посвящен следующий раздел.

Снижение трения или «смазывая обломки. »

Как я уже писал выше, после химического, термического или механического разрушения оксидных слоев ржавчины необходимо уменьшить трение между ними. Логично, что сделать это можно с помощью смазки. Большинство «народных» средств, вроде различных масел, керосина, бензина, ацетона — никак не изменяют состояние ржавчины внутри «закисшего» болта, но вполне себе могут помочь в прокручивании гайки вместе с обломками оксидного слоя после проведения первичной обработки по разрушению пористого каркаса.

Важно! Заливать на «закисшую» резьбу любые углеводороды имеет смысл только в том случае, если путь вдоль резьбы не до конца забит оксидами, в таком случае растворитель в них проникает/адсорбируется и уже затем только выступает в роли смазки. Т.е. смачивать всякими керосинами нужно или не сильно приржавевшие болты или когда болт уже стронут и в оксидах образовались поры. Поэтому, учитывая выше изложенное (например, пункт термическое разрушение) логичным будет нанести «керосины» на заржавевшую резьбу, а затем одновременно с постукиванием по головке болта молотком или другим ударным инструментом попытаться сдвинуть гайку с места. Для чугунных и стальных водопроводных труб с резьбой знатоки рекомендуют нагревать заржавевшие места, наносить на них парафин из свечки, опять нагревать дожидаясь впитывания и проскальзывания растаявшего углеводорода по нитям резьбы и только потом пытаться раскручивать.

Замечание про WD-40. Многие наверное слышали про эту штуку, «триумф американской нефтехимии». Я, в отличие от некоторых друзей, не представляющих машину без пузырька WD-40 в бардачке, особого пиетета к этой смеси углеводородов не испытываю. Для тех, кто не в курсе, это раствор, который в 60-х годах прошлого века был разработан для защиты корпусов американских ракет от ржавчины и коррозии. Ну а потом, как водится, преимущества этой жидкости непонятного состава оценили и простые американцы. «WD-40» является аббревиатурой от термина «вытеснение воды, 40-я формула», т.е. на 40-й раз у них что-то получилось. Композиция WD-40 никогда не патентовалась, ради сохранения коммерческой тайны. Посему до сих пор толком не ясно, а что же там в составе оригинальной разработки. Узнать это с каждым годом все сложнее (так как по расказам знающих людей >90% WD-40 на нашем рынке — подделки), да и не нужно, так как уже 10 лет назад, журналисты из журнала Wired занесли этот «керосин» на газовый хроматограф+масс-спектрометр и установили, что в составе имеется: минеральное масло, декан, нонан, ундекан, тридекан, тетрадекан, циклогексан, диметилнафталин и углекислый газ чтобы создать необходимое давление в баллоне. MSDS (паспорт безопасности для рынка США) дает следующую информацию: 50% — алифатические углеводороды, Советская тормозуха, тормозит коррозию лучше всех в мире

В то время, как кто-то пользовался WD-40 из бардачка, у меня в случае, если разбирался какой-либо мотор и вдруг возникал намертво заржавевший крепеж — происходило следующее. Татко мой молча смотрел на это дело, потом молча шел в гараж и приносил шприц с красной жидкостью едкого запаха. Жидкость наносилась, выдерживалась минут 30 и… И действительно, в большинстве случаев срабатывало и гайку удавалось открутить. Справедливости ради замечу, что все крепежи для которых использовалась БСК находились в моторах, где какое-то количество смазки всегда было. Если честно, то весьма вероятно, что у отца в гараже до сих пор еще есть эта тормозная жидкость, хранимая именно на случай заржавевшего крепежа. В продаже такой вариант сейчас найти тяжело, потому что производители отказались от бутанола в пользу различных полигликолей и их эфиров, которые проникают в капилляры резьбы гораздо хуже. Возможно связано это с тем, что полигликоли подешевле, а может и потому что они более безопасны.

Дополнение: @Алексей Шукаев уточняет, что переход от бутанола к полигликолям связан с разницей в температуре кипения. «Переход в газообразное => сжимаемость => гидравлика перестает работать» — вот и пришлось отказаться…

На моей памяти были примеры случаев, когда народ, уставший от поиска денег на фабричную выпивку пил красную тормозную жидкость. Бутанол, как никак из того же ряда спиртов, что и этанол, пусть и обладает самой высокой среди простых спиртов токсичностью (LD₅₀ составляет 2290-4360 мг/кг). Большая часть сивушных масел при производстве спирта дистилляцией — это именно бутанол. Именно он дарит зубодробительное, ни с чем не сравнимое похмелье. Но это когда «переварится». А касторовое масло, оно известно своим лечебным слабительным эффектом. В общем многофункциональный в СССР выпускали продукт…

Примечание: в современном мире, уставшем от безуспешных поисков смеси касторового масла с бутанолом, применяется его аналог (такого же цвета): трансмиссионное (красное) масло от автоматической коробки передач (ATF) и ацетон в соотношении 1:1. Цвет похожий, эффективность тоже.

А из всего этого следует то, что если жидкость (какой-нибудь растворитель) имеет поверхностное натяжение меньше чем вода, то она будет лучше смачивать ржавчину и быстрее проникать в поры и капилляры, чем водный раствор какой-нибудь кислоты. Проникать-то он будет лучше, но разрушить или ослабить связи между оксидными слоями никак не сможет. Вырисовываются следующие наблюдения:

1) WD-40, и всевозможные «жидкие ключи» (англ. liquid wrench) — представляют из себя обычные углеводороды и близкие к ним компоненты, обладающие низким поверхностным натяжением и способные хорошо смачивать пористые оксиды и проникать в их капилляры.

Эти, как правило нефтепродукты, отлично впитываются нитями резьбы и обеспечивают смазку. Только смазку, потому что сами по себе все компоненты инертны и не оказывают какого-либо заметного действия на ржавчину. От слова вообще. Поэтому лучше всего их использовать после/совместно с методами разрушения оксидных слоев описанными в статье. Печаль в том, что даже признанные RUST REMOVER-ы ничего что действительно бы ржавчину разъедало и отлично проникало не содержат

2) Всякие PB-Blaster-ы, Rust buster-ы и Rust dissolver-ы заявленные как растворители ржавчины, действительно ржавчину химически растворяют. Как правило в их составе имеется и компонент, снижающий поверхностное натяжение и дающий легкий смазывающий эффект. Но этот эффект является глубоко вторичным. Под спойлером пару известных примеров:

Первым у нас идет продукт от Henkel — Loctite Naval Jelly Rust Dissolver

Далее некий Permatex Rust Dissolver Gel

Как можно заметить, используются все те же ядреные неорганические кислоты и спирты для придания им нужной подвижности и снижения поверхностного натяжения. + в некоторых случаях ингибиторы коррозии. Т.е. теоретически, каждый опытным путем может приготовить свой собственный растворитель ржавчины, смешивая любимую (=доступную) неорганическую кислоту со спиртом (имеющимся в доступности).

Важно: все описанные в статье химические способы разрушения и преобразования ржавчины могут быть использованы не только для растворения «закисшей» резьбы на болтах, но и при антикоррозионной обработке металла (железо/сталь/чугун) любой формы, а также при удалении ржавых разводов на сантехнике и т.п.

Ну и на закуску хотелось бы предложить такой факт. В последнее время, в связи со стремлением производителей химических составов соответствовать концепциям зеленой химии, постоянно идут поиски новых, более экологичных и биоразлагаемых компонентов. Не остались в стороне и всевозможные растворители и преобразователи ржавчины. Последний тренд — использование в качества преобразующего компонента (вместо привычной уже фосфорной кислоты и фосфата железа, например) органических соединений фенольной природы — таннинов. Дубильное действие этих веществ превращает красноватые оксиды железа в голубовато-черный устойчивый таннат. Вот вам и место, куда можно приложить вяжущую хурму с ее дубильными веществами :). Да и вообще, теоретически, вполне себе вариант заржавевшее дно любимого автомобиля, вместо токсичных неорганических кислот обрабатывать крепким настоем зеленого чая…

На этом расказ про ржавчину закончен, а все обновления и промежуточные заметки из которых потом плавно формируются хабра-статьи теперь можно увидеть в моем телеграм-канале lab66. Подписывайтесь, чтобы не ожидать очередную статью, а сразу быть в курсе всех изысканий 🙂

Стань спонсором и поддержи канал/автора (=«на реактивы»)!
ЯндексДеньги: 410018843026512 (перевод на карту)
WebMoney: 650377296748
BTC: 3QRyF2UwcKECVtk1Ep8scndmCBoRATvZkx
Patreon — steanlab

Источник