Rimozione elettrolitica della ruggine – La ruggine non dorme mai?

Ruggine inversa con lo stesso processo che l’ha creata: Elettrolisi

Vedi tutti i 1 fotoswpengineWordsMay 1, 2007

Auto. Finché le fanno d’acciaio, combatteremo la ruggine. Nella nostra disperazione, scommetteremo anche su pozioni esotiche e rimedi che promettono di coprire, neutralizzare o sradicare la roba. Mentre il nostro minaccioso arsenale di abrasivi e sostanze chimiche promette di annullare decenni di decadimento, potrebbero semplicemente riassegnare i danni alle nostre fragili viscere. Quando si alza il gomito in qualche bagno caustico o si passa ore a respirare silice polverizzata, è facile chiedersi se ci sia un modo migliore.

C’è. Da qualche tempo, i restauratori che lavorano con oggetti relativamente delicati come orologi e utensili antichi hanno rimosso in modo molto efficace la ruggine dagli intricati meccanismi in acciaio e dalle massicce fusioni in ferro senza danneggiare né le parti né se stessi. A differenza delle tecniche caustiche, acide o abrasive, questo processo non genera conseguenze tossiche. Né è costoso. Infatti, probabilmente potreste farlo subito con la roba in garage.

Il processo è chiamato rimozione della ruggine elettrolitica, e anche se esiste da tempo, è probabilmente uno dei metodi meno conosciuti. Pur avendo i suoi limiti, è sicuro sia per le parti che per l’ambiente (vedi la sezione laterale “Sicurezza e smaltimento”). Ha anche qualcos’altro che nessun altro metodo può duplicare in modo affidabile: Può rompere i tenaci legami che altrimenti congelano i meccanismi arrugginiti e gli elementi di fissaggio al loro posto. I nuovi convertiti si meravigliano spesso di come le parti si smontano facilmente dopo anche un breve trattamento. Curioso? Continuate a leggere.

Come funzionaLa ruggine è il sottoprodotto di una reazione elettrochimica tra elettrodi caricati positivamente e negativamente in presenza di una soluzione elettrolitica. Nel nostro caso, gli elettrodi sono i componenti metallici delle nostre auto. La soluzione elettrolitica non è altro che un fluido che facilita il flusso elettrico. In questo caso, la soluzione elettrolitica è l’acqua salata (neve fusa e sale stradale) o soluzioni leggermente acide (anidride carbonica e acqua) in cui operano le nostre auto.

Perché la ruggine esista, devono accadere due cose: l’ossidazione e la riduzione. Quando l’ossigeno si combina con il ferro, prende elettroni dal ferro. Quando ciò accade, diciamo che il ferro si ossida (guadagna una carica positiva) e l’ossigeno si riduce (guadagna una carica negativa). Una volta che l’ossigeno ridotto incontra una parte meno carica o carica negativa (attraverso l’elettrolita), cede i suoi elettroni di riserva. Quando ciò accade, diciamo che l’ossigeno sta riducendo l’altro metallo.

Anche se questa riduzione non è familiare, è piuttosto forte e possiamo usarla per i nostri scopi. Ecco come: Se invertiamo la polarità in quel processo di ossidazione/riduzione, gli stessi atomi di ossigeno che si sono combinati con il nostro prezioso ferro e lo hanno privato di elettroni restituiranno gli elettroni mancanti del ferro ossidato e si staccheranno dal ferro. Per quanto possa sembrare stravagante, significa che il processo di riduzione converte effettivamente il materiale ossidato che si aggrappa all’acciaio buono in un semplice composto di ferro. Mentre questa pelle metallica convertita non sostituirà il metallo perduto e non è così forte come il metallo sotto di esso, è stabile e prende la vernice senza arrugginire ulteriormente. Dopo tutto, la ruggine instabile è sparita. Per realizzare questa impresa, dobbiamo solo evocare gli elettroni. È facile, dobbiamo solo ossidare intenzionalmente un pezzo di materiale di scarto.

Fedele alla nostra precedente affermazione, il processo stesso è molto semplice. Poiché l’elettrolisi su questa scala richiede una potenza o un amperaggio molto ridotti, una normale batteria per auto da sei o 12 volt o un caricabatterie da auto fa il trucco (anche se il metodo della batteria richiede un amperometro). La nostra soluzione elettrolitica non è altro che una miscela di base di uno o due cucchiai di carbonato di sodio, altrimenti nota come soda di lavaggio, per ogni litro di acqua. Qualsiasi contenitore non metallico che contenga sia l’acqua che la parte che si desidera lavare farà. Il processo richiede che il metallo ferroso di scarto agisca come un anodo (carica positiva); la parte che si desidera pulire diventa il catodo (carica negativa).

C’è anche un altro, in questo caso il sesto elemento di questa equazione: il tempo. Mentre per questo tipo di conversione (in questo caso, la riduzione) non ci vorrà tanto tempo quanto ci vuole per l’ossidazione per intaccare i bordi di quella piastra di base di Stromberg, ci vorranno alcune ore di attesa da parte vostra. L’esperienza personale ha dimostrato che questo è un processo che è meglio lasciare ad un tuffo notturno (ancora una volta, vedi la sezione laterale “Sicurezza e smaltimento” per ulteriori informazioni). Se riuscite a combattere i vostri impulsi di gratificazione istantanea, vi ricompenserete con un mezzo quasi impercettibile per eliminare efficacemente la ruggine senza danneggiare voi stessi, le vostre parti o il mondo che vi circonda.

Sicurezza e smaltimento Siamo consapevoli della sicurezza di questo metodo, che è sicuro, ma dal momento che viviamo in una cultura così felice, permettetemi di fare la seguente dichiarazione di non responsabilità: Niente è sicuro al 100%. Nulla. Capito? Nemmeno questo. Questo processo presenta due potenziali pericoli a distanza: elettrico ed esplosivo (beh, il vostro bambino non supervisionato potrebbe annegare nella soluzione elettrolitica, ma vi stiamo dando il beneficio del dubbio).

La prima dovrebbe essere ovvia: si può fulminare con il lato primario (110 volt) di un caricabatteria, e si può far esplodere una batteria al piombo se si cortocircuitano i terminali. Non è nemmeno una buona idea lasciare che i terminali del caricabatterie sotto tensione si tocchino o che li tocchi con le mani bagnate mentre si sta in piedi scalzi in una pozzanghera. La parte del gas è un po’ meno evidente. L’elettrolisi genera quantità molto piccole di idrogeno e ossigeno, e sappiamo cosa ha fatto l’idrogeno all’Hindenburg, giusto? Anche se le probabilità che si generi abbastanza idrogeno da rappresentare un rischio (probabilmente si genera una quantità maggiore di gas infiammabile dopo una notte di inseguimento di uova sottaceto con la birra), è ovvio che si dovrebbe condurre questa operazione in un’area ben ventilata.

Anche se probabilmente manterrete il vostro secchio di elettrolito pieno per i progetti futuri (basta riempirlo d’acqua), teoricamente non c’è nulla di sbagliato o illegale nel gettarlo giù per lo scarico. L’elettrolito non è altro che fiocchi di ruggine che galleggiano in giro in un vecchio detersivo per bucato annacquato senza fosfati. Le cose cambiano, tuttavia, una volta che si immergono le parti grasse nel secchio. Lo smaltimento dell’olio in uno scarico non solo è illegale, ma è una cattiva pratica che rende noi automobilisti facili bersagli per i benefattori. Se dovete trattare le parti grasse, è sufficiente far bollire l’acqua della soluzione e sottoporre il fango a un sito di smaltimento approvato.

Lo stesso vale per ciò che si usa per gli anodi. Mentre gli anodi inossidabili non si sbriciolano così facilmente come quelli in acciaio o ferro, si dissolvono comunque. Quando lo fanno, rilasciano gli agenti leganti dei metalli pesanti come cromo, manganese e nichel che conferiscono all’acciaio inossidabile le sue proprietà antiruggine. Come l’olio, questi elementi sono illegali e potenzialmente pericolosi da smaltire nelle fognature.

L’infragilimento dell’idrogeno I processi elettrolitici come questo e altri come la cromatura, la zincatura e la nichelatura creano una condizione in cui gli atomi di idrogeno in eccesso si fanno strada tra le matrici cristalline dei metalli a base di ferro e interferiscono con le relazioni di questi cristalli. Si chiama infragilimento dell’idrogeno e, come suggerisce il nome, rende il metallo fragile, e il metallo fragile si rompe prematuramente. L’infragilimento dell’idrogeno non è isolato nemmeno all’elaborazione elettrolitica; il decapaggio, o lo stripping acido, provoca la stessa condizione.

Sebbene questa condizione non comprometta necessariamente le parti non portanti come staffe e meccanismi, può influenzare le molle e comporta un rischio di rottura piuttosto serio se presente in componenti portanti altamente critici come i mandrini e i componenti dello sterzo. Mentre la cottura di parti a una particolare temperatura per un tempo calcolato può invertire questa condizione, la sua applicazione affidabile è una scienza governata da molte variabili, tra cui le leghe metalliche, la sezione trasversale del pezzo e la gravità della condizione. È per queste ragioni che non sosteniamo l’elaborazione elettrolitica di tali parti critiche a casa nostra. È un processo che è meglio lasciare agli specialisti dell’industria della placcatura e della lavorazione dei metalli. Anche in questo caso, vorremmo vedere una prova oggettiva da parte di un fornitore prima di placcare qualcosa di così critico come il braccio di un mandrino o di un pitman.

Possiamo, tuttavia, utilizzare una forma grezza di questo processo di cottura per ridurre o addirittura eliminare l’infragilimento dell’idrogeno da componenti vulnerabili ma non critici come le molle del meccanismo. Secondo i professionisti del settore della placcatura, la cottura di un pezzo per almeno tre ore a temperature comprese tra i 375 e i 400 gradi Fahrenheit elimina la maggior parte dell’idrogeno in eccesso. Essi suggeriscono di cuocere le parti entro un’ora dal processo elettrolitico o di decapaggio per ottenere i migliori risultati e le migliori sollecitazioni mantenendo la temperatura al di sotto dei 400 gradi, poiché temperature più elevate possono influenzare il temperamento di un metallo. Chiediamo solo di eseguire il processo elettrolitico per le parti non critiche. Per favore?

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