6. COROZIUNEA I PROTECIA METALELOR 6.1. Generaliti 6.1.1. Definiie, clasificare Prin coroziune se nelege fenomenul complex de distrugere a materialelor datorit reaciilor chimice sau electrochimice cu diferite substane prezente n mediul nconjurtor. Atacul chimic direct este posibil la toate materiile prime i materialele folosite n industrie, n timp ce atacul electrochimic nu apare dect la metale, deoarece numai ele posed electroni liberi. Materialele sintetice nu posed aceast structur, ele fiind supuse degradrii numai prin atac chimic. Sub acest aspect se definete coroziunea chimic, unde n timpul reaciei dintre material i mediu corosiv nu apare un transport de sarcini electrice; coroziunea electrochimic, unde n timpul reaciei cu mediul corosiv apare un transport de sarcini electrice. Ca efect al coroziunii se pierd permanent din economia mondial cantiti importante de materiale. De exemplu, din producia mondial de oel din ultimii 50 de ani, de aproximativ 20 miliarde de tone, se apreciaz c cca. 44% s-a pierdut prin coroziune. Aceasta justific pe deplin necesitatea lurii unor msuri de protecie a materialelor mpotriva agenilor corosivi i de aprofundare a studierii fenomenelor coroziunii. Combaterea eficient a coroziuni prin aplicarea metodelor moderne de protecie, presupune cunoaterea temeinic a teoriei coroziunii metalelor. cele mai mari distrugeri corosive le provoac aerul n diferite condiii: atmosfera rural, urban i industrial, apa de conduct, apa distilat, subteran, srat, de scurgere precum i vaporii de ap. Coroziunea chimic se poate produce din cauza afinitii dintre metale i unele gaze uscate (O2, SO2, H2S, HCl-gazos, CO, CO2, H2, H2O-vapori), sau lichide ru conductoare de electricitate (alcooli, benzin, benzen etc.), provocnd pierderi de material, dezagregarea materialului de ctre cristalele srurilor care se formeaz n porii materialului. Intensitatea procesului de coroziune este condiionat de: natura materialului, natura mediului corosiv, concentraie, temperatur i presiunea mediului corosiv, precum si durata de contact.

231

Dintre factorii externi. aciunea cea mai duntoare asupra metalelor o are oxigenul. Suprafaa curat a multor metale expus la aer, se oxideaz rapid, dac reacia respectiv de oxidare are loc cu scderea energiei libere. mMe + nO MemOn n cazul coroziunii chimice, proporional cu creterea temperaturii, crete i viteza de coroziune. Astfel la prelucrarea la cald a oelului, de exemplu prin laminare, unde temperaturile unt ntre 900...1300C, grosimea peliculei de oxid poate ajunge la 1...2 mm, ceea ce determin pierderi considerabile de metal la fiecare nclzire. De la 600C, pe suprafaa oelului apare un complex de oxizi (denumit under) care cuprinde oxizii: FeO, Fe2O4 i Fe3O4, in straturi de diferite grosimi. Aceste straturi sunt ins poroase, permit oxidarea in continuare a metalului i se exfoliaz. Coroziunea electrochimic. Pentru apariia coroziunii electrochimice este necesar s existe un anod, un catod, un electrolit i un conductor, deci un element galvanic. Prin introducerea metalului n ap, sau ntr-un mediu cu proprieti electrolitice, pe suprafaa metalului apar elemente galvanice, n care impuritile din metal funcioneaz ca microcatozi, cu descrcare de hidrogen pe suprafaa lor, in timp ce metalul, funcionnd ca anod, se dizolv. Exemple tipice de coroziune electrochimic se ntlnesc n cazul obiectelor din oel expuse coroziunii atmosferice (ruginirea fierului), precum i a coroziunii provocate de curenii electrici de dispersie din sol, numii i cureni vagabonzi (ine de tramvai sau cale ferat electrificat). Practic n cazul coroziunii, este important cunoaterea vitezei de coroziune. Dac viteza de coroziune este foarte mic, chiar dac se produce totui coroziunea se poate considera materialul corespunztor, adic rezistent la coroziune. Viteza de coroziune se exprim prin masa de metal distrus pe unitate de suprafa n unitate de timp (g/m2h) sau pe adncimea la care au ajuns degradrile n unitate de timp (mm/an). Cunoaterea acestor indici permite: alegerea corespunztoare a materialului n funcie de natura mediului i dimensionarea instalaiilor n funcie de durata exploatrii. Metalul corodat se afl n general sub forma unor construcii i instalaii metalice, al crui cost este mult superior costului materialului din care sunt confecionate. Alturi de costul materialului, sume foarte mari se cheltuiesc pentru : repararea defectelor provocate de coroziune, supradimensionarea pentru prevenirea accidentelor; utilizarea materialelor anticorosive scumpe (metale i aliaje neferoase, oeluri speciale), aplicarea metodelor curente de protecie anticorosiv etc. Coroziunea general (continu) cuprinde ntreaga suprafa metalic i poate fi uniform cnd are aceeai adncime i neuniform cnd datorit vitezei232

de coroziune diferit se extinde pe adncimi diferite. Coroziunea localizat (discontinu) cuprinde anumite zone ale suprafeei metalului aprnd sub form de pete, puncte (pittinguri), plgi sau pungi ascunse de un strat de metal aparent neatacat. Coroziunea intercristalin (intergranular) const n distrugerea limitelor grunilor cristalini slbind coeziunea acestora. respectiv rezistena mecanic a materialului. Coroziunea transcristalin (intergranular) ntlnit sub forma de fisuri trans-granulare. Coroziunea selectiv, const n dislocarea unui anumit constituent din aliaj. De exemplu: dezincarea alamei n mediu de acid, n urma creia pe suprafaa aliajului apare un strat pulverulent de cupru de culoare rocat cafeniu. Procesele chimice ct i cele electrochimice de coroziune se desfoar la interfaa metal-lichid sau metal-gaz corosiv, acestea fac parte din categoria reaciilor eterogene. Coroziunea i eroziunea acionat simultan asupra suprafeei metalice. Noiunea de rezisten la coroziune este stabilitatea chimic, rezistena anticorosiv sau pasivitatea metalului. Coroziunea chimic se supune legilor generale ale cineticii reaciilor chimice eterogene, iar coroziunea electrochimic este nsoit de trecerea curentului electric prin metalul sau aliajul corodat, avnd loc la contactul diferitelor metale cu soluiile de electrolii, topituri de sruri sau pelicule de umezeal. 6.1.2. Prevenirea coroziunii (pasivizarea). Metode. Prevenirea coroziunii se realizeaz prin utilizarea materialelor pure i cu rezisten la coroziune mare, avnd o vitez de coroziune ct mai mic. Utilizarea materialelor autoprotectoare care dup faza iniial de coroziune se acoper cu o pelicul izolatoare (fenomen numit pasivizare) i care oprete naintarea coroziunii. Pasivizarea este natural, provocat prin nsi coroziunea metalului ntlnit la Al, Sn, Zn, care i formeaz n contact cu atmosfera, o pelicul protectoare de A12O3, Zn2O3, SnO2, oprind continuarea coroziunii i pasivizarea artificial provocat printr-un tratament aplicat n mod special metalului. Alte exemple de pasivizare se ntlnesc la contactul dintre Pb i H2SO4 (pelicula de PbSO4); Ag cu HCl (pelicula de AgCl). Pentru ca pelicula protectoare s asigure pasivizarea suprafeelor pieselor metalice trebuie s fie aderent, continu, fr pori sau fisuri care ar permite ptrunderea agentului corosiv n adncime. Pentru evitarea apariiei coroziunii se vor lua urmtoarele msuri: - evitarea asamblrii metalelor cu electronegativitate foarte diferit ca de233

exemplu: aluminiul n prezena aliajelor de cupru sau a oelurilor aliate; bronzul n contact cu oelul etc. - evitarea asamblrilor dintre piesele ecruisate cu cele recoapte sau turnate, ntruct din cauza diferenei de potenial electrochimic dintre ele, n prezena unui electrolit, cele ecruisate vor fi erodate i distruse. Pasivizarea este o stare de rezisten mare la coroziune a metalelor i aliajelor provocate de micorarea procesului anodic sub aciunea deplasrii n sens pozitiv a potenialului. Coroziunea poate fi prevenit prin modificarea condiiilor de lucru: - eliminarea prin metode mecanice, fizice i chimice a agenilor corosivi, de exemplu: neutralizarea apei reziduale cu diferite substane chimice, ndeprtarea oxigenului din apa cazanelor cu abur pentru termocentrale electrice cu ajutorul unor substane reductoare, evacuarea gazelor (CO, CO2) cu ajutorul ventilatoarelor, filtrelor antipoluante etc. - utilizarea inhibitorilor sau a pasivizatorilor definii prin substane organice sau anorganice introduse n mediul corosiv, care micoreaz considerabil viteza de coroziune a acestuia sau e anuleaz complet. Dup modul n care i exercit aciunea asupra procesului de coroziune, inhibitorii pot fi: anodici, catodici, absorbani. Inhibitorii anodici (silicatul, bicromatul, fosfatul de monoacid de sodiu) frneaz coroziunea prin formarea de pelicule protectoare pe zonele anodice. Inhibitorii catodici frneaz coroziunea prin formarea de pelicule protectoare pe zonele catodice i sunt mai puin eficieni dar nu sunt periculoi ca cei anodici. Aplicarea electroaprrii (protecia catodic) care const n aplicarea unor metode galvanice folosind anozi metalici auxiliari care se corodeaz n locul metalului protejat. 6.2. Procedee de acoperire a suprafeelor materialelor Procedeele de acoperire a suprafeelor materialelor constau n depunerea pe suprafeele pieselor a unor straturi protectoare metalice sau nemetalice. Pentru a fi ndeplinit rolul de protecie prin acoperire, aceste depuneri trebuie s fie continue, lipsite de pori, aderene la suprafa, rezistente la uzur etc. Calitatea proteciei prin acoperire, a suprafeelor pieselor care se realizeaz prin aplicarea unor operaii de prelucrare mecanic de degroare i decapare. Metoda de acoperire cu depuneri metalice protectoare se aplic la materialele metalice i nemetalice (sticl, mase plastice, ceramic, hrtie etc. Metalele protectoare frecvent utilizate pentru acoperire sunt: Cu, Ni, Cr, Pb, aplicate pe oel slab aliat.

234

6.2.1. Acoperirea suprafeelor cu straturi metalice protectoare se realizeaz prin: cufundarea piesei n metalul protector topit; galvanizarea; metalizarea prin difuziune termic: metalizarea prin pulverizare, placarea. 6.2.2. Acoperirea suprafeelor prin cufundarea piesei n metalul topit Se realizeaz n bile topite ale unor metale (Cu, Ni, Cr, Pb) dup care sunt rcite n aer sau bazine cu ap. Topiturile din bi au la suprafaa lor un strat de fondant (clorur de zinc) care reine ultimele resturi de oxizi de pe suprafeele pieselor protejate n prealabil. n momentul contactului topiturii cu suprafaa activ a piesei are loc difuziunea atomilor metalului de depunere n reeaua metalului ce trebuie protejat, formndu-se astfel un aliaj. n cazul n care cele dou metale nu se aliaz se adaug n topitur elemente auxiliare, de exemplu: la acoperirea fierului cu plumb se adaug n topitura pn la 50% zinc. Prin acest procedeu se protejeaz srmele i tablele zincate, tabla cositorit, tabla plumbuit, piese din oel acoperite cu straturi de aluminiu sau aliaje de aluminiu-siliciu. 6.1.3. Acoperirea metalelor suprafeelor prin metalizare folosind difuzia termic Metoda const n mbogirea stratului exterior al pieselor cu atomi ai unor metale rezistente la coroziune sau care conduc la formarea cu metalul de baz a unor constitueni structurali rezisteni. Metoda se bazeaz pe procesele elementare ce au loc n mediu activ de disociere, adsorbie i difuziunea atomilor, desfurate n spaii nchise. Disocierea este procesul de formare a atomilor n stare nscnd capabili s adere i s difuzeze n suprafaa metalului de protejat, iar gradul de disociere este capacitatea mediului de a favoriza apariia atomilor in stare activ. Adsorbia este fenomenul de aderare la suprafaa materialului de protejat a atomilor activi din mediul de disociere. Difuzia este fenomenul de ptrundere a atomilor activi prin suprafaa materialului fcnd soluie solid cu materialul de baz. Acest fenomen se desfoar la temperaturi nalte. atomii care prezint energii mari se pot deplasa dintr-un loc n altul efectund un lucru mecanic, datorit unei energii de activare.235

6.2.4. Acoperirea suprafeelor prin metalizare folosind pulverizarea (atomizarea) Procedeul este modern i const n aplicarea pe suprafaa metalului de protejat a unui strat metalic topit cu flacr oxiacetilenic sau cu arc electric si pulverizat cu ajutorul unui pistol cu aer comprimat pentru metalizat. Materialele protectoare sunt srme de cupru sau pulberi metalice de Cr, Ni, procedeul prezint avantajul ncrcrii suprafeelor pieselor costisitoare uzate sau prelucrate greit, dar prezint i dezavantajul pierderii de metal in proporie de 40% n timpul depunerii prin mprocare. Prin solidificare, particulele proiectate pe suprafaa de metalizat se sudeaz ntre ele formnd o pelicul aderent. Aparatul de metalizat trebuie s realizeze: topirea metalului de aport, pulverizarea metalului topit antrenarea particulelor formate ctre suprafaa de metalizat. Utilizarea pulberii sau a srmei metalice este condiionat de caracteristicile metalurgice ale acestora i proprietile tehnologice impuse peliculei ce se va forma. Suprafeele suport pot avea cele; mai diferite forme. nainte de metalizare, acestea sunt supuse sablrii. Metalizarea trebuie efectuate imediat dup pregtirea suprafeelor, pentru a evita oxidarea. Instalaiile automate realizeaz acest ciclu. Se poate realiza metalizarea unor materiale nemetalice (lemn, sticl, hrtie etc.) i se mai poate aplica i n industria electrotehnic (condensatoare; rezistenei; industria poligrafic, medicin, industria bijuteriilor i a obiectelor de art. 6.2.5. Acoperirea suprafeelor metalice prin placare Este procedeul de mbinare nedemontabil a dou sau mai multe materiale metalice in form de straturi, prin intermediul forelor de coeziune i tensiune superficial. Produsele placate se deosebesc de cele metalizate prin pulverizare sau alte procedee, prin grosimea mai mare a stratului pe materialul de baz. Dac la metalizarea prin pulverizare, sau alte procedee, grosimea peliculei realizat este de ordinul mm sau a sutimilor de mm., la placare grosimea peliculei este de ordinul zecimilor de mm sau de m. Straturile metalizate nu depesc 2..3% din grosimea total a obiectului rezultat, pe cnd cele placate ajung peste 8 ... 10 %, uneori 20%. a. Placarea prin turnare se realizeaz turnnd metalul de placare pe suprafaa pregtit pentru placat. Piesa de placat se prenclzete (la oel 830 ... 1030C). Prin solidificarea metalului de placare pe suprafaa de placat236

se realizeaz o aderen suficient obinerii unei piese stratificate unitare. Aderenta se realizeaz, n special prin difuziune. b. Placarea prin deformare plastic se realizeaz prin presarea suprafeelor de placat n aa fel nct, ntre acestea s apar forele de aderen necesare unei piese monolit. Placarea prin deformare plastic se face n mod obinuit la cald i la rece n anumite condiii. c. Placarea prin laminare se face la temperatura corespunztoare deformrii plastice a lingoului. d. Placarea prin sudare se aplic produselor bimetalice de dimensiuni mari (lingouri, plci, cazane etc.). Metalul de placat se poate depune tot prin topirea unuia sau mai multor electrozi de srm sau band cu ajutorul arcului electric sub strat de flux. e. Placarea prin procedeele metalurgiei pulberilor const n depunerea unor straturi de pulberi metalice, care dup sinterizare, ader fie pe o plac metalic obinut prin laminare, fie pe una realizat tot prin presare i sinterizare. Se pot depune una, dou sau mai multe folii sau plci, fiecare realizat prin sinterizarea de pulberi metalice. 6.2.6. Acoperirea suprafeelor prin galvanizare Se realizeaz pe cale electrolitic prin introducerea piesei ce trebuie protejat ntr-o baie de galvanizare avnd o soluie de sare a metalului protector. Piesa se leag la polul negativ, iar la polul pozitiv se leag o plac din metalul protector al unei surse de curent continuu de joas tensiune 6 ... 12V i de intensitate relativ mare. La trecerea curentului electric prin soluie, sarea metalului se descompune i metalul n stare nscnd se descompune pe suprafaa piesei de protejat. n acelai timp anodul se dizolv regenernd soluia. Metalele protectoare utilizate sunt: Cu, Ni, Zn, Sn, Pb, Cd, Cr, Ag, Au i aliajele lor: Cu + Zn, Sn + Pb, Ni + Co etc. n cazul cnd metalul protector nu ader la suprafaa piesei care se protejeaz se realizeaz mai multe depuneri succesive de metale diferite. De exemplu la acoperirea cu Ni se face mai nti o acoperire cu cupru, apoi cu nichel i n final cu crom. Grosimea materialelor depuse este de ordinul sutimilor de milimetru. Metoda de pregtire a suprafeei metalice naintea aplicrii stratului proteciilor difer n funcie de metoda de depunere adoptat, de gradul de impurificare a suprafeei de prelucrat i de calitatea dorit de pregtire a suprafeei. Ca prim operaie de pregtire a suprafeei corodate a unei piese se menioneaz lefuirea cu discuri abrazive, apoi lustruirea pe discuri moi cu adaosuri de psl de lustruit. nainte de aplicarea stratului protector, suprafaa237

metalic prelucrat pe cale mecanic se degreseaz i se decapeaz prin metode chimice sau electrochimice. Prin degresare se urmrete ndeprtarea materiilor grase de orice natur pn cnd suprafaa piesei metalice este udat continuu de ap. Degresarea se continu n soluii alcaline. n soluia de decapat se introduc i inhibitori de coroziune. Un loc important ntre tipurile de protecii l dein acoperirile metalice depuse electrochimic. Cercetrile n domeniu au fost canalizate pe trei direcii: - tehnologii privind pregtirea suprafeelor; - procese electrochimice de aplicare a metalelor; - controlul calitii depunerilor metalice. S-au nlocuit electroliii cianurici toxici cu alii inofensivi. O preocupare special n domeniu o constituie depunerile de aliaje, care posed caliti cu totul deosebite fa de ale elementelor simple. Aceste tehnologii i au locul n tehnica nuclear, industria aerospaial, electronic, industria uoar, n reproducerea Galvanoplastia const n producerea sau reproducerea unui obiect prin depunerea unor metale pe cale electrolitic. Calitatea specific a procedeelor galvanoplastice const n fidelitatea cu care se reproduc cele mai mici detalii, la aceasta se adaug simplitatea metodei, instalaii relativ simple, pregtirea-formarea personalului relativ uor. Principalul dezavantaj al galvanoplastiei const n neuniformitatea depunerii metalice (prezentnd proeminene i adncituri pronunate). Condiii de exploatare a acoperirilor metalice Depunerea electrolitic a unui metal sau aliaj se face n urmtoarele scopuri: a. mbuntirea aspectului care se realizeaz n general, prin modificarea luciului sau obinerea unei coloraii speciale; b. Protecia contra mediului ambiant; c. Obinerea unui strat metalic cu anumite caracteristici fizico-mecanice speciale. Mediul ambiant sau atmosfera nconjurtoare se caracterizeaz printr-o serie de factori ca de exemplu: oxigenul, cldura, umiditatea, precipitaiile care acioneaz distructiv asupra metalelor producnd coroziunea atmosferic. Aceasta este urmarea proceselor electrochimice care au loc n prezena apei de condens sau din precipitaii i a oxigenului. Fenomenul este cu att mai accelerat cu ct intervin i ali ageni, ca de exemplu cldura. nainte de alegerea unei protecii metalice este necesar cunoaterea condiiilor existente privind agenii agresivi. 1n acest sens s-au delimitat tipuri de protecie climatic . Dac asupra unei protecii acioneaz numai factori climatici, climatul respectiv are i indicativul "rural". n apropierea mrilor exist n atmosfer cantiti imense de aerosoli de clorur de sodiu (NaCl), care favorizeaz238

procesele electrochimice de coroziune. Climatele respective au indicativul "marin". Bioxidul de sulf (SO2), bioxidul de carbon (CO2) sunt impuriti de mare agresivitate, existente n domeniul industrial, iar climatul are indicativul "industrial". Factorii atmosferici contribuie la degradarea metalelor datorit unor fenomene electrochimice. Exist i ageni atmosferici care au efecte nefavorabile datorit aciunii fizice de traciune, abraziune, cum sunt: nisipul, praful, caracteristice zonelor de deert i industriale. n timpul exploatrii, metalele pot veni n contact cu ageni chimici solizi, concentraia acesteia, temperatura de lucru, etc. Contactul poate ti periodic sau continuu. Exist acoperiri care trebuie s reziste la temperaturi ridicate. Dac reperele sunt din domeniul electronic sau electric, acoperirile metalice trebuie s ndeplineasc condiiile de conductibilitate termic, electric precum i proprieti magnetice. 6.2.6.1. Noiuni de electrochimie Disocierea electrolitic Procedeul de separare a ionilor moleculelor unor substane la dizolvarea lor n ap sau prin topire, se numete disociere electrolitic. Acest proces are loc cnd fore ce anuleaz forele electrostatice; care in legai ionii n cristal sau n molecul. n calcul topirii, energia termic transmis din deriv, face ca amplitudinea micrilor de oscilaie ai ionilor, n jurul centrilor de echilibru, s creasc pn la ruperea legturilor, ceea ce echivaleaz cu libertatea de micare a ionilor i deplasarea lor sub influena unui cmp electric exterior. Gradul de disociere Nu toate moleculele dizolvate sunt disociate. Dac notm cu N numrul total de molecule dizolvate i cu N' numrul moleculelor disociate n ioni, putem defini gradul de disociere Gd ca fiind: - electrolii tari - electrolii slabi - electrolii intermediari cnd Gd > 0,5 cnd Gd < 0,01 cnd 0,01 < Gd < 0,5.

Disocierea ionic a apei (pH-ul soluiilor) H2O H+ + OHNoiunea de pH. n loc s se spun c n apa pur concentraia ionilor de239

hidrogen este de o zecime de milioane sau de 10-7 ion-g/l, se obinuiete s se spun c pH-ul apei pure este 7; aceast cifr (exponent) este singura semnificativ n ce privete numrul ionilor de hidrogen. Rezult c pH reprezint logaritmul concentraiei ionilor de hidrogen, luat cu semnul minus: pH = - lg [H] + unde [H ] reprezint concentraia ionilor de hidrogen. - n soluii neutre pH = 7; - n soluii bazice pH > 7 (alcaline). Soluia tampon este un acid, sare sau baz care regleaz valoarea pH la valoarea dorit. 6.2.6.2. Legile electrolizei n absena unui cmp electric exterior, ionii din soluia de electrolit se mic datorit agitaiei termice, n toate direciile, similar cu micarea moleculelor de gaz. Sub influena cmpului electric din celula de electroliz una din direciile de micare (cea ctre electrozi) devine predominant. - ionul de hidrogen H+ se deplaseaz spre - K - catod + anod - ionul de hidroxil OH- se deplaseaz spre -- A Ionii hidratai ajuni la electrozi pierd moleculele de ap de hidratare i se descarc pe electrozi. n cazul unei soluii de sulfat de nichel (NiSO46H2O), ionii Ni2+ se vor deplasa spre catod (K) unde, dup pierderea celor ase molecule de ap de hidratare se descarc formnd depozitul metalic. Deci trecerea ionului de Ni2+ din soluie pe catod nseamn un transport de mas concomitent cu un transport de sarcini electrice. Acest aspect este valabil pentru orice ion care se descarc pe electrozi. Rezult c ntre cantitatea m de substan (n cazul nostru nichel) depus pe electrod i cantitatea de electricitate q ce traverseaz soluia de electrolit exist o proporionalitate direct ce poate fi exprimat prin relaia: m = k q; unde: m - masa metalului depus; q = i t - cantitatea de electricitate care traverseaz soluia de electrolit; i - intensitatea curentului; t - durata electrolizei; k - coeficient de proporionalitate (echivalent electrochimic). 6.2.6.3. Teoria depunerii galvanice Depunerea galvanic a metalelor este un proces electrochimic prin c3re se realizeaz o protecie anticorosiv sau n scopuri decorative ori pentru mbuntirea proprietilor mecanice ale unor metale sau pentru producerea unor profiluri, etc. Depunerea galvanic a metalelor const n neutralizarea sarcinilor ionului240

(metalic) hidratat i ncorporarea atomului neutru n reeaua cristalin a metalului. Una din cele mai importante condiii pentru obinerea primei acoperiri galvanice foarte aderente i satisfctoare ca aspect exterior este curirea suprafeelor ce urmeaz a ti acoperite. Toate obiectele orict de curate ar prea la o examinare atent a suprafeelor se observ impuriti pe suprafa care mpiedic procesul de galvanizare normal. Impuritile care se gsesc pe suprafaa pieselor se mpart n trei categorii: - oxizi; - grsimi i substane organice: - corpuri strine solide de diferite proveniene (nisip, praf, zgur, incluziuni, etc.). Este imperios necesar curirea suprafeelor metalelor pentru a avea o aderen bun a stratului galvanic depus. Pregtirea suprafeelor se face prin metode mecanice care constau n netezirea i nivelarea suprafeelor pentru mbuntirea aspectului general i n special al luciului acoperirilor galvanice. Piesele se supun la 2 operai: lefuire i lustruire. Prin lefuire se ndeprteaz cantitii mici de metal n vederea nivelrii suprafeelor, n timp ce la lustruire se face o finisare a suprafeei, realizeaz o ndeprtare a zgrieturilor, rizurilor lsate de abraziv. Materialele abrazive pot ti naturale sau sintetice sub form granular depuse pe supori respectiv discuri de lefuit i lustruit. Pentru lefuire: - mirghel (hrtie abraziv); - disc electrocorund. Pentru lustruire: - postav mbibat cu oxid de crom: - var de Viena (past); - Al2O3 (alumin metalografic); - carbur de siliciu (SiC). lefuirea i lustruirea se poate face prin vibrare. 6.2.7. Metode chimice i electrochimice de curire. Degresarea. Defeciunile care apar la depunerile galvanice se datoreaz pregtirii insuficiente a suprafeelor nainte de galvanizare, naintea depunerii straturilor. Una din metodele de curire a suprafeelor este DEGRESAREA prin care se nelege ndeprtarea grsimilor de pe suprafeele metalice. Degresarea se poate face n mai multe feluri: - degresare n solveni organici; - degresare n soluii alcaline;241

- degresare n emulsii; - degresare manual; - curire i degresare electrolitic. 6.2.7.1. Degresarea n solveni organici Degresarea n solveni organici const n dizolvarea grsimilor saponificabile i nesaponificabile. Solvenii organici se clasific n dou categorii: - inflamabili - benzin, petrol lampant, white-spirte, benzen, toluen; - neinflamabili - tetraclorura de carbon, percloretilena, tricloretilena, etc. Datorit tendinei lor de a se aprinde la temperaturi relativ joase, solvenii organici inflamabili nu se prea folosesc. Solvenii organici neinflamabili permit degresarea la temperaturi ridicate, dizolv foarte bine uleiurile, grsimile i nu prea reacioneaz cu metalele. Percloretilena i tetraclorura de carbon (CCIT) sunt cei mai indicai solveni organici pentru degresare. Dezavantajul acestor solveni clorurai const n toxicitatea mare i pre de cost ridicat. Degresarea se face prin scufundare sau stropire. Dup degresare urmeaz splare, apoi o uscare. 6.2.7.2. Degresare n soluii alcaline Soluiile pentru degresare chimic conin substane care formeaz compui solubili cu grsimile i uleiurile saponificabile, reduc fora de coeziune dintre pelicula de grsime sau impuritile mecanice i metal, uureaz splarea i prentmpin coroziunea metalului. Astfel de componeni sunt: hidroxizii de sodiu i potasiu, soda calcinat, fosfaii, silicaii i adaosurile tensioactive. Soluiile alcaline pentru degresare pot fi: - soluii slab alcaline, pH = 10 - 11 degresare uoar; - alcalinitate medie, pH = 11 - 12 (curire nainte de galvanizare); - puternic alcaline, pH = 12 14 (curire brut) Temperatura procesului de degresare este cuprins ntre 60-90C. Compoziia general a bilor: - NaOH - hidroxidul de sodiu; - Na2CO3 - carbonatul de sodiu: - Na3PO4 - trifosfatul de sodiu; 6.2.7.3. Degresarea cu emulsii Se bazeaz pe utilizarea unui amestec de solvent organic, emulgator i ap sau soluii slab alcaline. Compoziia emulsiilor: - solvent (petrol. tricloretilen);242

- emulgtor (silicat de sodiu i spun); - stabilizator: - ap. 6.2.7.4. Degresarea electrochimic Se execut n soluii alcaline, la catod sau la anod. De obicei se face la catod sau combinat (la catod apoi la mod). Metoda este mult mai eficace dect celelalte. Electrolitul conine aceleai componente ca i la degresarea n soluii alcaline: NaOH, Na2CO3, Na2PO4, NaCN, KCN. Electrozii folosii sunt din oel nichelat, gratii sau plci de Ni. Degresarea se tace la temperatura de 50-80C. 6.2. 7.5 Degresarea cu ultrasunete Asigur un grad ridicat de curire a suprafeei metalului n timp scurt. Avem nevoie de instalaii speciale (generatoare de ultrasunete). Costul ridicat al instalaiei este justificat de calitatea superioar a produselor. Temperatura de lucru 45-55C: Durata degresrii, cteva minute. Pentru o degresare bun trebuie ca suprafaa pieselor s fie pus n direcia cmpului sonic. Piesele trebuie rotite n timpul degresrii. 6.2.7.6. Decaparea Este procesul de ndeprtare a oxizilor (rugin i under) de pe suprafaa metalelor prin tratarea obiectelor cu soluii de aciri, sruri acide, alcalii sau dizolvare ANODIC. Rugina = un amestec de hidroxizi de Fe2+ i Fe3+ (Fe2O3, Fe3O4). La interaciunea cu acizii aceti oxizi formeaz sruri solubile n ap. Alegerea procedeului de decapare depinde de natura metalului; de caracterul i de grosimea stratului de oxid care l acoper. Tehnologia de decapare are urmtoarele faze: - degresare brut; - splare; - decapare; - splare; - uscare; - protecie temporar mpotriva coroziunii. Reacii de decapare: 2Na + H2 2NaH- hidrur de sodiu Fe3O4 + 4NaH 3Fe + 4NaOH under reducerea underului243

Decaparea cuprului i a aliajelor de cupru Pe suprafaa pieselor din cupru se formeaz oxizi de cupru datorit oxigenului din aer, sulfuri, datorit Na2S i carbonai bazici datorit prezenei C02. Soluia de decapare: H2SO4 - 100 g/l HNO3 - 20 g/l Temperatura T= 60C. Se dizolv stratul gros de oxid fr a ataca metalul (aliajul). Pentru ndeprtarea straturilor subiri de oxizi se utilizeaz amestecuri de acizi. Decaparea zincului i a aliajelor de zinc. Se folosete aceeai compoziie ca i la oeluri dar de o concentraie mai mic. 6.2.8. Elemente de depunere (acoperire), procedee 6.2.8.1. Argintul (Argintare - Ag) Argintul este un metal alb, plastie, maleabil. Argintarea se folosete mult n electronic, electrotehnic, aeronautic, reactoare nucleare, acoperirea obiectelor de art. Pentru mrirea rezistenei mecanice se aliaz cu stibiu, seleniu, telur. Se dizolv uor n HNO3. n aer cu coninut de hidrogen sulfurat se negrete (pelicul nchis la suprafa). Argintarea se mai folosete pentru protecia aparaturii chimice, mpotriva aciunii soluiilor alcaline, pentru acoperirea contactelor electrice, pentru mrirea coeficientului de reflexie a reflectoarelor, cu scop decorativ etc. Argintarea se face n prezena electroliilor cianurici (KCNO. La argintarea dur i lucioas se recomand un coninut constant de cianur. Cianura de potasiu n prezena lui C02 i vaporilor de ap se descompune formnd carbonatul de potasiu. 2KCN + CO2 + H2O = K2CO3 + 2HCN Carbonatul de potasiu mbuntete conductivitatea i puterea de ptrundere a electrolitului. Azotatul de potasiu (KNO3) contribuie la formarea unor depuneri mai deschise la culoare i favorizeaz solubilizarea anozilor. Hidroxidul de potasiu (KOH) mrete conductivitatea electrolitului. Pregtirea pentru argintare

244

nainte de argintarea propriu-zis suprafaa metalic trebuie pregtit pentru obinerea unor depuneri aderente i de calitate superioar. Prenichelarea se face atunci cnd stratul de Ag depus va fi supus unei uzuri mari. Piesele se introduc ntr-o soluie de clorur de nichel (NiCl2 + HCl; densitatea de curent = 16 A/dm2, t = 5 min.). Argintarea se poate aplica pe mai multe metale cum ar ti: nichelul i aliajele de nichel, cuprul i aliajele sale, aluminiul i aliajele sale, aliajele de zinc, oelurile i fierul. n general este nevoie de o decapare. Alamele n general naintea argintrii se precupreaz pe cale acid sau cianuric. Aluminiul poate ti argintat n electrolii puternic alcalini (eu pH = 12 - 14). Obiectele din oel, fier, naintea argintrii se cupreaz, se almesc sau se nicheleaz suprafeele pentru o aderen mai mare a argintului la suprafa. Pentru aceasta se folosete cianura complex de argint: [Ag(CN)n]. Exemple de obiecte pentru argintare - Argintarea tacmurilor; - Argintarea pieselor de podoab; - Argintarea reflectoarelor. Acoperiri galvanice de argint n: - Aeronautic; - Electronic; - Cosmonautic; - Electrotehnic. 6.2.8.1. Aurul (Aurire - Au) Depunerile electrolitice de aur au o ntrebuinare foarte larg n confecionarea bijuteriilor, electronic, cosmonautic, depunerile sunt n straturi foarte subiri (0,5 m). Pentru AURIRE se folosesc electrolii cianurici, electrolii cu ferocianiuri. Electroliii pentru aurire se prepar pe dou ci: - dizolvare anodic; - dizolvare chimic. Prin utilizarea electroliilor de aurire s-a cutat mbuntirea depunerilor de aur prin adugarea unor adaosuri de luciu. 6.2.8.3. Cadmiul (Cadmiere - Cd) Depunerile de cadmiu sunt utilizate pentru protecie anticorosiv tehnic, ns datorit preului foarte ridicat a acestui metal, ntrebuinarea lui este foarte redus. Depunerea catodic precum i proprietile fizice i anticorosive ale acoperirii sunt foarte asemntoare cu cele ale zincului.245

Cadmierea este mai costisitoare dect zincarea, se aplic la protecia suprafeelor care vin n contact cu apa de mare sau cu soluii de cloruri, n locul zincrii i la acoperirea contactelor electrice. Pentru a mri rezistena la coroziune i pentru a asigura o suprafa estetic, depunerile de cadmiu se supun cromatrii (pasivizrii), la fel ca i depunerile de zinc. Dup o imersie scurt ntr-o soluie de HNO3 0,5%, depunerile capt o culoare argintie, lucioas. 6.2.8.4. Cobaltul (Cobaltiere - Co) Compoziia electroliilor este foarte asemntoare cu cea a nichelrii, numai c densitile de curent sunt mai mari. Proprietile straturilor de Co sunt foarte asemntoare cu cele ale straturilor de Ni. 6.2.8.5. Cromul (Cromarea - Cr) Stratul cromat arc o bun rezisten la uzur mecanic i chimic. Cromul poate fii depus electrolitic aproape pe toate metalele. Cromul are o stabilitate chimic mare, dar nu asigur o bun protecie a oelului contra coroziunii. De aceea n locul cromrii directe este folosit nichelarea sau o tripl acoperire a oelului Cu-Ni-Cr unde grosimea stratului de crom este de 1m. Cromarea lucioas decorativ se realizeaz n general pe suporturi de CuNi. Domeniu de utilizare: - pentru protecii mpotriva coroziunii; - rezisten la uzur; - acoperiri decorative. - aparatur medical; - obiecte casnice; - segmeni de pistoane. Cuprarea pieselor din oel, naintea nichelrii i cromrii, trebuie efectuat cu mult grij n electrolii cianurici un strat subire, apoi unul lucios mai gros pentru a elimina hidrogenul absorbit de cupru din electroliii cianurici i pentru a evita riscul exfolierii straturilor de Ni-Cr. Cromarea dur Are trei scopuri: - mrirea rezistenei pieselor supuse uzurii mecanice; - restabilirea dimensiunilor pieselor uzate; - corectarea dimensiunii pieselor incorect elaborate. = 0,03 0,3 mm (1 mm).246

Proprietile stratului cromat: - duritate ridicat i rezisten mare la uzur: - rezisten termic i anticorosiv; - coeficient de frecare mic; - proprieti paramagnetice; - aspect plcut i efect estetic. Cromarea dur se face pe: oeluri clite sau neclite, oeluri de construcii, cupru, aluminiu. Se pot obine rezultate bune de cromare pentru oeluri cu duritate sub 57 HRC, Destinaie: calibre, verificatoare, matrie, tarozi, scule achietoare, filiere, etc. Cromarea poroas a pistoanelor sau segmenilor de piston mrete de zeci de ori durata de funcionare a acestora. Tratamentul ulterior Dup cromarea dur, piesele se spal cu ap fierbinte. Apa rece fisureaz stratul. Electrolitul de cromare se ndeprteaz mai uor de pe suprafaa piesei cu ap cald. Cromarea neagr Acoperirea cu straturi negre, mate de Cr a cptat o larg aplicaie la fabricarea aparatelor termice i optice, deoarece ele constituie suprafee nereflectante. Culoare: negru nchis. Cr negru = crom nemetalic i Cr203. Bile de cromare neagr lucreaz cu densiti de curent mari (70...190 2 A/dm ). Azotatul de vanadiu d culoarea negru nchis. 6.2.8.6. Cuprul (Cuprare - Cu) Cuprul nu poate servi la protecia anticorosiv a oelurilor. Diferena de potenial dintre Cu i re, acesta (Cu) accelereaz distrugerea corosiv a fierului. Cuprul se oxideaz repede n aer, mai ales la cald. Nu se poate utiliza nici pentru acoperiri decorative. Acoperirile eu cupru se folosesc numai n scopuri galvanoplastice, ea strat la trefilare sau tanare, la obinerea stratului bimetal Cu-Fe la recondiionarea pieselor uzate. Straturile de cupru se aplic pentru a evita carburarea, iar dup tratament termochimic stratul cuprat se ndeprteaz. Cuprul se utilizeaz ca strat intermediar la nichelarea, argintarea i cromarea oelurilor. El se depune din electrolii cianurici: - acizi;247

- alcalini. Puterea de ptrundere a electroliilor cianurici este mult mai bun dect a electroliilor acizi. Cianurile de cupru i potasiu formeaz un complex cianuric de potasiu i cupru. CuCN + KCN KCu (CN)2 6.2.8.7. Nichelul (Nichelarea - Ni) ntrebuinarea nichelului in galvanoplastie are drept scop obinerea rezistenei materialelor metalice la aciunea aerului atmosferic, hidroxizilor alcalini sau chiar a acizilor. Nichelul este foarte stabil n aer, i menine foarte mult luciul. Structura acoperirilor cu nichel este foarte fin. Nichelarea are dou scopuri: - protejarea metalelor de baz contra coroziunii - la protecia instrumentelor medicale, a obiectelor de menaj i a celor care vin n contact cu alimente. Pe strat intermediar de cupru se aplic n scop decorativ protector cu sau fr strat de crom. - finisarea decorativ a suprafeei (electroliii 20-60C). Nichelarea neagr Grosimea stratului este de aproximativ 2 m i are o capacitate de protecie mai slab contra efectelor corosive. Pe straturile de zinc se obin depuneri de nichel negru. Straturile negre se obin prin reducerea sulfocianurii n timpul depunerii. 6.2.8.8. Plumbul (Plumbuirea - Pb) Acoperirea electrolitic cu plumb prezint avantaje mari n primul rnd datorit naltei puriti a metalului depus. Acoperirile cu Pb se folosesc pentru protejarea metalelor contra aciunii acidului sulfuric, a apelor sulfuroas, a sulfurilor i sulfailor. Plumbul are o rezisten mare la aciunea substanelor toxice speciale. Prezena lui o avem n industria chimic, industria de armament. Metale platinice (Radiul, platin, paladiul, ruteniul, osmiul, iridiul) Depunerile electrolitice ale acestor metale devin din ce n ce mai importante fiind ntrebuinate n electrotehnic, electronic, astronautic, chimie, etc. Radiul (Rd)248

Este un metal alb albstrui cu o rezisten chimic mare. De asemenea, acesta prezint o duritate mare i este insolubil n acizi i ap regal. Se folosete la protejarea pieselor de argint i argintate mpotriva oxidrii. Radierea se folosete la Ag, Cu, alpaca, Ni, alame, bronz fosforos. Paladiul (Pd) Acoperirile cu paladiu se folosesc in electrotehnic la protejarea contactelor electrice mpotriva oxidrii. Paladiul metalic se dizolv n ap regal. Procedeul de acoperire galvanic este nc limitat. Platina (Pt), Ruteniul (Ru), Iridiul (Ir), Osmiul (Os) Acest tip de acoperiri care sunt nc limitate. 6.2 8.9. Staniul (Stanarea - Sn) Are mare stabilitate chimic, nu se oxideaz n aer umed. Este mult mai electropozitiv dect fierul, de aceea el protejeaz contra coroziunii atmosferice. Se utilizeaz pe scar larg n industria alimentar la tablele pentru fabricarea conservelor. La temperatura sub + 13C Sn trece ntr-o alt stare alotropic sub form de pulbere, de culoare cenuie numit "CISMA STANIULUI". Acoperirile cu staniu se folosesc la: - acoperirea tablelor pentru cutiile de conserv; - depuneri anticorosive pentru tacmuri i vase de buctrie; - etanarea mbinrilor filetate. - la acoperirea segmenilor de piston sau a pistoanelor de aluminiu, a contactelor electrice etc. Depunerea electrolitic se face cu dou tipuri de electrolii: - electrolii acizi; - electrolii alcalini. 6.2.8.10. Zincul (Zincare sau erardizare - Zn) Acoperirile cu Zn sunt folosite pentru acoperiri mpotriva coroziunii pieselor din industria constructoare de maini. a tablei i srmei de oel precum altor obiecte n condiii uoare de coroziune, i n aer cu umiditate moderat, un aer impurificat cu gaze de ardere sau gaze sulfuroase, n contact cu apa potabil n contact cu produsele petroliere, cu apa de rcire pn la 70C. Este bine ca dup zincare s se efectueze o pasivizare a stratului de zinc aplicat electrolitic.249

Zincul este toxic de aceea se evit pentru folosirea acoperirilor la obiecte de menaj. Dup Ni i Cr, zincul este cel mai utilizat n galvanoplastie. Zincarea electrolitic se realizeaz n electrolii acizi i alcalini. Pe suprafaa acoperirilor cu Zn se pot forma nite sruri bazice de zinc numite "rugin alb". 6.2.8.11. Aluminiul (Alitarea - Al) Acoperirile cu aluminiu sunt folosite la fabricarea oglinzilor necesare la instalaii pentru captarea energiei solare, n navigaie, tehnic nuclear, spaial, electrotehnic. Stratul depus este foarte lucios, viteza de depunere 6...8 Nm/h. Aluminiul se depune pe Fe; Cu; Ni. Depunerile de aluminiu mai mari de 20 m se fac prin oxidare modic (ELOXARE) care se pot colora apoi n nuane plcute prin imersia pieselor n soluii de colorani. 6.2.8.12. Fierul (Fieruirea - Fe) Fierul protejeaz clieele de cupru i se dizolv n acid sulfuric (H2S04) diluat mai uor dect Ni. Fieruirea se aplic n industria poligrafic pentru mrirea rezistenei la uzur a stereotipelor, n industria de automobile i tractoare pentru recondiionarea pieselor mate. Depunerea aliajelor Obinerea aliajelor prin codepunere de metale a gsit o larg aplicaie n industrie. Pn n prezent se cunosc peste 200 de tipuri de metale i aliaje ce se pot depune prin metode electrochimice. 6.1 9. Pelicule de natur anorganic Straturile de natur anorganic de oxizi cromai i fosfai se utilizeaz larg n industrie, n scop anticorosiv i decorativ. Prin oxidare i fosfatare se acoper obiecte care funcioneaz n condiii uoare de coroziune atmosferic. Adeseori oxidarea i fosfatarea se practic pentru obinerea straturilor intermediare; naintea aplicrii lacurilor i vopselelor sau independent la finisarea decorativ a unor obiecte. Oxidarea aluminiului i a aliajelor de aluminiu se face pentru mrirea duritii, a rezistenei la uzur. Fosfatarea se face pentru micorarea frecrii, izolarea suprafeelor la zincare, stanare, plumbuire i izolarea plcilor de transformator, la rotoare i statoare. Peliculele de oxizi i fosfai ader bine la metalul - suport, dar sunt fragile i poroase. a. Oxidarea metalelor se face prin scufundarea metalelor n soluii250

adecvate, suspendnd piesele n baia de electroliz n calitate de anod. Oxidarea oelului (brunarea) Oxidarea chimic n soluii fierbini de : - hidroxid de sodiu - 700 g/1 - azotat de sodiu - 50 g/1 - azotit de sodiu - 200 g/1 - temperatura - 140C - durata - 30-90min. Oxidarea oelului poate fi fcut i n vapori de ap supranclzii. b. Fosfatarea oelurilor i fontei. Peliculele protectoare de fosfai se aplic pe tonte i oeluri de construcie nealiat. Fosfatarea - chimic - electrochimic Fosfatarea chimic simpl se face n 3% dihidro-ortofosfat de mangan i fier - primari: NaH2PO4, Fosfai - secundari: Na2HPO4, - teriari: Na3PO4. Fosfaii primari sunt solubili n ap. Fosfatul trisodic (Na3P04) se ntrebuineaz la dedurizarea apei i ca detergent. c. Cromatarea. Const n scufundarea pieselor n bi de acid cromic sau bicromat, n prezena unui acid. Peliculele de cromai micti (0,5-1,0 m) sunt rezisteni la coroziune n condiii atmosferice, dar servesc foarte bine i ca suport pentru lacuri i vopsele. Se cromateaz: Zn, Al, Cd, Mg, Cu. Pelicula cromatat este compact (neporoas). EMAILURILE : Se aplic pe font, oel, metale neferoase i pe metale nobile. Emailarea - umed - uscat.

251

6.3. PROTECIA SUPRAFEELOR FRIN LCUIRE I VOPSIRE Lacurile i vopselele au fost create de om din necesitatea de a proteja anumite obiecte din lemn sau metal, fa de aciunea distrugtoare a agenilor atmosferici i a le prelungi astfel durata de utilizare. Pe msur ce fabricaia lor a evoluat au cptat i rolul de acoperiri ornamentale. n general, lacurile i vopselele sunt soluii sau suspensii care prin aplicarea pe o suprafa oarecare formeaz o pelicul subire a crei grosime se msoar n microni. Prin diversificarea fabricaiei lor, s-a ajuns ca n prezent, pentru protectia unei suprafee, s se aplice succesiv, diferite feluri de vopsele, constituind astfel un sistem de vopsire. n anumite situaii, ntr-un asemenea sistem de vopsire, se poate ntlni, ntreaga gam de produse n fabricaie, n urmtoarea succesiune de structuri, pornind de la suprafaa metalului: grund, chit, vopsea, email i lac. Componentul principal al acestora l reprezint liantul, produs lichid, constituit din substane peliculogene, care pot fi uleiuri vegetale sau rini, dizolvate n solveni. Dintre celelalte materii prime folosite n fabricaia de lacuri i vopsele amintim: pigmenii, materialele de umplutur, plastifiani, sicativii etc. Uleiuri vegetale Sunt produse lichide extrase din seminele unor plante ca: in, soia, floarea soarelui, ricin, etc. Din punct de vedere chimic, uleiurile sunt constituite din amestecuri de trigliceride (esteri ai glicerinei cu diveri acizi grai saturai i nesaturai). Formarea de pelicule i oxidarea la linoxin este fenomenul chimic care st la baza utilizrii uleiurilor vegetale, la fabricarea lacurilor i vopselelor. Dup felul n care formeaz peliculele, uleiurile se mpart n: - uleiuri sicative; - uleiuri semisicative; - uleiuri nesicative. Solvenii i diluanii, plastifiani, sicativi Solvenii sunt produse organice volatile, care au rolul de a dizolva produsul peliculogen solid sau cu vscozitate mare (rin, bitum, ulei), pentru a- aduce la starea n care s poat fi aplicat prin una din metodele cunoscute (stropire, pensulare, imersie etc.). Dup aplicare solventul se volatilizeaz din stratul depus. Fiecare solvent dizolv numai anumite substane peliculogene. Diluanii au proprietatea de a dilua vopselele i de a cura sculele folosite la aplicarea vopselelor. Solvenii i dizolvanii sunt toxici pentru organism. Dac concentraia vaporilor de solveni i diluani este mare se recomand folosirea mtilor de252

protecie i asigurarea unei ventilaii puternice. Plastifianii asigur elasticitatea straturilor unor anumii liani. Plastifianii sunt considerai ca nite solveni foarte grei, rmnnd n pelicul i dup uscarea acesteia, mbuntindu-i rezistena la frig i lumin. Plastifianii sunt produse lichide, incolore, care se dizolv n soluiile n care se adaug. Sicativii sunt substane chimice care grbesc uscarea peliculei de ulei. Acetia sunt sruri ale unor metale grele (Co, Mn, Pb, Zn, Zr). 6.3.1. Pigmeni i materiale de umplutur Pigmenii sunt produse n starea pulverulent, care sunt folosii la fabricarea vopselelor i emailurilor. Nu se dizolv n ap, substan peliculogen sau solveni. Pigmeni: - organici - anorganici - naturali - sintetici. 6.3.1.1. Rini naturale Sunt produse organice cu greutate molecular relativ mare, au o compoziie neunitar i sunt necristalizabile. Sunt secreii naturale ale unor plante (colofoniul, chihlimbarul). Se amestec bine cu uleiurile vegetale, sunt solubile n solveni organici. 6.3.1.2 Rini sintetice Sunt produse organice macromoleculare ele fcnd parte din grupa materialelor plastice. Se obin prin procese chimice cum ar fi: policondensarea, polimerizarea i poliadiia. Policondensarea este reacia chimic dintre molecule mari, bi sau polifuncionale, prin care ia natere un produs macromolecular. Polimerizarea este reacia chimic n care se pornete de la o substan chimic simpl, denumit monomer i care are capacitatea s reacioneze cu ea nsi, dnd un produs macromolecular numit polimer, a crui molecul este format din monomeri, legai chimic.

253

Poliadiia este reacia n care macromoleculele iau natere prin adiia grupelor reactive ale reactanilor. Se asemn eu policondensarea i eu polimerizarea. 6 3.1.3 Pregtirea suprafeelor pentru vopsire Dup diversele operaiuni de prelucrare mecanic i depozitarea pieselor n timp suprafeele se impurific cu grsimi, corpuri strine, oxizi etc. Curirea suprafeelor n vederea vopsirii se poate face prin procedee mecanice, manuale sau mecanizate, prin degresare cu solveni organici, prin metode chimice etc. a. Curire cu scule manuale Se folosete mai puin, metoda const n ndeprtarea de pe suprafaa metalului a oxizilor slab adereni i a impuritilor cu ajutorul periilor de srm, pnzelor abrazive, paclurilor, rzuitoarelor etc. b. Curirea cu scule mecanizate Se realizeaz folosind maini electrice sau pneumatice la care sunt ataate peii de srm, pnze sau discuri abrazive. c. Curirea prin tobare i vibraie Operaia de tobare poate fi uscat sau umed. Se execut n tamburi hexagonali sau octogonali. Piesele se introduc n aceti tamburi care se rotesc cu o anumit vitez. Prin rostogolire, piesele se ciocnesc i underul, oxizii, rugina, dispar de pe suprafaa pieselor. La curirea prin vibrare se produce o achiere i o ecruisare a suprafeei pieselor d. Curirea prin sablare Este un procedeu foarte vechi. S-a fcut cu aburi, vapori, aer comprimat, nisip. n prezent se folosesc alicele pentru ndeprtarea underului, ruginii, impuritilor grosolane etc. e. Curirea cu solveni organici Utilizarea solvenilor se poate face manual sau n instalaii specializate. Materialele aderente la suprafa ca: oxizii, srurile minerale, acizii i bazele nu pot fi nlturate prin acest procedeu, deoarece nu sunt solubile n solveni organici. Solvenii organici sunt foarte inflamabili cei mai utilizai sunt tricloretilena i percloretilena care sunt lichide anhidre, incolore care dizolv rapid i n cantiti mari uleiuri, unsori, rini parafine, bitumuri i alte materiale insolubile n ap. Ele nu atac metalele. n funcie de natura pieselor i impuritilor se alege i tehnologia de curire, degresare. f. Curirea cu abur Se poate realiza n utilaje specializate sau eu agregate manuale de254

pulverizare. Procedeul const n aplicarea pe suprafaa piesei a unui jet de ap supranclzit generatoare de vapori umezi. Pentru a obine un efect de curire mai puternic se adaug n apa supranclzit substane chimice alcaline sau detergeni. Dup aceast curire este necesar splarea pieselor cu ap cald (60...80C). g. Curirea cu flacr Este operaia folosit n construciile metalice, pentru ndeprtarea de pe suprafee a straturilor gazoase de oxizi i a vopselelor vechi. Nu se recomand arderea grsimilor pentru ce prin carbonizare aceasta ader la suprafaa metalului i se vor ndeprta foarte greu. h. Curirea cu substane alcaline Degresarea cu produse alcaline realizeaz curirea prin transformarea chimic a substanelor care impurific suprafaa. Pentru o degresare bun, e necesar ca s se adauge n soluie unele substane numite emulgatori. Aceste substane mresc stabilitatea emulsiilor i suspensiilor i mbuntesc capacitatea de udare, contribuind la desprinderea impuritilor. Pentru realizarea soluiilor de degresare se utilizeaz soda caustic, soda calcinat, fosfai, polifosfai, silicai alcalini, borai de sodiu etc. Temperatura soluiilor trebuie s fie de 70 ... 90C, timpul de degresare 10 ... 15 minute. 6.3.1.1. Decaparea cu substane acide Prin decapare se realizeaz ndeprtarea oxizilor de pe suprafeele metalice prin transformarea lor chimic, cu ajutorul acizilor. Principalii acizi la decapare sunt: acidul sulfuric (H2SO4) i acidul clorhidric (HCl). Acidul clorhidric este mai eficace dar mai scump. Exist o serie de substane, cunoscute sub numele de inhibitori, care limitea2 atacul acidului asupra metalului, diminueaz absorbia de hidrogen i formeaz la suprafaa bii o spum care nltur pierderile de acid prin pulverizare. Aceti inhibitori sunt compui organici care prelungesc durata de decapare dar protejeaz suprafaa oelului i reduce fragilitatea provocat de hidrogen. 6.3.2 2 Fosfatarea i pasivizarea metalelor Printre tratamentele chimice de suprafa se afl i procedeul de fosfatare. Fosfatarea prin formarea straturilor protectoare se caracterizeaz prin faptul c, datorit prezenei cationilor de matele grele n baia de tratare (ionii de zinc sau mangan), pe suprafaa metalului se depun straturi cristaline, formate din fosfat de zinc, fier sau mangan. Soluiile apoase de fosfatare cuprind n esen255

fosfaii de zinc sau mangan i acid fosforic liber. Concentraii acidului trebuie reglat n aa fel nct zincul i manganul s nu precipite sub form de fosfat teriar sau insolubil. Stratul de fosfat (de zinc sau mangan) se formeaz direct pe suprafaa metalului. Reacia se oprete atunci cnd ntreaga suprafa a metalului se acoper cu un strat de fosfat. Metoda cea mai folosit pentru obinerea straturilor protectoare nemetalice este fosfatarea cu fosfat de zinc. 6..2:2 1. Fosfatarea cu fosfat de zinc Procesul de formare a unui strat protector de ctre o soluie de ortofosfat de Zn n cursul fosfatrii suprafeelor de oel este declanat prin reacia de atac primar al acidului liber prezent n baia de fosfatare asupra suprafeei de tratat. n acest caz este vorba de o reacie ireversibil, corespunznd oarecum cu o dizolvare a suprafeei metalului ntr-un acid, operaiune care se poate desfura n mod normal n condiii. de fosfatare. Hidrogenul se degaj i parial este oxidat n ap. Fosfatul de fier teriar se depune direct pe suprafaa oelului. Pe acest strat astfel format se depune apoi fosfatul de zinc teriar, rezultat din procesul de hidroliz ulterior. Cu toate avantajele fosfatrii la cald, se poate realiza i fosfatarea la temperatura ambiant, cu dou condiii: 1. pH-ul bii de fosfatare, care trebuie s fie deplasat spre neutru, reglat la 4; 2. folosirea de acceleratori corespunztori temperaturi de lucru ambiante, n general nitrii. Straturile fosfatate reprezint un suport ideal pentru acoperirea ulterioare cu lacuri i vopsele. 6.3.2.2.2. Fosfatarea cu fosfat de mangan Fosfatarea oelului cu ajutorul soluiilor de fosfat de mangan au impuriti deoarece concureaz cu fosfatarea cu zinc. Alturi de acidul fosforic bile mai conin i fosfat monomaganos, fosfai de mangan secundar i teriar. Baia de fosfatare se mbogete cu ioni ferici i stratul de depunere va fi format din fosfai de fier secundari i teriari, alturi de cei de mangan att n strat ct i ca sedimente. Dezavantajul fosfatrii cu mangan este c timpul de realizare este dublu fa de fosfatarea cu zinc, ns protecia mpotriva coroziunii este mai bun n cazul fosfatrii cu Mn dect cea cu Zn.

256

Pasivizarea Prin pasivizare se mrete rezistena la coroziune a metalelor i aliajelor n special cnd viteza de dizolvare anodic este mic. Pasivizarea se face n scop de protecie temporar ca metod suplimentar de pregtire a suprafeelor. Se aplic sub form de soluii dup fosfatarea propriu-zis pentru pasivizarea fierului din interstiiile i porii straturilor fosfatice. 6.3.3. Metode de aplicare a lacurilor l vopselelor 6. 3. 3.1. Vopsirea cu pensula Se poate efectua pentru acoperirea de protecie decorativ utiliznd o gam larg de materiale peliculogene. Odat cu apariia pistolului de pulverizare procedeul de vopsire industrial cu pensula a fost treptat abandonat (parial) datorit productivitii mici. Totui metoda se pstreaz la vopsirea lemnului, chiar navelor unde pot rmne pete de rugin ascunse sub pelicula de vopsea. 6.3.3.2. Vopsirea prin pulverizare Pistolul de pulverizare a aprut n primul deceniu al secolului trecut, care a revoluionat tehnica de aplicare a lacurilor i vopselelor, a impulsionat n mod deosebit folosirea unor categorii de materiale variate pentru acoperirea de protecie i estetic n special a suprafeelor metalice. n industrie, cca. 80% din materialele ce trebuie vopsite se realizeaz prin pulverizare (locomotive, vagoane, autobuze, automobile, maini-unelte etc. 6.3.3.3. Vopsirea prin imersie Piesele cu forme complicate, muchii ascunse, care nu pot li vopsite cu pensula sau prin pulverizare, se vopsesc prin imersie ntr-o baie n care se gsete grundul sau vopseaua, avnd o vscozitate mic ce favorizeaz ptrunderea temperatura de uscare a vopselelor n acest caz este de 160 ... 180C. 6.3 3.4. Vopsirea prin electroforez Const n descrcarea pe suport metalic a particulelor ionizate care se gsesc n suspensia coloidal, n ap. Se formeaz pe pies un film continuu, a crui grosime depinde de calitatea vopselei i de condiiile electrolitice. Vopsirea prin electroforez este un procedeu ce folosete materiale solubile n257

ap, baia este alimentat cu curent continuu. Baia se leag la catodul (K), iar piesa de vopsit la nod (A). Particulele de vopsea se ncarc negativ i se deplaseaz n cmpul electric spre anod, acoperindu-l. 6.3.4. Uscarea peliculelor de lacuri i vopsele Uscarea este o operaiune ulterioar vopsirii necesar a se efectua ct mai rapid. Ea se execut n dou feluri: - uscare prin convecie; - uscare cu radiaii infraroii. 6.3.4.1. Uscarea prin convecie Uscarea prin convecie este procedeul cel mai vechi i cel mai rspndit pentru uscarea lacurilor i vopselelor. Moleculele de aer se nclzesc n contactul cu sursa de cldur, prin micarea lor cu o anumit vitez vor atinge suprafaa obiectului vopsit, cednd o anumit cantitate de cldur, astfel c moleculele care au cedat cldur reintr n circuit renclzindu-se din nou, ciclul repetndu-se. Echipamentul de uscare a vopselei trebuie s fie prevzut cu dispozitive care s permit reglarea temperaturii de uscare care variaz de la material la material. 6.3.4.2. Uscarea prin radiaie Pentru aceste sisteme de uscare se utilizeaz surse energetice ca: gazul metan sau curentul electric, care nclzesc suprafeele radiante. Razele infraroii se situeaz n spectrul electromagnetic ultrarou, avnd lungimea de und cuprinse ntre 0,7 i 20 m. Reflexia radiaiilor constituie o caracteristic a materialelor de vopsire i variaz eu lungimea de und a radiaie reflectate, eu temperatura, eu starea suprafeei. Suprafeele lucioase i deschise la culoare au coeficient de absorbie mai redus dect cele mate i de culoare nchise. 6.3.4.3. Uscarea peliculelor prin nclzirea combinat Instalaiile de uscare cu nclzire combinat radiaie-convecie se folosesc n construcia de maini i cea a lemnului. Se folosesc cuptoare cu manta dubl radiant nclzit cu gaze arse i recirculaie forat a aerului.

258

6.3.5. Defecte la depozitarea, aplicarea i uscarea lacurilor i vopselelor Indiferent de metoda aplicrii, uscrii i depozitrii obiectelor supuse acestor acoperiri pot s apar defecte datorate unor cauze i remedierea acestora. 6 3.5.1. Defecte datorit aplicrii vopselelor La pulverizate. Albirea peliculei - defeciunea apare de obicei la aplicarea vopselelor de tip celulozic i este cauzat de condensarea pe suprafa a umiditii atmosferice, n timpul procesului de uscare. Acest fenomen este provocat de rcirea brusc a peliculei de vopsea datorit evaporrii deosebit de rapid a solvenilor organici. De aceea este bine s folosim diluant recomandat de productor. Exist diluani care mpiedic albirea. La aplicarea cu pensula, vopselele cu uscare rapid se aplic foarte greu cu ajutorul pensulei. De aceea trebuie folosii solveni grei, care mpiedic o evaporare rapid. Scurgerile, picturile, urmele de pensul se elimin folosind pensule cu pr deosebit de moale i s se aplice straturile succesive n cruce. 6.3.5.2. Defecte care apar dup uscarea peliculei Majoritatea defectelor dup uscare apar datorit necunoaterii calitii vopselelor utilizate. Pelicula ader necorespunztor pe suprafaa piesei. Vopselele celulozice au o aderen slab la suprafaa metalic i nu este indicat s se aplice direct fr un grund de aderen pe baz alchidic. Se indic o succesiune de straturi i caliti: un grund de aderen; - vopsea intermediar srac n clorur de vinile, - vopsea final bogat n clorur de vinil. Apariia efectului de piele de crocodil, defeciune care apare la aplicarea unui grund foarte elastic unei vopsele rigide. Fenomenul apare la folosirea vopselelor mate. Schimbarea culorii. Formarea de umflturi (bici), aceasta apare atunci cnd grundul nu are rezisten la umiditate.

259

Defecte dup uscare - aderen necorespunztoare a peliculei pe suprafa; - pelicula prezint efect de coaj de portocal, ncreire; - mtuirea peliculelor lucioase. 6.3.5.3. Defecte datorit depozitrii vopselelor Aceste defecte se observ n momentul utilizrii vopselelor, dup o depozitare necorespunztoare se observ gelefierea sau o precipitare a pigmenilor, defecte ireversibile. De aceea se recomand ca temperatura n depozitele de vopsea s fie 5 < t < 25C. Deci magaziile de depozitare trebuie s fie termostatate. Trebuie respectat termenul de garanie a vopselelor, stabilit de productor. Defecte datorit dilurii - Incompatibilitatea. Folosirea unui diluant neindicat, care poate duce la separarea componenilor pe suprafaa proaspt vopsit; - Cantitatea de diluant necorespunztoare; - Viteza de evaporare a diluantului necorespunztoare; - Materialul nu este bine omogenizat. 6.4. NORME DE TEHNICA SECURITII MUNCII Muncitorii din seciile galvanice sunt expui n timpul lucrului arsurilor, prin contactul pielii cu substanele corosive, acide sau bazice i intoxicrii cu diferite substane toxice. Pentru a preveni accidentele este necesar s se respecte instruciunile de tehnica securitii elaborate pentru fiecare loc de munc. Se arat n cele ce urmeaz aciunea mediului nociv, simptoamele prezentate i antidotul pentru substanele chimice mai frecvent folosite n seciile galvanice. 6.4.1. Acizii Acizii curent folosii n seciile galvanice sunt: acidul clorhidric, sulfuric, azotic, fluorhidric, acetic, oxalic, boric, i cromic. Aciunea mediului nociv. La contactul cu pielea se produc arsuri a cror gravitate depinde de natura, concentraia i temperatura acidului. Acidul clorhidric provoac arsuri nu prea grave, chiar cnd este concentrat, dac contactul este de scurt durat. Acidul sulfuric provoac arsuri grave imediat260

dup stropire. Acidul azotic provoac arsuri. nglbenind locul atins, orict de mic ar fi cantitatea de acid n contact cu pielea. Acidul fluorhidric produce arsuri grave i adnci ale pielii i ale unghiilor. Acidul acetic produce arsuri neplcute i dureroase dar atacul are loc lent. Vaporii emanai de acizii clorhidric, azotic, fluorhidric i acetic chiar la temperatura obinuit, sunt toxici i iritani, ceea ce permite prevenirea celui cei manipuleaz, n vederea lurii de msuri de protecie. Acidul sulfuric nu fumeg la temperatura obinuit. Simptoame. Acestea sunt: - la contactul cu pielea apar arsuri; - la stropire n ochi apare iritare cu usturime; - la nghiire sau inhalare de vapori apar: sngerarea nasului, iritarea cilor respiratorii care poate merge pn la sufocare, iritarea sistemului digestiv, stare de oboseal, dureri de cap, pierdere n greutate, distrugerea danturii, fragilizarea oaselor i anemie. Antidot. n toate cazurile este indicat diluarea acidului prin splare cu volume masive de ap curgtoare ( 100:1 pentru acizii nghiii) i scoaterea din mediul nociv al accidentului. Pentru arsuri se face o splare abundent cu ap, splare cu o soluie slab de bicarbonat de sodiu (sau spirt n cazul acidului sulfuric). n cazul arsurilor eu acid fluorhidric se face o injecie cu soluie de gluconat de calciu 10% n ap steril, n poriunea atins: se aterne apoi o past de MgO peste ran timp de 5 zile; zi i noapte, dup care se aplic unguente speciale indicate de medic. La stropire n ochi cu acizi se spal cu ap mult locul atins (n special pentru ochi) timp de minimum 5 min., innd pleoapele deschise. Acidul boric nghiit n doze de 5-15 g poate provoca moartea. Simptoame. n cazul intoxicrii sunt: vrsturi, diaree, letargie i contracia muchilor. Antidot. Nu exist. Se administreaz cantiti mari de ap sau lapte, care ntrzie asimilarea acidului boric. Acidul cromic Aciunea mediului nociv. Pericolul prezentat de aceast substan n seciile de galvanizare este apropiat de cel al cianurilor. Concentraia maxim permis, n aer, este de 0,1 mg/m3. Chiar dac aceasta nu se msoar, este bine s se tie c la perceperea mirosului acidului cromic trebuie luate msuri. Simptoame. Prin contact repetat al pielii cu acidul cromic se produc eczeme i ulceraii ce se vindec greu; La inhalarea acidului cromic antrenat de gazele din baia de galvanizare apar sngerri i ulceraii nazale. La o rmnere prelungit n mediul de acid cromic se produc intoxicaii cronice eu hepatite acute i sensibilizarea ficatului. Antidot. Locul stropit cu acid cromic se spal cu ap mult. Eczemele mai uoare se vor trata cu comprese umede de acetat de aluminiu 1 %,261

6.4.1.2. Bazele Bazele mai des ntlnite n seciile galvanice sunt: hidroxidul de sodiu i hidroxidul de potasiu (care distruge n ntregime pielea), ortosilicatul de sodiu (care distruge superficial pielea), carbonatul de sodiu sau de potasiu (care produc o iritaie puternic) i fosfatul de sodiu (care produce o iritaie slab i o nroire a pielii). Simptoame. n cazul contactului direct se produc arsuri. Locul arsurii, la atingere, este lunecos. Gravitatea arsurii depinde de concentraia i temperatura bazei. La un contact mai ndelungat i repetat apare o iritare a pielii cu mncrime i eczem. La stropire n ochi, dac nu se spal locul atacat imediat cu ap mult, se atac corneea, uneori iremediabil. n cazul nghiirii de soluii alcaline, apar dureri, vrsturi, diaree i leinuri. Antidot. n toate cazurile se spal timp de minimum 15 min. locul atins (piele sau ochi) cu ap mult. n cazul arsurilor, dup splare cu mult ap se face o splare cu acizi slabi (oet, zeam de lmie, acid boric) i apoi se trateaz ca orice arsur. La nghiire de alcalii se bea zeam de fructe sau oet diluat n proporie de un litru pentru fiecare 14 g de alcalii nghiite. 6.4.1.3. Srurile Carbonatul de bariu Doza de 1 g carbonat de bariu, dac este nghiit, este fatal. Simptoame. La intoxicare apar vrsturi, diaree, spaim, contractarea muchilor feei i gtului, slbiciune i dificultate de respiraie. Antidot. Se administreaz 10 ml sulfat de sodiu 10% la intervale de 15 min. pn nceteaz simptoamele. Cianurile Dei sunt substanele cele mai periculoase sunt totui puine cazurile de accidente mortale dat fiind respectarea prescripiilor de manipulare i avertizarea pericolului prin inscripie n locuri vizibile ("cianur", "otrav" etc.). Cianurile cele mai folosite n seciile de galvanizare sunt cele de sodiu, potasiu, cupru, zinc i cadmiu. Ferocianurile i fericianurile sunt practic neotrvitoare. Aciunea mediului nociv. Inhalarea vaporilor de acid cianhidric, nghiirea de cianuri n soluie sau a pulberii fine ce se ridic n timpul manipulrii sunt foarte duntoare sntii. Concentraia periculoas de acid262

cianhidric n aer este de 0,12 mg/1 la 0,3 mg/l, moartea este foarte rapid. Este necesar s se evite contactul cianurii cu acizii sau ape de splare cu pH sczut (se neutralizeaz cu carbonat de sodiu). Simptoame. Cianurile alcaline au aciune local puternic caustic i o aciune de paralizare a respiraiei. n cazul intoxicrii apar: grea, ameeal, dureri de cap, vomitri, senzaie de team, lein, spasme, decolorarea sngelui, respiraie accelerat i puls rapid, dup care survine moartea. Antidot. n cazul unei victime intoxicate cu cianur, care este n stare de incontient se dezbrac partea superioar a corpului i se stropete din abunden capul i ira spinrii cu ap rece. 1 se face respiraie artificial; i se d s respire, timp de 10=20 s, azotit de amil - fiole, ce se sparg la intervale scurte de 1-3 min.; i se d s respire clor gazos (preparat din clorur de calciu cu ap i cteva picturi de acid sulfuric); i se fac injecii subcutanate cu lobelin n poriunea dintre cot i mn. Se interneaz accidentatul meninndu-i-se respiraia artificial n timpul drumului i se anun prin telefon spitalul de trimiterea unei persoane intoxicate cu cianur. Dac accidentatul nu a pierdut cunotina, i se aplic acelai tratament m pms i se d s bea o soluie de 5% hiposulfit de sodiu. Clorura mercuroas Simptoame. n cazul intoxicrii cu clorur mercuroas unt: vrsturi, dureri de stomac i diaree. Antidot, se administreaz albuuri de ou amestecate cu lapte n cantitate nelimitat i apoi un vomitiv (o lingur de fin de mutar sau dou linguri de sare ntr-un pahar cu ap cldu). Se repet administrarea vomitivului pn 1a obinerea efectului. Fluoroboraii Efectele toxicologice ale fluoroborailor sunt similare celor ale acidului fluorhidric. Simptoame. La intoxicarea cu fluoroborai apar vrsturi, diaree i dureri abdominale. La contact cu pielea, se produc arsuri i se atac n special unghiile. Dac ptruns sub unghie, este necesar ndeprtarea acestora sub anestezie. Antidot. La stropire n ochi se fac splturi cu ap, timp de 15 min. i apoi se merge urgent la un doctor oftalmolog. La contactul cu pielea se face, de asemenea, splarea arsurilor survenite, cu ap, timp de 15 min.

263

Oxid de cadmiu Pericolul pe care-1 prezint n seciile galvanice acoperirile de cadmiu este datorit solubilitii uoare a acestora n soluii acide alimentare (zeam de lmie i oet). Concentraia maxim admis de pulbere de oxid de cadmiu n aer este de 0,1 nletii3. Simptoame. n cazul intoxicrii cu oxid de cadmiu apar: grea., vrsturi, diaree, migrene, dureri muchiulare i dureri abdominale. La inhalarea de vapori cu cadmiu se simte un gust metalic, respiraia se scurteaz, apar dureri n piept i picioare, tuse i slbiciune. Intoxicaia cronic duce la pierderea mirosului, pierderea n greutate , nglbenirea dinilor i ulterior mbolnvirea ficatului. Antidot. Absorbia cadmiului se ntrzie cu lapte i ou crude btute. Cadmiul neabsorbit este ndeprtat cu sulfat de sodiu (30 g ntr-un pahar cu ap). Sruri de nichel Sulfatul de nichel i clorura de nichel sunt substane toxice dac se nghit. La contact continuu cu pielea a electrolitului de nichelare, apare o mncrime care trebuie tratat de doctor (denumit i "scabia nichelului"). Tricloretilena Procedeul empiric de determinare a concentraiei nocive n aer a tricloretilenei este, ca i la acidul cromic: "Dac se simte este prea mult". Concentraia maxim admis este 100 p.p.m. Simptoame. Vaporii de tricloretilen au efecte narcotice care duc de la beie la incontien. Poate avea loc o acomodare a unor lucrtori cu tricloretilen, acetia trecnd de la repulsie, la plcerea de a lucra n aceast atmosfer, ei refuznd schimbarea locului de munc. La o intoxicaie cronic se pierde n greutate, apar greuri, oboseal, eczeme i astm. Antidot. Nu exist. Pentru intoxicare prin inhalare de vapori se face respiraie artificial. Se acoper eu cuverturi pentru conservarea cldurii trupului i se cheam doctorul. La intoxicare prin nghiire, pentru diluarea tricloretilen se va bea lapte, ou crude btute, ap, sau o suspensie de fain ori amidon n ap. Se administreaz 2 linguri dintr-un antidot universal ntr-un pahar cu ap. Antidotul universal const din: 2 pri crbune, 1 parte acid tanic i 1 parte oxid de magneziu.

264

6.4.2. n seciile de vopsitorie Protecia muncii n atelierele de vopsitorie trebuie Se constituie o preocupare de prim important nc de la proiectarea instalaiilor de pregtire a suprafeei, de vopsire i de uscare. Datorit specificului complex al instalaiilor i materialelor folosite, sunt necesare msuri complexe de protecie a muncii, care s asigure personalului acestor ateliere cele mai bune condiii de lucru. Reguli de protecie a muncii la pregtirea suprafeei pentru vopsire La pregtirea suprafeei metalelor, soluiile concentrate de acizi i vaporii lor atac pielea. Vaporii de acid sulfuric, de acid clorhidric i de ali acizi provoac iritarea mucoaselor i a cilor respiratorii. Acidul sulfuric impur conine diferite combinaii de arsen care, n reacie cu hidrogenul se produce la decapare, formeaz hidrogenul arseniat, un gaz toxic cu miros de usturoi. De aceea, n primul rnd trebuie asigurate o perfect ventilaie a ncperilor unde se execut pregtirea suprafeei i evacuarea total a gazelor i a vaporilor nocivi. Se recomand ca pregtirea suprafeei metalelor pentru vopsire s se execute n instalaii continue, automatizate, unde lucrtorul s intervin n procesul de pregtire numai cu comenzi de la un tablou centralizat. Dac numrul mic de produse sau volumul produselor nu permite folosirea instalaiilor continue, atunci este necesar ca pregtirea suprafeelor s se fac in bi care, un generai, orict de bine ar fi ventilaie, nu pot realiza aceleai condiii de lucru ca instalaiile automatizate. Regulile care trebuie respectate la pregtirea suprafeei metalelor sunt, n general, urmtoarele: - La desfacerea ambalajelor care conin alcalii (sod caustic) se vor purta n mod obligatoriu ochelari de protecie. Bucile de sod caustic se pot lua n mini numai cu mnui de cauciuc. - La prepararea soluiilor alcaline, pentru degresarea suprafeei, alcaliile se adaug n mod obligatoriu n ap rece, fr ca soluia s stropeasc. Se recomand ca alcaliile (soda caustic) s fie puse n couri de srm sau n cldri gurite i apoi s se introduc n ap. Pentru grbirea dizolvrii, soluia se agit uor. - Prepararea soluiilor de decapare, ca i a soluiilor alcaline pentru degresare, se va face sub supravegherea maistrului i a efului de secie.

265

La prepararea soluiilor trebuie respectate cteva reguli ndeobte cunoscute, dar care, n unele cazuri, sunt omise i dau natere la accidente grave, astfel: - Este interzis s se adauge ap n acid sulfuric concentrat, pentru c acidul n contact cu apa provoac o mare degajare de cldur i formare de vapori care pot duce la aruncarea acidului din vas. De aceea, la amestecare, acidul trebuie s se toarne ncet n ap rece, cu ajutorul unui vas de material plastic sau de ceramic, amestecndu-se tot timpul. - Este interzis s se adauge acid n ap nclzit. - Cnd se amestec acidul sulfuric cu acid azotic se toarn nti acidul azotic i apoi acid sulfuric. - La pregtirea soluiilor, ca i n timpul lucrului la bile de degresare i decapare, lucrtorul trebuie s fie echipat cu mbrcmintea de protecie respectiv, care s apere corpul de picturile de acizi, de alcalii i de vapori toxici. - n secia de pregtire a suprafeei nu trebuie s se pstreze dect necesarul de acizi pentru o zi; de asemenea, se va urmri ca vasele cu acid s fie aezate ntr-un singur loc i s nu se ngrmdeasc n locuri de trecere i de lucru. Damigenele trebuie s fie astupate cu dopuri i s fie aezate stabil. Trecerile nu trebuie s fie aglomerate, prin ngrmdire de obiecte. Locurile dintre bi i celelalte aparate trebuie s fie libere n permanen. Grtarele de pe podea trebuie s fie curate i n stare bun. Degresarea cu benzin, cu petrol, cu white-spirt etc. trebuie s se fac cu ajutorul unei ventilaii puternice n funciune i departe de surse de foc. - Este absolut interzis a lua masa i a pstra alimente n atelier. - nainte de mas i de plecare de la lucru este obligatoriu ca lucrtorul s-i scoat echipamentul de protecie i s-i spele bine minile cu ap i spun. n toate cazurile de indispoziie, lucrtorii trebuie s se adreseze nentrziat postului de prim-ajutor. - n cazul cnd se produc arsuri de piele, cu acizi sau cu alcalii, se ndeprteaz ct se poate de repede mbrcmintea de pe locul arsurii, se spal abundent cu ap timp de 10-20 min., i apoi accidentatul va fi trimis nentrziat la postul de prim-ajutor medical.

266

Este interzis ca lucrtorul care are o arsur s-i fac personal pansamentul. La toate rnirile, locul lovit se acoper cu o bucat de tifon curat i cel accidentat se adreseaz nentrziat cabinetului medical. n cazurile de intoxicare cu gaze sau cu vapori i arsuri de chimicale se vor respecta urmtoarele reguli de prim ajutor: La intoxicri - se va chema imediat medicul; - pn la venirea medicului, victima va fi transportat de urgen, din atmosfera viciat, ntr-o ncpere bine aerisit sau la aer curate, - victima va fi culcat cu faa n jos; dac nu mai respir, i se va face respiraie artificial; - victima va fi acoperit cu o cuvertur cald i i se vor freca extremitile, pentru a provoca intensificarea circulaiei sngelui. La arsuri cu produse chimice - se va spla suprafaa atacat de produsele chimice corosive cu ap la o presiune de 2 - 5 at. Din momentul cderii lichidului corosiv pe piele i pn la splare nu trebuie s treac mai mult de 5-6 s; - pentru splare este bine s se foloseasc un furtun scurt, cu o canul turtit. Acest furtun trebuie s se termine cu un mner lung, uor de manipulat, care s poat fi deschis i cu cotul dac degetele ar fi atacate; - la arsuri la ochi se va folosi un hidrant special, asemntor cu o mic fntn artezian; - dup splare cu ap se recomand s se spele rana cu vat nmuiat ntr-o soluie alcoolic de 5% tanin; apoi se va pune pe ran un pansament sterilizat. Reguli de protecie a muncii la vopsire Ca i la pregtirea suprafeei, de cea mai mare importan pentru obinerea unor condiii igienice de lucru este folosirea unei puternice instalaii de ventilare cu guri de absorbie situate n partea de jos, cum i la diferite nlimi de la sol. Este absolut necesar ca vopsirea obiectelor s se fac numai n ncperi special amenajate, n care limitele de toxicitate i inflamabilitate ale substanelor utilizate s nu fie depite.

267

n tabelul 6.4.1 se dau concentraiile maxime admisibile pentru cteva dintre materialele folosite. Tabelul 6.4.1. Limitele de toxicitate inflamabilitate ale substanelor utilizate la dizolvarea i diluarea lacurilor i a vopselelor.Concentraia limit admisibil a vaporilor g/m3 aer 0,1 Limita de explozie, % vol Inferioar 1,5 Superioar 9,5 Prim ajutor dup ndeprtarea din mediu Respiraie artificial, eventual cu oxigen, supraalimentare Respiraie artificial, oxigen, injecii cu cafein sau cu glucoz

Substan-a Benzen

Intoxicaii cronice Anemie, cefalee, somnolen, hemoragii intense, febr etc. Cefalee, tuse. Iritaii, ameeli, dermite, eczeme cronice Iritaia mucoaselor

Benzin

0,3

1

6

Toluen

0,1

1,2

7

Aceton

0,2

2,9

13,0

Alcool etilic

1

3,5

18,2

Acetat de etil

0,2

4

14,0

Butanol

2

3,7

10,2

Respiraie artificial, supraalimentaie cu doze mari de vitamine Conjunctivite, scderea nutriiei. anemie Inflamarea Respiraie cataral a artificial, mucoaselor, cardiotonice hipertrofie cardiac, etc. Iritaie uoar a ochilor, a mucoaselor nazale i a laringelui Cheratite, conjunctivit

268

Purtarea mbrcmintei de protecie la locul de munc este obligatorie: se interzice purtarea echipamentului de protecie deteriorat. Ca antidot, lucrtorii din vopsitorii vor primi lapte, raii alimentare complexe i ape minerale pentru cei care lucreaz la cuptoarele de uscare. Pentru a evita contactul direct cu componentele soluiilor de lacuri sau de vopsele, lucrtorii trebuie s poarte salopet de doc, cizme i mnui de materiale rezistente la solveni organici. Ochelari de protecie, mti de praf la lefuire sau chiar mti de gaze. nainte de nceperea lucrului, muncitorii trebuie s-i ung minile cu alifie de protecie, care s nu atace grsimea natural a pielii, s nu fie solubil n lac sau n vopsea, s nu fie lipicioas i s se poat ndeprta uor prin splare cu ap cald. Ca alifie de protecie se folosete alifia fie cu urmtoarea compoziie: gelatin 2,4 pri, amidon de cartofi 5,6 pri, glicerin 72 pri, soluie Burow 20 de pri i ap 900 pri. n tabela 6.4.2 sunt prezentate cteva dintre cauzele toxicitii i afeciunile provocate de contactul direct cu lacuri i vopsele. Tabela 6.4.2. Toxicitatea i afeciunile provocate de lacurile i vopselele folosite n industrie Materialul Cauza toxicitii Afeciuni la contactul direct sau soluia Afeciuni generale ale organismului Iritaia mucoaselor tulburri nervoase, astenie, hemoragii, gingivite Iritaia mucoaselor tulburri nervoase, astenie, hemoragii, gingivite Narcoz, aciuni iritant a mucoaselor, vrsturi, dureri de cap, tulburri psihice

Las sau vopsea Eventual din poliacetat de prezena vinil plastifianilor Lac sau vopsea Solveni pe baz de Afeciuni cutanate, (aceton, toluen, mai ales ntre degete celuloz etc.) (nitroceluloz) Vopsele pe baz de cauciuc sintetic Solveni (benzin, benzen, etc.) Solveni (acetat de etil) i produse de descompunere Afeciuni cutanate, mai ales ntre degete

Lac poliuretanic

Dermite, eczeme, hiperemie a pielii

269

Lac epoxidic

Lac fenolformaldehidic

Solveni i ntritori organici (piridin, butanol) Formaldehid, fenol liber

Cheratite, conjunctivit, iritaia mucoaselor, dermite Dermite uscate sau purulente, cu mncrimi la mini i coate, mai puternice la femei i la brbaii blonzi Dermite uscate sau purulente, ns nu de durat

Oboseal, somnolen, tulburri nervoase Ameeli, palpitaii, insomnie, anemie

Lac ureo formaldehidic

Formaldehid liber

Lacuri pe baz de spirt Lacuri pe baz de rini poliesterice nesaturate

Calitatea inferioar a rinii Solveni i peroxizi

Dermite i eczeme la anumite persoane i ngroarea pielii Dermite i eczeme

Aciune toxic general, antiplasmatic, iritaia puternic a mucoaselor, afeciuni ale sistemului nervos central Iritaia mucoaselor, oboseal, tuse, iritaia ochilor

Folosirea utilajelor speciale de vopsire (cabine fixe i mobile de pulverizare a vopselei), vopsirea fr aer, vopsirea cu emailuri calde care folosesc mai puin solvent pentru reducerea vscozitii, vopsirea electrostatic, vopsirea cu pistoale fr cea etc., sunt numai cteva dintre msurile care se pot lua n funcie de specificul de vopsire al fiecrui produs, pentru reducerea toxicitii la aplicarea lacurilor i a vopselelor. Reguli de protecie a muncii la folosirea instalaiilor de ridicat n atelierele de vopsitorie. Att la pregtirea suprafeei ct i la vopsitorie se folosesc indiferent dac procedeul este periodic sau continuu, dispozitive de ridicare sau de transport. Lucrtorii seciilor de vopsitorie vor fi instruii periodic, conform instruciunilor de tehnic a securitii muncii, asupra folosirii instalaiilor de transport i de ridicat.

270

nainte de a ncepe lucrul, macaralele sau dispozitivele de ridicat i de transport vor fi verificate de ctre mecanicul de ntreinere al seciei, cu o atenie deosebit asupra tuturor pieselor componente ale utilajelor. Se va controla starea i poziia cablurilor (sau a lanurilor) pe scripei i pe roi, nlturndu-se nodurile i rsucirile. Se va face verificarea cablurilor, pentru a se vedea dac nu au fire rupte. n ochiurile de prindere a lanurilor i n zalele lor nu trebuie s fie fisuri i deformaii. Dac este necesar se vor curi articulaiile de rugin, i de murdrie, i se vor unge bine cu ulei. Lanurile conveierului pentru transportul continuu al pieselor vor fi verificate, de asemenea, nainte de nceperea lucrului. La sistemele de transport suspendate se vor verifica integritatea i starea de fixare a pieselor de protecie sub pasajele descoperite, n scopul de a evita accidentele care se pot produce prin desprinderea obiectelor de pe conveier. Reguli de protecie a muncii la folosirea instalaiilor electrice Lucrtorii seciilor de vopsitorie se vor folosi de ntreruptoare, de butoane de pornire, de prize, etc. numai n cazul cnd le revin aceste obligaii i numai dup ce au primit instructajul referitor la msurile de securitate a muncii. Nu se vor folosi ntreruptoare fr manta de siguran, dispozitive de pornire i butoane cu capacele deschise, prize defecte etc. Nu se vor nchide i deschide circuitele cu bee, cu coada ciocanului, sau cu chei etc. Nu se va lucra cu produse inflamabile n apropierea prizelor i a tuturor instalaiilor electrice care, prin punerea n funciune, pot provoca scntei. Se va urmri ca reeaua de iluminat s fie n perfect stare, dulia i becurile electrice s fie izolate, soclurile lmpilor s fie totdeauna nchise cu dulie, ntreruptoarele s fie perfect izolate i mnerele lor s fie prevzute cu capace izolatoare. Toate defeciunile se vor semnala imediat maistrului i electricianului. eful seciei de vopsitorie, afar de instructajul periodic care se face tuturor lucrtorilor din secie, va trebui ca, zilnic, nainte de nceperea lucrului, s reaminteasc unele dintre regulile cele mai importante pentru prevenirea accidentelor. n concluzie trebuie menionat c, n ntreprinderile modeme, ritmul nalt de producie poate fi meninut fr accidente numai cu respectarea strict i contient, de ctre toi muncitorii, inginerii i tehnicienii seciei de vopsitorie, a regulilor de protecie a muncii.

271