Elektrolyyttinen ruosteen poisto

[ihmehitsari]

Joo, talouskidesoodaa kiinteänä olen ostanut ja elektrolyysissäkin käyttäny. Mutta onpi hyvää myös mm noen poistamisessa uunin pinnoilta ja muussakin kodin siivouksessa. Tömäkällä seossuhteella toimii oivallisesti maalinpehmittimenä remonttimaalauksessa

 

[Yleisajattelija]

Löysinpä kameran muistikortilta parin vuoden takaisia kuvia keväällisistä ruostepeijaisista. Olin päättänyt kokeilla ruosteen poistamista rautaosista elektrolyyttisellä menetelmällä. Menetelmä on kappaleille hyvin hellävarainen, koska käsiteltävä kappaleen pinnasta ei syövy pois mitään. Päin vastoin kappaleen pinnassa ruoste pienessä määrin jopa pelkistyy mustaksi rautaoksidiksi, mutta mitään varsinaista tervehtymistä ruostuneessa osassa ei tietenkään tapahdu. Mikä on ruostunut pois, se on mennyttä eikä palaa takaisin.

Oman päättelyni tuloksena arvelen, että ruostetta tehokkaasti irroittaa tässä menetelmässä katodin, eli puhdistettavan osan pinnalla kehittyvä vetykaasu. Kaasu saa alkunsa puhtaan metallin pinnassa, märän ruosteen alla. Sieltä purkautuessaan se tehokkaasti puskee ruostetta irti kappaleesta.

Näytä liitetiedosto 179

Kuvassa näkyy, miten piuhat kytketään, missä on plus, missä miinus. Väärin päin kytkeminen ei kannata, puhdistettava kappale alkaa silloin syöpyä.

Netistä löytyy monenlaisten sammioiden kuvia, kun hakee sanoilla electrolytic rust removal. Käytetyin teholähde lienee akkulaturi. Itsellä nälkä kasvoi syödessä, otin varsin pian virtalähteeksi tavallisen puikkohitsaustasasuuntaajan, joka on varsin tehokas kapistus tähän puuhaan .

Näytä liitetiedosto 180

Kuvan sammiossa pulisee kokonainen carinan taka-apurunko. Virta kuvan prosessissa on sadan ampeerin hujakoilla. Kuvassa on tilanne noin tunti virran kytkemisen jälkeen. Aloittaessa liemi oli täysin kirkasta, kaikki kuvan ruostevelli on noussut puhdistettavasta osasta. Pintaan kihoava kaasu ja rasva muodostavat pintaan paljon vetykuplia, keskellä oleva uretaanilta näyttävä mössö on anodilta pieninä kuplina nousevaa happea. Tuohon pöperöön kun sohaisee nestekaasutöhöllä, kuuluu melkoinen pamaus tai ropina.

MISSÄÄN NIMESSÄ TÄLLAISTA VEDYNKEHITINTÄ EI SAA KÄSITELLÄ SISÄTILOISSA!

Anodiksi tässä touhussa kelpaa miltei mikä tahansa rauta, paitsi ruostumatonta tai haponkestävää ei terveyssyistä kannata liemeen laittaa, vaikka jotkut niitä saattaisivatkin kehua. RST:ssä ja HST:ssä on merkittävän paljon nikkeliä ja kromia, jotka liemeen liuetessaan tekevät siitä ongelmajätettä. Niinsanottu kuudenarvoinen kromi on epäterveellistä evästä, jota tässä prosessissa saattaa RST/HST-anodeja käytettäessä syntyä.

Kuvan puljussa on pohjalla anodina teräslevyn paloja, jotka on kytketty toisiinsa hitsaamalla väliin harjateräksen pätkiä. Niiden päällä on tiiliä ja tiilien päällä puhdistettava osa.

Näytä liitetiedosto 181

Yllä olevassa kuvassa näkyy apurungosta irronneen ruosteen määrä , tai oikeastaan osa siitä. Seuraavassa kuvassa on puhdistuksen lopputulos elektrolyysin ja painepesurilla pesun jälkeen:

Näytä liitetiedosto 182

Pinta on puhdistunut aika kivasti, etenkin jos huomioidaan tehdyn fyysisen työn vähäinen määrä. Tämän kyseisen osan tarkempi tutkiskelu johti siihen, etten enää sitä auton alle laittanut, vaan hankin toisen samanvuotisen Carinan, vanha jäi varaosa-autoksi.

Tässä on puhdistumassa kaikenlaista kampetta pienemmässä sammiossa:

Näytä liitetiedosto 183

Rautalanka, asennusvanne ja pultit ovat toimivia välineitä kytkettäessä puhdistettavia osia. Tämä pienempi sammio koostuu uloimmaisena näkyvästä sinisestä muoviastiasta, peltilevyistä kokoon hitsatusta anodista ja parista muovikorista, jotka toimivat liuoksessa eristävänä erottimena. Kuvan muovikorin sisällä olen pitänyt vielä toista, hieman pienempää koria. Tällainen pytty on aika tehokas, anodi ympäröi puhdistettavia osia joka puolelta. Sähkövirta liuoksessa kulkee muovikorien rei'istä ja muovikorit estävät oikosulun anodin ja puhdistettavien osien välillä. Tyypillinen virran voimakkuus tässä paljussa oli nelisenkymmentä ampeeria. Yön yli pulistuaan vesi usein miltei kiehui. Kuuma liuos irrottaa samalla kätevästi myös rasvaa. Hilseilevä maalikin irtoaa, kun sen reunojen alla kehittyvä vety puskee sitä irralleen.

Korissa lojuva pussi on kidesoodaa, jolla liuoksesta saadaan sähköä johtavaa. Kuinka paljon soodaa pitää liuoksessa olla, se on aika hämärä kysymys. Asiaa voisi tietysti tutkia mittamalla prosessissa kulkevaa virtaa ja sen suhdetta soodan määrään. Tällöin tarvittaisiin tietenkin vakiojännitelähde, eikä vakiovirtalähde kuten hitsaustasasuuntaaja. Oma ohjeeni kuuluu: "reilu rukkasellinen pytylliseen". Liian vähäinen määrä estää sähkön kulkua, mutta liiallisesta määrästä ei ole haittaa, paitsi kustannusmielessä.

Näytä liitetiedosto 184

Tässä kuva Valmetin akkutelineistä ennen elektrolyysiä:

Näytä liitetiedosto 185

Tällainen pinta on elektrolyysin jälkeen, osia on teräsharjattu hieman:

Näytä liitetiedosto 186

Elektrolyysissä pinnalle jää kerros mustaa rautaoksidia, joka lähtee pois kohtuuhyvin painepesurillakin tai sitten teräsharjalla. Itse olen kuitenkin mieltynyt fosforihappokäsittelyyn elektrolyysin jälkeen. Happokäsittelyssä kappaleeseen saa harmaan fosfaattipinnan, joka on hyvä alusta maalille. Fosfatoitu pinta näyttää myös panevan ruostumiselle jonkin verran hanttiin, käsitelty kappale ei ruostu aivan heti. Seuraavassa kuvassa on edelleen hapossa käynyt akkuteline.

Näytä liitetiedosto 187

Varsinaisesta happokäsittelystä taidan kirjoittaa tähän toiseen viestiketjuun.

Tämä käsittely voi olla ongelmallinen, jos käsitellään jousia tai vaikkapa karkaistuja osia. Kehittyvä vety löytää tiensä myös metallin sisään, raerajoille. Lehtijouset, yms. saattavat tässä käsittelyssä muuttua hauraiksi, ellei vetyä saada metallista pois. Tämä onnistuu esim. lämpökäsittelemällä. Muutaman tunnin "leipominen" 150-asteisessa paistinuunissa pudottaa vetyhaurauden riskiä jo paljon, mutta varsinaista lämpökäsittelyreseptiä en osaa antaa. Mututuntumalla sanoisin, mitä pidempään, sitä parempi. Vuorokauden lämmössä pitämisellä varmaankin saadaan jo tulos, joka ei lisäajasta enää mainittavasti parane.

Ompa hyvä selostus Borgilta!

Kunnostelin hajallisen 32VDC/20A laboratorioteholähteen, jossa on "tieteelliset" virtarajoitukset yms. ja luultavasti hyvä tähän ruosteenpoistotarkoitukseen. Tarkoituksena kehittää tuo Borgin mallinen tuotantolinja fosforihapotuksineen ruosteenpoistoon.

Nuo tarvittavat pöntöt on hieman vaikea rasti, liian pieneen ei mahdu ja liian suuri on hankala. Jonkinmoinen "työnjako" vesihiekkapesurin ja tämän "eletrolyysisydeeman" välille on päätettävä. Tosin tuo vesihiekkapesurikin on vasta työn alla, joten ei ole siitäkään vielä kokemusta.

 

[borg]

Painepesu käy hyvin elektrolyysin kaveriksi näin:

1) elektrolyysi
2) painepesu, elektrolyysissä heikentynyt junttaantunut paksu ruoste lähtee irti
3) lisää elektrolyysiä
4) fosforihappoa ja teräsharjausta hapossa

 

[Antti]

Siellä porisee daihatsun 850 cc lohko. Vähän veti pintaruosteeseen kun oli niin kostea keli. Kokeilin akkulaturilla pari vuotta sitten ja aika hyvä tuli. Kuvissa prosessi, lohko suoraan padasta, ennen tätä ja lähes valmis.

 

[Yks]

Elektrolyysi fosforihappoliuoksessa puhdistaa ruosteen muuntamisen ohella myös maalia käsiteltävästä kohteesta.
Esimerkiksi ruostunut tankki, jonka sisäpuolinen maali hilseilee, puhdistuu tehokkaasti tällä menetelmällä.

 

[Yleisajattelija]

Tämä elektrolyyttinen ruosteenpoisto on varsinaista alkemiaa. Tuossa selvästikin vesi hajoaa vedyksi jotain kautta, mutta ruosteenpoistoon tarvittavia sähköisiä suureita on varsin vaikea arvata. Suurin osa sähköstä menee veden lämmitykseen, joka ei ole välttämättä huono (lämpö yleensä tehostaa kemiallisia reaktioita). Borg on käyttänyt yli 100A:n virtoja, mutta tuo 20A mitä tuosta laboratorioteholähteestä on saatavissa riittänee ainakin kokeiluun, mahdollisesti myös ruosteenpoistoon jos prosessin hyötysuhdetta saa viilattua.

Periaatteessa laitteella voisi onnistua myös sähkösinkitys, onko kukaan kokeillut?

Tuolla on lontoonmurteella hyvä esitys elektrolyyttisestä ruosteenpoistosta:

https://www.metaldetectingworld.com/electrolysis_rust_removal.shtml

 

[V361]

Periaatteessa laitteella voisi onnistua myös sähkösinkitys, onko kukaan kokeillut?

Mitä kukaan ei ole kokeillut, sitä ei ole vielä keksitty....
http://www.timohapponen.net/

 

[Yleisajattelija]

Tuossa Borgin astiassa on oikeaoppisesti anodi joka puolella, jolloin kappaleesta ruoste poistuu tasaisesti. Periaatteessa joku osa ruosteesta siirtyy kappaleesta anodille, ja kun ruskea ruoste ei johda sähköä virta pienenee ja anodi vaatinee puhdistusta välillä.

Tuo tarvittavan sähkön laatu on varsinainen elektromysteerio, mistään ei oikein löydy varsinaisia jännitteen ja virran arvoja. Ylijäämä jännite aiheuttaa vain veden hajaantumista joten siitä ei ole hyötyä.

Erikoinen ongelma on katodille syntyvä musta pinta, joka syntyy soodaelektrolyyteissä ja ilmeisesti korostuu keskieurooppalaisessa kalkkipitoisessa vedessä. Tuo ei siis ole mustaa rautaoksidia, vaan jotain soodajäämää. Tuo musta mömmö pitää saada kosteana irti, vaikea irroittaa kuivana.

Muoks: tuo mustaa mömmöä tulee enemmän suurta virtaa käytettäessä, ilmeisesti lipeäelektrolyytillä tuota ei syntyisi. Onkos joku kokeillut?

 

[Yleisajattelija]

Painepesu käy hyvin elektrolyysin kaveriksi näin:

1) elektrolyysi
2) painepesu, elektrolyysissä heikentynyt junttaantunut paksu ruoste lähtee irti
3) lisää elektrolyysiä
4) fosforihappoa ja teräsharjausta hapossa

Tuo on siis painepesuriin kytkettävä vesihiekkapesuri, vastaa hiekkapuhalluslaitetta. Tosin just nyt osina, kun saksalaisten kanssa on kinattu hartaasti varaosien toimituksesta keväästä saakka. Hillittömän saksalaistyyppisen asiakirjarumban jälkeen tuli juhlallinen kirjallinen ilmoitus, jossa he ilmoittivat tehneensä virheen! Osat tuli joku aika sitten ja nestepää on jo kasattunakin mutta taitaa jäädä puhallukset kevääseen.

Tarkoitus siis keittää elektrolyysissä pienet osat ja vesihiekkapuhaltaa isot.

 

[Yleisajattelija]

Tuolla hyvä tarvittavista ketju virta- jännitearvoista:

https://chemistry.stackexchange.com...oltage-are-best-for-electrolysis-rust-removal

Tuossa arvioidaan, että virta per katodin pinta-ala on oikea mittari. Jännitearvoa vaikea määrittää, koska se riippuu mm. elektrolyytin vahvuudesta ja -tyypistä sekä anodisakan määrästä joka muuttuu elektrolyysin edistyessä.

1mA/cm2 arvellaan turvalliseksi rosterille. Rosterin vaarallisuus on tiedossa tuossakin, en tiedä mikä hinku sitä on silti käyttää. Varmaan rosterianodin puhdistaminen on helpompaa. Elektrolyyttinä käytössä NaOh (=lipeä), ja suolahappoakin (HCl) nähtävästi kokeiltu.

Lipeän määrä elektrolyytissä n. ruokalusikallinen 4 litraan.

 

[Yleisajattelija]

Tuo kellertävä mössövaahto on peräisin anodilta, grafiittianodia käytettäessä elektrolyytti säilyy lähes puhtaana:

https://www.robotroom.com/Rust-Removal-5.html

Ilmeisesti rauta-anodillakin voi vähentää mössövaahdon määrää rajaamalla virran n. 1mA/cm2 arvoon:

https://www.qsl.net/2e0waw/rust.htm

Tällöin myös muodostuvan vedyn määrä vähenee ja kappaleen pinta säilyy parempana.

 

[Yleisajattelija]

Periaatteessa voisi kokeilla "vyö ja henkselit" systeemiä eli elektrolyysiä fosforihapolla.

Tuolla on vertailtu eri happoja ruosteenpoistossa, fosfohappo on yllättävän huono verrattuna suolahappoon:



Ja tuolla esitys elektrolyysistä:

http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0100-40422013000800017

Tuossa artikkelissa on maininta, että hapot kävisivät myös elektrolyyteiksi (syövyttävät elektrodeja, ja siksi ei käytetä vedyn tuotannossa) ja että kalilipeä (KOH) olisi parempi sähkönjohtaja kuin lipeä (NaOH) ja siksi käytössä vedyntuotannossa.

 

[borg]

Fosforihappo on siitä hyvä, että se puree ruosteeseen hanakammin kuin itse teräkseen. Syntyvä fosfaatti on myös hyvä maalausalusta.

 

[Yleisajattelija]

Fosforihappo on siitä hyvä, että se puree ruosteeseen hanakammin kuin itse teräkseen. Syntyvä fosfaatti on myös hyvä maalausalusta.

Jep, fosforihappo on varmaan oikea valinta tuon takia. Terästehtaissa ilmeisesti käytetään suolahappoa ruosteenpoistoon, mutta ainakin joissain maalausprosesseissa viimeinen huuhtelu tehdään fosforihapolla tuosta syystä.

Elektrolyysissä kappaleen pinnalle tulevan mustan aineen koostumuksesta on hieman ristiriitaista tietoa. Kemiallisesti sen pitäisi olla pelkistynyttä ruostetta, mutta kun puhdas rautaoksidi on hemattia Fe2O3 (mustaa) ja varsinainen ruoste hydratoitunutta rautaoksidia, niin tuo ei käytännössä voi olla noin. Olen itsekin käyttänyt mustaa rautaoksia väriaineena, ja sen on pysyvä (=ei ruostu). ja myös punamultaa (=ruostunut rautaoksidi), niin tuo ruostumisen kemia on hieman hankalaa.

Ilmeisesti tuo soodaelektrolyysissä syntyvä musta mömmö kappaleen pinnalla on kuitenkin tuota hematiittiä, hieman mysteeristä miksi sitä ei ilmeisesti tule lipeäelektrolyyttiä käytettäessä.

Grafiittianodia kehutaan ainakin tuolla, jättää paremman pinnan kappaleeseen mutta "musta mömmö" kappaleen pinnalla ei liene grafiittia vaikka väitetään:

http://www.fordgarage.com/pages/electrolyticderusting.htm

Muoks: Tarkemmin kun miettii, niin fosforihapon käyttö elektrolyyttinä ei ole kovin viisasta, riskinä on fosforihapon hajaantuminen ja monet fosforiyhdisteet ovat hyvin myrkyllisiä ja esim. valkoinen fosfori itsessään on hyvin myrkyllistä. Fosforihappo itsessään on myrkytöntä ja sitä käytetään itse asiassa elintarvikkeissa lisäaineena ( E338.).

 

[borg]

Raudasta mainitaan, että sillä on useita hapetuslukuja, joten noita rautaoksideja ja hydroksideja lienee useampia erilaisia mömmöjä.

Elektrolyysissä on tosiaan syytä pitäytyä soodaan, koska se toimii, ei ole myrkyllistä, eikä hajaannu sellaiseksi. Tämän lisäksi ainakin itse olen ollut huomaavinani, että se mukavasti puhdistaa kappaleita. Hitsaustasasuuntaajalla, isommalla virralla saa helposti aikaiseksi melko kuuman liemen, kun jättää yöksi pulisemaan. Samalla irtoaa rasvaa ja maaliakin aika kivasti.

Elektrodiksi grafiitti olisi varmaan paras. Aiemminkin ketjussa lienee jo useammankin kerran mainittu, mutta ruostumatonta tai haponkestävää terästä ei saa käyttää! Elektrolyysissä niistä irtoaa syöpävaarallisia kromiyhdisteitä liemeen. Eikä rosterista liukeneva nikkelikään mitään terveystuotetta liene. Rautaromua jokaisella kuitenkin riittää, se on halpaa, toimivaa ja vaaratonta uhrautuvaksi elektrodiksi.

 

[topik]

Mitenkä elektronin pinta-ala suhteessa käytettävään virtaan, onko sillä vaikutusta.

 

[borg]

Voisi olettaa, että mitä suurempi elektrodin pinta-ala on, niin sitä tasaisemmin sähkö pääsee kulkemaan kappaleen pinnalle.

Jossain ketjun alussa on kuva sinisestä muovisammiosta, jossa on sisällä pelti pohjassa ja sivuilla. Kappaleen ja tuon pellin välissä oli pari re'itettyä muovikoria sisäkkäin. Tuo oli aika kätevä käytössä.

Jokin muovinen ritilämatto olisi myös hyvä välieristin tuonne liemeen.

Virran suuruus riippuu muutamista seikoista:
1) jännitteen suuruus (suurempi > suurempi virranvoimakkuus)
2) nesteen sähkönjohtavuus (suurempi > suurempi virranvoimakkuus)
3) elektrodin ja kappaleen pinta-ala (suurempi > suurempi virranvoimakkuus)
4) teholähteen mahdollinen virranrajoitusominaisuus (rajoittaa virran säätöarvoon muista yllämainituista riippumatta)

Edellä mainituista syistä johtuen hitsaustasasuuntaaja on mielestäni hyvä teholähde, koska sen ominaisuuksiin kuuluu (hitsaus)virran säätö. Jos säätää virraksi 20A, niin se ei nouse sitä ylemmäs. Jos taas käytössä on jännitelähde, kuten akkulaturi, niin saattaa olla mahdollista että virta kasvaa niin suureksi, että automattivaroke pomppaa pois päältä.

 

[Yleisajattelija]

Tuossa Borgin astiassa on oikeaoppisesti anodi joka puolella, jolloin kappaleesta ruoste poistuu tasaisesti. Periaatteessa joku osa ruosteesta siirtyy kappaleesta anodille, ja kun ruskea ruoste ei johda sähköä virta pienenee ja anodi vaatinee puhdistusta välillä.

Tuo tarvittavan sähkön laatu on varsinainen elektromysteerio, mistään ei oikein löydy varsinaisia jännitteen ja virran arvoja. Ylijäämä jännite aiheuttaa vain veden hajaantumista joten siitä ei ole hyötyä.

Erikoinen ongelma on katodille syntyvä musta pinta, joka syntyy soodaelektrolyyteissä ja ilmeisesti korostuu keskieurooppalaisessa kalkkipitoisessa vedessä. Tuo ei siis ole mustaa rautaoksidia, vaan jotain soodajäämää. Tuo musta mömmö pitää saada kosteana irti, vaikea irroittaa kuivana.

Muoks: tuo mustaa mömmöä tulee enemmän suurta virtaa käytettäessä, ilmeisesti lipeäelektrolyytillä tuota ei syntyisi. Onkos joku kokeillut?

Tuo on ilmeisesti väärin, keltainen ruostemönjä on peräisin anodista (eikä katodista), joka kuluu elektrolyysissä. Anodilla tapahtuu hapettuminen ja anodi ruostuu, jos se on rautaa.

 

[Yleisajattelija]

Raudasta mainitaan, että sillä on useita hapetuslukuja, joten noita rautaoksideja ja hydroksideja lienee useampia erilaisia mömmöjä.

Elektrolyysissä on tosiaan syytä pitäytyä soodaan, koska se toimii, ei ole myrkyllistä, eikä hajaannu sellaiseksi. Tämän lisäksi ainakin itse olen ollut huomaavinani, että se mukavasti puhdistaa kappaleita. Hitsaustasasuuntaajalla, isommalla virralla saa helposti aikaiseksi melko kuuman liemen, kun jättää yöksi pulisemaan. Samalla irtoaa rasvaa ja maaliakin aika kivasti.

Elektrodiksi grafiitti olisi varmaan paras. Aiemminkin ketjussa lienee jo useammankin kerran mainittu, mutta ruostumatonta tai haponkestävää terästä ei saa käyttää! Elektrolyysissä niistä irtoaa syöpävaarallisia kromiyhdisteitä liemeen. Eikä rosterista liukeneva nikkelikään mitään terveystuotetta liene. Rautaromua jokaisella kuitenkin riittää, se on halpaa, toimivaa ja vaaratonta uhrautuvaksi elektrodiksi.

Lipeä on ilmeisesti myös hyvä ja turvallinen elektrolyytti, sitä käytetään nykyään syanidittomassa alkalisessa sähkösinkityksessä. Titaani on käytetty myös anodina, ilmeisesti myös myrkytön.

 

[kkuula]

Kuvassa elektrolyysikokeilut toissakesältä, poistin vannekehistä kromit ja ruosteet lähti samalla. Ongelma oli metallin syöpyminen kohdista jossa kromi oli jo puhjennut ja pinta syöpyi melko reilusti ropelolle. Nämä kehät olisi ollut parempi heittää menemään kun uusia vastaavia saa kohtuuhinnalla mutta tulipahan kokeiltua.
Tuossa virtalhäteenä oli isohko 24V laturi mutta myöhemin käytin hitsausinvertteriä. Virroista ei ole tietoa koska katodin/anodin pinta-ala ja liuoksen vahvuus määrää kytkennän "vastuksen"
Kuvan kytkennässä näkyy vielä yksi perustavaa laatua oleva virhe..