Фазлутдинов К.К.

19.07.2018 (обновленно 19.07.2018)

2842 просмотров

Покрытие узких труб никелем, хромом, медью (никелирование, хромирование, меднение труб)

Зачастую в технологии изготовления цилиндрических изделий (отводы, муфты, соединители, трубопроводы и т.д.) возникает необходимость в гальваническом покрытии. При этом изделие может иметь большой диаметр и маленькую длину, а может быть длинным и узким. Ранее мы рассматривали данный вопрос по отношению к цинковому и химическому оксидному покрытию изделий из черной стали. Теперь рассмотрим этот вопрос по отношению к более сложным и требовательным к чистоте поверхности и растворов процессам — никелированию, меднению (омеднению), хромированию, оловянированию (лужению).

Трубы, подлежащие покрытию, могут быть выполнены из черной, нержавеющей стали, цветного металла (медь, латунь, бронза, алюминий и его сплавы и т.д.)

Если труба, подлежащая никелированию, омеднению, хромированию или оловянированию выполнена из черной стали, то внутри нее всегда будет большое количество органических и неорганических загрязнений (окалина, смазка, металлические частицы и т.д.). Холоднокатаные трубы содержат значительно меньше термической окалины, горячекатаные больше (поэтому с точки зрения гальваники они менее предпочтительны). Аналогичные проблемы могут быть и у других материалов, но, как правило, в меньшей степени.

Какие проблемы могут возникнуть, если такие трубы пойдут в покрытие без особой подготовки?

1. Зачастую покрываемые трубы просто невозможно качественно обезжирить изнутри. Загрязнения при запуске деталей в работу начнут переходить в технологические растворы. Загрязнение растворов травления и активации приведет к нарушению адгезии осаждаемого покрытия. Загрязнение раствора никелирования органическими примесями приведет к резкому снижению блеска покрытия, питтингу, отслоениям и снижению рассеивающей способности электролита (как следствие - снижению равномерности толщины покрытия). Аналогичное действие проявляется при меднении, оловянировании и хромировании труб. Электролит хромирования является очень агрессивным для органики, хромовый ангидрид будет окислять загрязняющие вещества, а в электролите будет копиться избыточное количество трехвалентного хрома и продуктов окисления. Все это резко отрицательно скажется на качестве и равномерности хромового покрытия.
2. Внутренняя поверхность труб в большей или меньшей степени окислена. Окалина и ржавчина может сохраняться внутри трубы даже после травления и активации. Во время последующих процессов оксиды железа, меди, никеля, хрома и др. будут реагировать с компонентами гальванических электролитов и превращаться в растворимые соединения, которые будут снижать качество и блеск покрытия.
3. При меднении труб без специальной оснастки внутренняя часть трубы будет закрываться покрытием только на два диаметра отверстия, начиная от краев трубы. Остальная же часть будет доступна для химического действия растворов. Электролит меднения очень агрессивен по отношению к черным металлам, алюминию и его сплавам, в результате разъедания внутренней поверхностью трубы будет образовываться медный порошок и ионы железа или алюминия. Железо и алюминий являются вредной примесью в электролите меднения, а медный порошок будет загрязнять последующие электролиты (никелирования и хромирования) как механически, так и химически (особенно актуально для многослойного покрытия медь-никель-хром). В ванне меднения этот порошок также будет сильно увеличивать шероховатость покрытия на всей поверхности трубы.
4. Учитывая, что трубы могут быть труднопромываемы изнутри, растворы от подготовительных операций будут задерживаться в изгибах детали и попадать в ванны гальванопокрытий. Также и растворы из одной ванны покрытия могут попадать в растворы другого покрытия, уносясь в карманах трубчатого изделия. Все это будет приводить к сильному химическому загрязнению растворов и снижению качества никелевого, медного, хромового и оловянного покрытия как на внутренней, так и на внешней части трубы.

Для исключения этих негативных явлений можно применять следующие методы:

1. Делать на концах трубчатого изделия заглушки из полипропилена, полиэтилена, тефлона (фторопласта), пентапласта или из материала самой детали. Заглушка может быть выполнена на сварном соединении, на резьбе (с использованием уплотнительной тефлоновой ленты), а также (самый плохой вариант) - заглушка "в натяг". Проверка герметичности заглушки производится окунанием детали в воду - если пузырьков воздуха не образуется, значит изделие герметично. Разумеется, иных отверстий в трубе быть не должно, либо они также должны быть загерметизированы. Исключение может составлять только большое отверстие, через которое удобно промывать деталь изнутри в автоматическом режиме.
2. Заменять материал на нержавеющую сталь с качественной отмывкой внутренней поверхности. Данная операция исключит химическое воздействие на деталь изнутри.

Мы рассмотрели особенности меднения, никелирования, хромирования и оловянирования трубчатых изделий большой длины и маленького диаметра. Отметим, что покрытие изделий с большим диаметром (свыше 100 мм) и небольшой длиной (до 300 мм), при использовании спецоснастки, не вызывает столь больших проблем и не требует использования заглушек.