探究橡胶轮胎加工设备酸洗除锈技术

探究橡胶轮胎加工设备酸洗除锈技术

徐兴国 1 、孙术敏 1 、宋月涛 1 李鹏飞 2

（ 1 山东万达宝通轮胎有限公司 山东东营 257506）

（2山东栋梁科技设备有限公司山东济南250022）

摘要：橡胶轮胎生产加工中所需的机械设备种类较多，在长期使用后，受到冷却水的影响，在设备中会产生结垢及腐蚀等情况，对设备的运行带来了影响。应根据酸洗除锈原理，分析污垢中的主要物质，有效开展酸洗除锈技术应用，使酸洗除锈技术发挥出良好的效果，为橡胶轮胎加工设备的使用提供良好的条件。

关键词：橡胶轮胎；加工设备；酸洗除锈技术

引言

橡胶轮胎加工中温度过高会使胶料性能受到影响，需要使用冷却水进行处理，采用这种方式会使冷却水的杂质对设备及管线造成影响，导致腐蚀或者结垢情况，不利于设备的使用，减弱了加工的效果。因此，为了解决这种问题，应根据橡胶轮胎加工设备的情况采用酸洗除锈技术进行处理，使设备上的结垢腐蚀情况得到缓解，为设备使用带来保障。

1橡胶轮胎概述

轮胎是在交通机械制造、农业机械及工程机械等之中使用的一种圆环形弹性制品，作为重要的配件，得到了广泛的应用。轮胎可吸收由于路面不平产生的震动及外来冲击力，使驾驶及乘坐的人能够感受更加舒适。在橡胶工业生产中，轮胎是重要的制品，消耗的橡胶量占据了橡胶总量的50%-60%，因此是一种重要的战略物资。在橡胶轮胎生产中，需要使用到多种机械设备。

2酸洗除锈原理

酸洗除锈指的是使用酸等化学物质溶液使其与表面锈层之间产生反应，能够生成可溶性或者不溶性的金属盐，能实现除锈的需求。钢铁的表面锈层以及氧化皮中的主要物质为铁的氧化物，与酸液产生作用会出现以下反应：

Fe304+8H+→Fe2++2Fe3++4H20

Fe203+6H+→2Fe3++3H2O

FeO+2H+→Fe2++H20

当酸液与铁的氧化物反应的时候，会与基体上的铁之间产生反应而析出氢气。反应产生的氢气从钢表面逸出，可对锈层、氧化层起到剥离的效果，进入溶液中的时候能够发挥出搅拌酸液的作用。另外，析出的氢气能够将氧化物中的铁还原成低价铁，使氧化物溶解及难溶氧化物从机械上脱离，能够提升除锈的效率。

3污垢中的主要物质

橡胶轮胎加工中的冷却水是循环水，有机物长期作用下会在管道等位置上形成沉淀，与橡胶设备金属表面黏合在一起，产生了水垢等物质，其中有钙、镁、钠等元素的硅酸盐及碳酸钙，还有二氧化硅及氢氧化镁等，除了钙镁离子以外的金属离子也被称作腐蚀产物。在橡胶轮胎加工中，开炼机、压延机等的机筒、转子冷却通道部分容易产生结垢的情况，腐蚀主要为铁的氧化物。在空压机、冷喂料机等中的油冷却器、换热器处易产生结垢，主要为铜的氧化物，水垢中存在caco3、Mgco3、sio2.M g(OH)等物质。

4酸洗除锈技术应用

4.1盐酸应用

可在酸洗除锈技术应用中使用盐酸、硫酸、磷酸以及氢氧化钠等进行处理。使用盐酸的时候，能够与水垢之间产生反应，与内部的腐蚀产物之间产生溶解反应，一般使用盐酸进行酸洗需要1-2h的时间。在溶解水垢的时候，会发生以下反应：

CaCO3+2HCl→CaCl2+CO2↑+H2O

在水垢中有镁元素的时候，会产生以下反应：

CaCO3·MgCO3+4HCl→CaCl2+MgCl2+2CO2↑+2H2O

Mg(OH)2+2HCl→MgCl2+2H2O

水垢中含有铜铁物质的时候，可产生以下反应：

Fe2O3+6HCl→ 2FeCl3+3H2OFe3O4+8HCl→ 2FeCl3+FeCl2+4H2O

FeO+2HCl→FeCl2+H2O

Cu2O+2HCl→2CuCl+H2O

4.2氢氟酸应用

使用氢氟酸进行处理的时候，由于溶解能力强于验算，可形成络合物，对硅垢有着极强的清洗络合能力。在酸洗过程中会产生以下反应：

SiO2+4HF→SiF4+2H2OSiO2+6HF→H2SiF6+2H2O

氢氟酸对铁氧化物的溶解效果较好，可在盐酸清洗中添加氢氟酸进行助溶，使铁的氧化物更快被溶解，还可去除其中的硅酸盐。

4.3硫酸、磷酸应用

硫酸浓度处于10%-25%范围之间的时候，反应时间最短，如果超过这个范围会使反应延长，浓硫酸对氧化皮及铁锈的溶解能力比较差，还会使钢铁的表面产生钝化的情况。使用硫酸的时候可进行加热，使除锈的效率提升，通常加热温度为50-70℃。硝酸对钢铁产生了钝化的影响，可作为不锈钢材质除垢剂。磷酸在酸洗的使用一般与其他强酸之间进行混合。

5废液处理

酸洗除锈处理之后得到的废液中有钙、镁以及铁等离子，还有过量的酸。在碳酸盐垢酸洗中，可使用乌洛托品等无害缓蚀剂废液，中和之后排放废液。当铁铜垢中的铜含量较大的时候，需要对铜离子含量进行监控，当超出了标准含量0.1 mg/L，在中和废液的时候，先使PH值高于10，铜离子会议氢氧化铜的形式沉淀，之后使用酸中和到PH值到9以下，排放液中的PH值不应低于8。由于在酸洗处理前需要进行碱处理，还需要在处理之后进行碱液钝化处理，可将酸洗废液进行混合，结合PH值添加中和剂，使处理能够满足实际的要求。

结语

酸洗除锈技术作为轮胎加工中设备处理的重要方式，可有效去除设备中留下的水垢等物质，使设备的使用得到保障。通过对结垢中的物质的分析，恰当的使用盐酸、氢氟酸以及硫酸等来进行酸洗处理，使处理的效果加强，能够有效保证设备内部的良好状态，为加工生产的进行带来了帮助。同时，应进一步提升酸洗除锈技术应用的水平，使设备的处理得到改善。

参考文献

[1] 李勇.旋转式废旧橡胶裂解设备的设计与实验研究[D].青岛科技大学 2019

[2] 张振兴.胶粉干法再生的工艺研发及再生胶性能分析[D].扬州大学 2017

[3] 杜少忠,李益万,仇文胜,战之明,高耸.轮胎行业相关环保法规及应对[J]. 广东化工. 2015(01)

作者简介：徐兴国，男，1982年4月出生，从事轮胎制造管理工作。

作者简介：孙术敏，女，1983年11月出生。

作者简介：宋月涛，男，1982年12月出生，从事设备管理工作。

作者简介：李鹏飞，男，1998年2月出生，山东栋梁科技设备有限公司，从事设备管理与维护工作。