Pickling and Passivation of Inox Fabrications: A Complete Workflow

Ανοξείδωτο ατσάλικερδίζει το όνομά του από ένα λεπτό-αυτοθεραπευόμενο στρώμα οξειδίου του χρωμίου στην επιφάνειά του - αλλά αυτό το στρώμα δεν είναι αυτόματα ανέπαφο τη στιγμή που μια κατασκευή φεύγει από το κατάστημα. Η συγκόλληση, η μηχανική κατεργασία και ο χειρισμός κάθε ζημιάς ή μολύνουν αυτό το παθητικό φιλμ, ενσωματώνοντας ελεύθερο σίδηρο και δημιουργώντας ζώνες που επηρεάζονται από τη θερμότητα-που είναι χημικά ευάλωτες στη διάβρωση. Το τουρσί και η παθητικοποίηση είναι οι δύο διαδοχικές χημικές επεξεργασίες που επιδιορθώνουν αυτή τη ζημιά και αποκαθιστούν την πλήρη αντίσταση στη διάβρωση πριν τεθεί σε λειτουργία μια κατασκευή. Αυτός ο οδηγός περιγράφει την πλήρη ροή εργασιών, τις σχετικές χημικές ουσίες και τον τρόπο επαλήθευσης του αποτελέσματος ότι πληροί τις απαιτήσεις ASTM A380 και ASTM A967.

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του Pickling και της Passivation;

Η παστοποίηση και η παθητικοποίηση είναι διαδοχικές αλλά θεμελιωδώς διαφορετικές χημικές επεξεργασίες: το τουρσί διαλύει ένα λεπτό στρώμα βασικού μετάλλου για να αφαιρέσει τη θερμική απόχρωση, την κλίμακα οξειδίου και την ενσωματωμένη μόλυνση, ενώ η παθητικοποίηση αφαιρεί μόνο την επιφάνεια-ελεύθερο σίδηρο και επιταχύνει το σχηματισμό του προστατευτικού στρώματος του μετάλλου χωρίς να προσβάλλει το ίδιο το οξείδιο του μετάλλου.

Αυτή η διάκριση έχει σημασία επειδή οι δύο διαδικασίες αντιμετωπίζουν διαφορετικά προβλήματα. Η συγκόλληση και ο σχηματισμός εν θερμώ δημιουργούν θερμική απόχρωση και ένα στρώμα εξαντλημένου χρωμίου- ακριβώς κάτω από τον ορατό αποχρωματισμό - μια συνθήκη που η παθητικοποίηση από μόνη της δεν μπορεί να διορθώσει πλήρως, επειδή η παθητικοποίηση δεν είναι αρκετά επιθετική για να αφαιρέσει τα μεγάλα άλατα. Το τουρσί είναι το βήμα που σχεδιάστηκε για να αφαιρέσει αυτό το κατεστραμμένο στρώμα. Η μηχανική κατεργασία, η λείανση και ο χειρισμός, αντίθετα, ενσωματώνουν μικροσκοπικά σωματίδια ελεύθερου σιδήρου από εργαλεία και εξοπλισμό σε μια κατά τα άλλα υγιή επιφάνεια - μόλυνση που θα μπορούσε να αφαιρέσει το τουρσί αλλά με το κόστος της άσκοπης χάραξης του βασικού μετάλλου. Η παθητικοποίηση είναι το πιο ήπιο, πιο στοχευμένο βήμα που ταιριάζει σε αυτή τη δουλειά.

Pickling: αφαιρεί τη θερμική απόχρωση, την κλίμακα συγκόλλησης και το στρώμα που έχει εξαντληθεί το χρώμιο- από κάτω του διαλύοντας ένα ελεγχόμενο πάχος βασικού μετάλλου.

Παθητικοποίηση: αφαιρεί επιφανειακά-ελεύθερο σίδηρο και άλλη εξωγενή μόλυνση χωρίς να προσβάλλει σημαντικά το βασικό μέταλλο και επιταχύνει χημικά τον εκ νέου-σχηματισμό του παθητικού στρώματος οξειδίου του χρωμίου.

Για μια συγκολλημένη κατασκευή με ορατή θερμική απόχρωση, συνήθως απαιτούνται και τα δύο βήματα με τη σειρά - παστοποίηση πρώτα, παθητικοποίηση δεύτερο - επειδή η παθητικοποίηση που εκτελείται πάνω από τη μη αφαιρεμένη θερμική απόχρωση δεν θα αποκαταστήσει την πλήρη αντίσταση στη διάβρωση στη ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα-.

Τι είναι η Ολοκληρωμένη ροή εργασίας Pickling and Passivation, βήμα προς βήμα;

Η πλήρης ροή εργασίας εκτελείται σε έξι διαδοχικά στάδια - απολίπανση, αποξήρανση, ξέβγαλμα, παθητικοποίηση, ξέβγαλμα και στέγνωμα και δοκιμή επαλήθευσης - και παράλειψη ή συντόμευση οποιουδήποτε σταδίου κινδυνεύει να αφήσει στη θέση της μόλυνση που υπονομεύει την αντίσταση στη διάβρωση που προορίζεται να προσφέρει ολόκληρη η διαδικασία.

1. Απολιπάνετε και προ-καθαρίστε το -Αφαιρέστε λάδια, υγρά κοπής, βρωμιά και μελάνια σήμανσης με καθαριστικό αλκαλικό ή διαλύτη, συνήθως στους 140–160 βαθμούς F (60–71 μοίρες). Οποιοδήποτε υπολειμματικό λάδι έχει μείνει στην επιφάνεια θα μπλοκάρει την επαφή με το οξύ στο στάδιο της αποξήρωσης και θα παράγει ένα ανομοιόμορφο, αποσπασματικό αποτέλεσμα.

2. τουρσί -Εφαρμόστε ένα διάλυμα νιτρικού-υδροφθορικού οξέος - με εμβάπτιση, ψεκασμό ή πήκτωμα/πάστα για μεγάλα ή επιτόπια-κατασκευασμένα συστατικά - για να διαλύσετε τη θερμική απόχρωση, την κλίμακα συγκόλλησης και το στρώμα που έχει εξαντληθεί το χρώμιο-. Το ASTM A380 συνιστά τον περιορισμό της έκθεσης σε τουρσί σε μέγιστο διάστημα 30 λεπτών ανά εφαρμογή για να αποφευχθεί η υπερβολική-αποξίδωση (χαρακτική) του βασικού μετάλλου.

3. Ξεπλύνετε -Ξεπλύνετε καλά με καθαρό, μη-χλωριωμένο νερό για να αφαιρέσετε όλα τα υπολείμματα οξέος τουρσί πριν από το επόμενο βήμα. Οποιοδήποτε οξύ μεταφερθεί προς τα εμπρός θα μολύνει το λουτρό παθητικοποίησης και μπορεί να παρεμποδίσει τον σωστό σχηματισμό μεμβράνης.

4. Παθητικοποίηση -Εφαρμόστε ένα διάλυμα νιτρικού οξέος ή κιτρικού οξέος ανά ASTM A967 για να αφαιρέσετε τον υπόλοιπο ελεύθερο σίδηρο και να επιταχύνετε τον σχηματισμό του παθητικού στρώματος οξειδίου του χρωμίου. Η συγκέντρωση, η θερμοκρασία και ο χρόνος βύθισης ποικίλλουν ανάλογα με την ποιότητα ανοξείδωτου και καθορίζονται στους πίνακες διεργασίας του A967.

5. Ξεπλύνετε και στεγνώστε -Ξεπλύνετε ξανά με καθαρό νερό για να εξουδετερώσετε και να αφαιρέσετε τα υπολείμματα χημικής παθητικοποίησης και μετά στεγνώστε εντελώς. Το στάσιμο νερό ή η υπολειμματική χημική μεμβράνη που αφήνεται στην επιφάνεια μπορεί να γίνει πηγή μόλυνσης.

6. Επαλήθευση -Επιβεβαιώστε το αποτέλεσμα με μία ή περισσότερες δοκιμές επαλήθευσης ASTM A967 - εμβάπτιση σε νερό, υψηλή υγρασία, ψεκασμό αλατιού, θειικό χαλκό ή σιδηροκυανιούχο κάλιο-νιτρικό οξύ - και μια οπτική επιθεώρηση που επιβεβαιώνει ότι η επιφάνεια είναι απαλλαγμένη από χάραξη, σκασίματα ή πάγωμα.

Ποια χημεία τουρσί πρέπει να χρησιμοποιήσετε - εμβάπτιση, σπρέι, τζελ ή μηχανική αφαίρεση αλάτων;

Το πάστωμα με εμβάπτιση σε λουτρό νιτρικού-υδροφθορικού οξέος είναι η πιο ενδελεχής και συνεπής μέθοδος για τα κατασκευασμένα εξαρτήματα, ενώ η αποξήρανση με τζελ ή πάστα και η μηχανική αφαίρεση αλάτων είναι οι πρακτικές επιλογές για μεγάλες, επιτόπιες-κατασκευές ή γεωμετρικά πολύπλοκες κατασκευές που δεν μπορούν να αποθηκευτούν.

Καθοδήγηση διαδικασίας σύμφωνα με τις συστάσεις αφαλάτωσης και αποξήρωσης ASTM A380. Το υδροφθορικό οξύ είναι πολύ επικίνδυνο για τον ανθρώπινο ιστό κατά την επαφή και απαιτεί γέλη γλυκονικού ασβεστίου και τεκμηριωμένο πρωτόκολλο απόκρισης έκτακτης ανάγκης επί τόπου, ανεξάρτητα από τη μέθοδο εφαρμογής.

Νιτρικό οξύ έναντι παθητικοποίησης κιτρικού οξέος: Ποιο είναι το κατάλληλο για την κατασκευή σας;

Η παθητικοποίηση με νιτρικό οξύ παραμένει η παραδοσιακή, ευρέως αποδεδειγμένη μέθοδος στις περισσότερες ποιότητες ανοξείδωτου, ενώ η παθητικοποίηση με κιτρικό οξύ προτιμάται ολοένα και περισσότερο όπου η ασφάλεια των εργαζομένων, η περιβαλλοντική εκκένωση και η απλότητα της διαδικασίας αποτελούν προτεραιότητες - και για πολλές ωστενιτικές ποιότητες, το κιτρικό οξύ αποδίδει πλέον συγκρίσιμο ή ανώτερο χρώμιο{{1}σε επιφάνειες{2}.

Ανά ASTM A967/A967M-συγκεκριμένοι πίνακες διεργασιών. Οι αριθμοί αναλογίας Cr:Fe είναι αντιπροσωπευτικές τιμές που αναφέρονται στο πεδίο-από παρόχους υπηρεσιών παθητικοποίησης. Το ελάχιστο ASME BPE ισχύει ειδικά για εξοπλισμό βιοεπεξεργασίας. Επιβεβαιώστε τα κριτήρια αποδοχής σύμφωνα με τις ισχύουσες προδιαγραφές του έργου.

Πώς επαληθεύετε ότι η παθητικοποίηση λειτούργησε πράγματι;

Το ASTM A967 ορίζει έξι τυπικές πρακτικές επαλήθευσης και ένα καλά εκτελούμενο πρόγραμμα παθητικοποίησης εφαρμόζει οπτική επιθεώρηση συν τουλάχιστον μία χημική ή περιβαλλοντική δοκιμή από αυτήν τη λίστα σε κάθε παρτίδα εξαρτημάτων, επειδή η παθητικοποίηση που εκτελείται αλλά δεν επαληθεύεται δεν παρέχει τεκμηριωμένη διασφάλιση αντοχής στη διάβρωση.

Σύμφωνα με το ASTM A967/A967M. Το AMS 2700, η ​​προδιαγραφή παράλληλης παθητικοποίησης αεροδιαστημικής, αναγνωρίζει τέσσερις από αυτές τις δοκιμές - υψηλή υγρασία, εμβάπτιση στο νερό, θειικό χαλκό και σπρέι αλατιού - ως το τυπικό σετ επαλήθευσης. Τα παθητικοποιημένα με A967 εξαρτήματα δεν πρέπει επίσης να παρουσιάζουν χάραξη, διάτρηση ή πάγωμα κατά την οπτική επιθεώρηση πριν από οποιαδήποτε από αυτές τις δοκιμές.

Για υψηλής-τιμής ή διάβρωση-κρίσιμες κατασκευές, η εργαστηριακή φασματοσκοπία επιφάνειας που μετράει την πραγματική αναλογία χρωμίου{-προς-σίδηρο παρέχει την πιο ακριβή, ποσοτική επιβεβαίωση που είναι διαθέσιμη -, αν και συνήθως προορίζεται για δοκιμές πιστοποίησης ή επίλυση παρτίδων αντί για επίλυση ρουτίνας.

Ποια ελαττώματα προκύπτουν από την παράλειψη ή τη βιασύνη αυτής της ροής εργασίας;

Η παράλειψη του τουρσίματος, η-παθητικοποίηση ή η βιασύνη των βημάτων ξεβγάλματος παράγει προβλέψιμες και σε μεγάλο βαθμό αποτρέψιμες λειτουργίες αστοχίας - οι περισσότερες από αυτές εμφανίζονται στην επιφάνεια μόνο αφού η κατασκευή είναι σε λειτουργία, όταν η διόρθωση είναι πολύ πιο ακριβή από ό,τι θα ήταν στο κατάστημα.

Κηλώσεις σκουριάς και τρύπημα στις ζώνες που επηρεάζονται από τη θερμότητα συγκόλλησης-, από θερμική απόχρωση και μέταλλο που έχει εξαντληθεί-χρώμιο, που δεν αφαιρέθηκε ποτέ με το τουρσί.

Τοπική διάβρωση σε θέσεις ενσωματωμένου ελεύθερου σιδήρου από λείανση ή μηχανουργική κατεργασία, όταν η παθητικοποίηση παραλείφθηκε ή υπο-δοσολογήθηκε.

Λωρίδες ή κηλίδες αποχρωματισμού από ατελές ξέβγαλμα, όπου το υπολειμματικό οξύ συνεχίζει να αντιδρά με την επιφάνεια αφού το εξάρτημα φύγει από τη γραμμή.

Υπερ-πίκρωση (χαρακτική) και τραχύ, παγωμένο φινίρισμα επιφάνειας, από την έκθεση σε οξύ που έμεινε στο εξάρτημα πέρα ​​από το συνιστώμενο χρονικό όριο.

Η ψευδής εμπιστοσύνη από μια μη τεκμηριωμένη διαδικασία παθητικοποίησης - που πραγματοποιήθηκε χωρίς καμία δοκιμή επαλήθευσης A967 δεν παρέχει στοιχεία αντοχής στη διάβρωση, εάν μια αστοχία διερευνηθεί αργότερα.

Επειδή αυτά τα ελαττώματα συχνά δεν γίνονται ορατά έως ότου μια κατασκευή βρίσκεται σε διαβρωτική υπηρεσία για μήνες, μια τεκμηριωμένη, επαληθευμένη ροή εργασιών κατά τη στιγμή της κατασκευής είναι σημαντικά φθηνότερη από τη διάγνωση και την επιδιόρθωση της διάβρωσης πεδίου εκ των υστέρων.

Είναι η ηλεκτροστίλβωση υποκατάστατο του τουρσί και της παθητικοποίησης;

Το - ηλεκτρογυάλισμα δεν είναι μια συμπληρωματική διαδικασία φινιρίσματος, όχι υποκατάστατο, επειδή λειτουργεί με την ηλεκτροχημική αφαίρεση ενός λεπτού στρώματος μετάλλου επιφάνειας για λείανση και λάμψη του φινιρίσματος, και οι περισσότερες προδιαγραφές ηλεκτροστίλβωσης εξακολουθούν να απαιτούν εκ των προτέρων η επιφάνεια να είναι απαλλαγμένη από ελεύθερο σίδηρο και θερμική απόχρωση, πράγμα που σημαίνει ότι η αποξήρανση συνήθως εξακολουθεί να απαιτείται ως προπαρασκευαστικό βήμα.

Η ηλεκτροστίλβωση παράγει μια επιφάνεια εμπλουτισμένη με χρώμιο-και μπορεί από μόνη της να ικανοποιήσει τις απαιτήσεις παθητικοποίησης σε πολλές προδιαγραφές, συνδυάζοντας αποτελεσματικά την εξομάλυνση και την παθητικοποίηση σε ένα μόνο βήμα. Ωστόσο, δεν αντικαθιστά τον ρόλο του τουρσί στην αφαίρεση χύδην θερμικής απόχρωσης και αλάτων από μια φρεσκοκολλημένη κατασκευή. Η πρακτική σειρά για κατασκευές υψηλών προδιαγραφών - φαρμακευτικών, ημιαγωγών και τροφίμων-εξοπλισμού, μεταξύ αυτών - είναι συνήθως τουρσί, μετά ηλεκτροστίλβωση, με το βήμα ηλεκτροστίλβωσης να χρησιμεύει επίσης ως επεξεργασία παθητικοποίησης.

Ποιες προφυλάξεις ασφαλείας απαιτούνται για το τουρσί και την παθητικοποίηση;

Και οι δύο διαδικασίες απαιτούν αυστηρό ατομικό προστατευτικό εξοπλισμό και μηχανικούς ελέγχους, επειδή το τουρσί περιλαμβάνει υδροφθορικό οξύ - ένα από τα πιο επικίνδυνα βιομηχανικά οξέα σε επαφή με ανθρώπινο ιστό - και ακόμη και το νιτρικό οξύ βαθμού παθητικοποίησης- είναι διαβρωτικό για το δέρμα και τα μάτια.

Απαιτούνται-αντοχή σε χημικά γάντια, γυαλιά ή ασπίδες προσώπου, ποδιές- ανθεκτικές στα οξέα, μακριά μανίκια και μπότες ασφαλείας για τον χειρισμό τόσο της χημικής αποσκλήρυνσης όσο και της παθητικοποίησης.

Η έκθεση στο υδροφθορικό οξύ απαιτεί ένα άμεσο, τεκμηριωμένο πρωτόκολλο απόκρισης έκτακτης ανάγκης, συμπεριλαμβανομένου του τζελ γλυκονικού ασβεστίου{{0}στο σημείο, επειδή η HF διεισδύει στο δέρμα και προσβάλλει τον υποκείμενο ιστό και τα οστά χωρίς τον άμεσο πόνο που διαφορετικά θα προκαλούσε γρήγορη θεραπεία.

Η εφαρμογή νιτρικού οξέος πρέπει να γίνεται σε εξωτερικούς χώρους ή υπό ισχυρό αερισμό όπου είναι δυνατόν, καθώς η αντίδραση μπορεί να απελευθερώσει αναθυμιάσεις διοξειδίου του αζώτου. μπορεί να απαιτείται αναπνευστική προστασία σε κλειστούς χώρους.

Το κιτρικό οξύ είναι σχετικά ήπιο αλλά παραμένει ερεθιστικό για τα μάτια και το δέρμα και εξακολουθεί να απαιτεί τυπικά ΜΑΠ.

Αυτές δεν είναι προαιρετικές προφυλάξεις που τοποθετούνται πάνω από την τεχνική διαδικασία - Τα ASTM A380 και ASTM A967 αντιμετωπίζουν και τα δύο τον ασφαλή χειρισμό ως βασικό μέρος μιας συμμορφούμενης διαδικασίας και όχι ως ξεχωριστή εξέταση.

Συχνές Ερωτήσεις

Q: Χρειάζεται πάντα να κάνετε τουρσί πριν παθητικοποιήσετε;

A: Για συγκολλημένες ή θερμικές-κατασκευές με ορατή θερμική απόχρωση, ναι, η - παθητικοποίηση από μόνη της δεν μπορεί να αφαιρέσει τη θερμική απόχρωση ή το στρώμα που έχει εξαντληθεί το χρώμιο από κάτω. Για κατεργασμένα εξαρτήματα χωρίς θερμική απόχρωση, η παθητικοποίηση από μόνη της μπορεί να είναι επαρκής εάν η επιφάνεια είναι κατά τα άλλα χωρίς άλατα.

Q: Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ASTM A380 και ASTM A967;

A: Το ASTM A380 είναι ένας οδηγός που καλύπτει την πλήρη διαδικασία καθαρισμού, αφαλάτωσης και παθητικοποίησης, συμπεριλαμβανομένης της προετοιμασίας της επιφάνειας. Το ASTM A967 είναι μια προδιαγραφή που επικεντρώνεται ειδικά στις θεραπείες παθητικοποίησης και στις δοκιμές που χρησιμοποιούνται για την επαλήθευσή τους. Τα δύο πρότυπα είναι συμπληρωματικά και χρησιμοποιούνται συνήθως μαζί.

Q: Είναι η παθητικοποίηση του κιτρικού οξέος εξίσου αποτελεσματική με το νιτρικό οξύ;

A: Για πολλές ποιότητες ανοξείδωτου ωστενιτικού, ναι, η παθητικοποίηση του κιτρικού οξέος με - μπορεί να επιτύχει αναλογίες επιφανείας χρωμίου{{{1} προς-σιδήρου συγκρίσιμες ή μεγαλύτερες με τα αποτελέσματα νιτρικού οξέος, ενώ προσφέρει ένα σημαντικά πιο ήπιο προφίλ ασφάλειας των εργαζομένων και περιβαλλοντικής απόρριψης.

Q: Πώς ξέρετε αν η παθητικοποίηση λειτούργησε;

A: Το ASTM A967 ορίζει έξι πρακτικές επαλήθευσης - εμβάπτιση στο νερό, υψηλή υγρασία, ψεκασμό αλατιού, θειικό χαλκό, σιδηροκυανιούχο κάλιο-νιτρικό οξύ και μια γενική δοκιμή ελεύθερου σιδήρου - συν έναν οπτικό έλεγχο που επιβεβαιώνει ότι η επιφάνεια δεν παρουσιάζει χάραξη, σκασίματα ή παγώματα. Τουλάχιστον μία δοκιμή επαλήθευσης πρέπει να τεκμηριώνεται για κάθε παρτίδα παραγωγής.

Q: Μπορεί το τουρσί να αφαιρέσει πάρα πολύ υλικό από μια κατασκευή;

A: Ναί. Το ASTM A380 συνιστά τον περιορισμό της έκθεσης στο τουρσί σε μέγιστο χρόνο περίπου 30 λεπτών ανά εφαρμογή. αφήνοντας οξύ στην επιφάνεια περισσότερο από όσο χρειάζεται προκαλεί υπερβολικό-πόρτο, το οποίο χαράσσει και τραχύνει το βασικό μέταλλο αντί απλώς να αφαιρεί τα άλατα.