ترشی و غیرفعال سازی ساخت فولاد ضد زنگ: یک گردش کار کامل - دانش

فولاد ضد زنگنام خود را از یک لایه نازک-خود ترمیم شونده از اکسید کروم روی سطح آن - به دست آورده است، اما این لایه به طور خودکار در لحظه خروج یک محصول از کف مغازه، دست نخورده نیست. جوشکاری، ماشینکاری، و دست زدن به تمام آسیب ها یا آلودگی این فیلم غیرفعال، جاسازی آهن آزاد و ایجاد مناطق تحت تأثیر حرارت- که از نظر شیمیایی در برابر خوردگی آسیب پذیر هستند. ترشی و غیرفعال کردن دو روش شیمیایی متوالی هستند که این آسیب را ترمیم می کنند و مقاومت در برابر خوردگی کامل را قبل از شروع به کار بازیابی می کنند. این راهنما از طریق گردش کار کامل، شیمی های درگیر و چگونگی تأیید نتیجه مطابق با الزامات ASTM A380 و ASTM A967 می پردازد.

Pickling and Passivation of Stainless Steel Fabrications

گردش کار کامل ترشی و غیرفعال سازی برای تولیدات فولاد ضد زنگ عبارت است از: چربی زدایی و تمیز کردن، ترشی با محلول نیتریک-اسید هیدروفلوریک برای از بین بردن رنگ حرارتی و رسوب جاسازی شده، شستشوی کامل، غیرفعال کردن با اسید نیتریک یا سیتریک برای جدا کردن آهن آزاد باقیمانده و تشکیل لایه کروم تسریع، سپس اکسیداسیون کروم، سپس اکسیداسیون کروم، سپس اکسیداسیون آزمایش‌های A967 مانند آزمایش غوطه‌وری در آب، رطوبت بالا، اسپری نمک، سولفات مس یا فریسیانید پتاسیم-آزمایش اسید نیتریک. ترشی کردن و غیرفعال کردن قابل تعویض نیستند: ترشی کردن فلز پایه را به مقیاس نواری و تغییر رنگ می برد، در حالی که غیرفعال کردن فقط آهن بدون سطح- را بدون حمله به فلز پایه حذف می کند.

ترشی کردن و غیرفعال کردن روش‌های شیمیایی متوالی اما اساساً متفاوت هستند: ترشی لایه نازکی از فلز پایه را حل می‌کند تا رنگ حرارتی، مقیاس اکسیدی و آلودگی جاسازی شده را از بین ببرد، در حالی که غیرفعال‌سازی فقط سطح آهن آزاد را حذف می‌کند و تشکیل لایه محافظ کروم را بدون حمله به لایه‌ی اکسید پایه تسریع می‌کند.

این تمایز اهمیت دارد زیرا این دو فرآیند به مشکلات متفاوتی می پردازند. جوشکاری و شکل دهی گرم باعث ایجاد رنگ حرارتی و یک لایه کروم-تهی شده مستقیماً در زیر تغییر رنگ قابل مشاهده - می شود، شرایطی که غیرفعال سازی به تنهایی نمی تواند کاملاً اصلاح شود زیرا غیرفعال سازی به اندازه کافی تهاجمی نیست که بتواند رسوبات را حذف کند. ترشی کردن مرحله ای است که برای از بین بردن لایه آسیب دیده طراحی شده است. در مقابل، ماشین‌کاری، آسیاب کردن و جابجایی، ذرات میکروسکوپی آهن آزاد از ابزارها و تجهیزات را در آلودگی سطحی - قرار می‌دهد که ترشی می‌تواند آن را از بین ببرد اما به قیمت حکاکی غیرضروری فلز پایه. منفعل شدن مرحله ملایمتر و هدفمندتر مناسب برای آن شغل است.

Pickling and Passivation

ترشی: با حل کردن ضخامت کنترل شده فلز پایه، رنگ حرارتی، مقیاس جوش و لایه خالی شده از کروم- زیر آن را از بین می برد.

غیرفعال سازی: آهن آزاد سطح{0}}و سایر آلودگی های برون زا را بدون حمله قابل توجهی به فلز پایه حذف می کند و از نظر شیمیایی تشکیل مجدد لایه اکسید کروم غیرفعال را تسریع می کند.

برای ساخت جوشکاری شده با رنگ حرارتی قابل مشاهده، معمولاً هر دو مرحله به ترتیب - اول ترشی کردن، دوم غیرفعال کردن - مورد نیاز است زیرا غیرفعال‌سازی انجام شده در بالای رنگ حرارتی حذف نشده مقاومت خوردگی کامل را در منطقه تحت تأثیر حرارت-بازیابی نمی‌کند.

گردش کار کامل در شش مرحله متوالی انجام می شود - چربی زدایی، ترشی کردن، شستشو، غیرفعال کردن، شستشو و خشک کردن، و آزمایش تأیید - و حذف یا کوتاه کردن هر مرحله خطرات باقی ماندن آلودگی را در محل ایجاد می کند که مقاومت به خوردگی را که کل فرآیند ارائه می کند تضعیف می کند.

1. چربی زدایی و قبل از{1} تمیز کردن -روغن‌ها، مایعات برش، کثیفی‌های مغازه و جوهرهای علامت‌گذاری را با پاک‌کننده‌های قلیایی یا حلال، معمولاً در دمای 140 تا 160 درجه فارنهایت (60 تا 71 درجه) پاک کنید. هر روغن باقیمانده روی سطح، تماس اسید را در مرحله ترشی مسدود می کند و نتیجه ناهموار و تکه ای ایجاد می کند.

2. ترشی -یک محلول نیتریک-اسید هیدروفلوئوریک - را با غوطه وری، اسپری یا ژل/خمیر برای اجزای بزرگ یا صحرایی-ساخته شده - برای حل کردن رنگ حرارتی، مقیاس جوش و لایه خالی شده از کروم{4} استفاده کنید. ASTM A380 توصیه می‌کند برای جلوگیری از ترشی کردن (اچ کردن) بیش از حد فلز پایه، قرار گرفتن در معرض ترشی را به حداکثر 30 دقیقه در هر کاربرد محدود کنید.

3. شستشوی -قبل از مرحله بعد، با آب تمیز و بدون کلر بشویید تا تمام باقی مانده اسید ترشی پاک شود. هر اسیدی که به جلو منتقل می شود، حمام غیرفعال سازی را آلوده می کند و می تواند در تشکیل فیلم مناسب اختلال ایجاد کند.

4. غیرفعال کردن -یک محلول اسید نیتریک یا اسید سیتریک را در ASTM A967 اعمال کنید تا آهن آزاد باقیمانده را جدا کنید و تشکیل لایه غیرفعال اکسید کروم را تسریع کنید. غلظت، دما و زمان غوطه وری بر اساس درجه ضد زنگ متفاوت است و در جداول فرآیند A967 مشخص شده است.

5. شستشو و خشک کردن -دوباره با آب تمیز بشویید تا مواد شیمیایی غیرفعال خنثی شده و از بین برود، سپس کاملا خشک کنید. آب ایستاده یا فیلم شیمیایی باقیمانده روی سطح می تواند خود به منبع آلودگی تبدیل شود.

6. تأیید -نتیجه را با یک یا چند آزمایش تأیید ASTM A967 - غوطه وری در آب، رطوبت بالا، اسپری نمک، سولفات مس، یا فریسیانید پتاسیم-اسید نیتریک - و یک بازرسی بصری که تأیید می کند سطح فاقد حکاکی، حفره یا یخ زدگی است، تأیید کنید.

ترشی غوطه ور در حمام نیتریک{0}}هیدروفلوئوریک اسید کامل ترین و منسجم ترین روش برای قطعات ساخته شده در فروشگاه است، در حالی که ترشی ژل یا خمیر و رسوب زدایی مکانیکی گزینه های عملی برای ساخت و سازهای بزرگ، صحرایی- یا از نظر هندسی پیچیده هستند که نمی توانند مخزن شوند.

Which Pickling Chemistry Should You Use

روش	بهترین مناسب برای	ملاحظات کلیدی
حمام غوطه وری (HNO3 + HF)	قطعات ساخته شده را به اندازه کافی کوچک بخرید تا مخزن شود. پردازش دسته ای اتصالات، فلنج ها، مجموعه های کوچک	یکنواخت ترین و قابل کنترل ترین نتیجه؛ به تهویه کامل و زیرساخت مخزن مقاوم{0}}مقاوم در برابر اسید نیاز دارد
کاربرد اسپری	ساخت و سازهای بزرگتر یا مجموعه های بزرگتر برای غوطه ور شدن	به کنترل دقیق پوشش نیاز دارد تا از مناطق از دست رفته یا تجمع اسید جلوگیری شود
ترشی ژل / خمیر	جوش های میدانی، نصب محل، سطوح عمودی یا بالای سر	عملکرد کندتر از غوطه وری؛ ایده آل برای درمان موضعی درز جوش بدون ایجاد مزاحمت در سطح مجاور
رسوب زدایی مکانیکی	مقیاس سنگین که در آن ترشی شیمیایی به تنهایی فقط تا حدی موثر است	ASTM A380 مسواک زدن متناوب با برس استنلس استیل یا فیبر را برای کمک به حذف رسوب بین کاربردهای اسیدی اجازه می دهد.

راهنمای فرآیند مطابق با توصیه های رسوب زدایی و ترشی ASTM A380. اسید هیدروفلوریک در تماس با بافت انسان به شدت خطرناک است و به ژل گلوکونات کلسیم و یک پروتکل مستند پاسخ اضطراری در محل بدون توجه به روش کاربرد نیاز دارد.

غیرفعال کردن اسید نیتریک به عنوان روش سنتی و به طور گسترده اثبات شده در اکثر گریدهای ضد زنگ باقی می ماند، در حالی که غیرفعال کردن اسید سیتریک به طور فزاینده ای ترجیح داده می شود که ایمنی کارگران، تخلیه محیطی و سادگی فرآیند اولویت هستند - و برای بسیاری از گریدهای آستنیتی، اسید سیتریک اکنون کروم قابل مقایسه یا برتر را به نسبت سطح{1} آهن{2} تحویل می دهد.

عامل	اسید نیتریک	اسید سیتریک
غلظت معمولی	20 تا 50 درصد حجمی، به ازای هر جداول خاص ASTM A967-	4 تا 10 درصد وزنی، به ازای هر جداول خاص ASTM A967-
مشخصات ایمنی کارگران	خورنده برای پوست و چشم؛ می تواند دودهای دی اکسید نیتروژن را آزاد کند که اغلب نیاز به استفاده در فضای باز یا تهویه قوی دارد	فقط تحریک کننده خفیف؛ به طور قابل توجهی بار PPE و تهویه را کاهش داد
اثرات زیست محیطی / تخلیه	فاضلاب{0}}دارای نیترات معمولاً قبل از تخلیه نیاز به تصفیه اختصاصی دارد	زیست تخریب پذیر؛ به طور کلی مدیریت ساده تر فاضلاب
نسبت سطح کروم: آهن گزارش شده	تقریباً در تمام گریدهای آستنیتی و مارتنزیتی در صورت کنترل مناسب مؤثر است	نسبت‌های فیلد-گزارش‌شده 1.7–2.0+ قابل دستیابی است، که از حداقل ASME BPE 1.3:1 برای سیستم‌های درجه دارویی{5}} بیشتر است
تناسب درجه	به طور گسترده در میان گریدهای آستنیتی و اکثر مارتنزیتی در جدول های A967 قابل استفاده است	به طور گسترده قابل اجرا؛ درجه-پارامترهای خاص ارائه شده در جداول A967

بر اساس جداول فرآیند خاص ASTM A967/A967M-. ارقام نسبت Cr:Fe نماینده مقادیر گزارش شده فیلد-از ارائه دهندگان خدمات غیرفعال سازی هستند. حداقل ASME BPE به طور خاص برای تجهیزات پردازش زیستی اعمال می شود. معیارهای پذیرش را در برابر مشخصات پروژه حاکم تأیید کنید.

ASTM A967 شش روش تأیید استاندارد را تعریف می‌کند و یک برنامه غیرفعال‌سازی خوب اجرا می‌شود، بازرسی بصری به اضافه حداقل یک آزمایش شیمیایی یا محیطی از این فهرست را برای هر تعداد زیادی از قطعات اعمال می‌کند، زیرا غیرفعال‌سازی انجام شده اما تأیید نشده هیچ اطمینان مستندی از مقاومت به خوردگی ارائه نمی‌دهد.

How Do You Verify That Passivation Actually Worked

تست کنید	چه کاری انجام می دهد	تمرین ASTM A967
غوطه وری در آب	قطعات را در آب غوطه ور می کند و زنگ زدگی را بررسی می کند که نشان دهنده وجود آهن آزاد باقی مانده است	تمرین A
رطوبت بالا	قطعات را در معرض یک محیط کنترل شده با رطوبت بالا- قرار می دهد و خوردگی را بررسی می کند	تمرین B
نمک پاش	قطعات را در معرض محفظه مه آب شور قرار می دهد تا هر گونه حساسیت به خوردگی نهفته را تسریع و آشکار کند.	C را تمرین کنید
سولفات مس	محلول سولفات مس اسیدی شده را اعمال می کند. رسوب مس نشان دهنده باقیمانده آهن آزاد است. برای گریدهای سری 400 زیر 16 درصد کروم معتبر نیست	تمرین D
پتاسیم فریسیانید{0}}اسید نیتریک (فروکسیل)	در درجه اول برای جوش استفاده می شود. لکه‌های آبی نشان‌دهنده آلودگی آهن آزاد است که غیرفعال‌سازی نتوانست آن را از بین ببرد	تمرین E
تست آهن رایگان	غربالگری سطح عمومی برای آلودگی آهن آزاد قابل تشخیص	تمرین F

بر اساس ASTM A967/A967M. AMS 2700، مشخصات غیرفعال‌سازی هوافضای موازی، چهار مورد از این آزمایش‌ها را - رطوبت بالا، غوطه‌وری در آب، سولفات مس و اسپری نمک - را به‌عنوان مجموعه تأیید استاندارد خود تشخیص می‌دهد. قطعات غیرفعال شده با A967 همچنین نباید در بازرسی بصری قبل از اعمال هر یک از این آزمایش‌ها، هیچ گونه اچ، حفره یا یخ زدگی نشان ندهند.

برای ساخت‌های مهم-مقدار یا خوردگی-، طیف‌سنجی سطح آزمایشگاهی که نسبت کروم واقعی-به{3}}آهن را اندازه‌گیری می‌کند، دقیق‌ترین و کمی‌ترین تأییدیه موجود - را ارائه می‌کند، اگرچه معمولاً به جای آزمایش‌های صلاحیت یا حل‌وفصل اختلافات معمولی، محفوظ است.

نادیده گرفتن ترشی کردن،-غیرفعال کردن، یا عجله کردن مراحل آبکشی باعث ایجاد حالت های خرابی قابل پیش بینی و تا حد زیادی قابل پیشگیری می شود - که اکثر آنها فقط پس از سرویس دهی به سطح می آیند، در حالی که اصلاح بسیار گرانتر از آنچه در کف مغازه بود، ظاهر می شود.

زنگ زدگی و حفره شدن در گرمای جوش-مناطق تحت تأثیر، ناشی از رنگ حرارتی و فلز خالی شده از کروم- که هرگز با ترشی پاک نشد.

خوردگی موضعی در محل‌های آهن آزاد تعبیه‌شده ناشی از سنگ‌زنی یا ماشین‌کاری، زمانی که غیرفعال‌سازی نادیده گرفته می‌شود یا کمتر از-دوز می‌شود.

تغییر رنگ رگه دار یا لکه دار ناشی از شستشوی ناقص، که در آن اسید باقیمانده پس از خروج قطعه از خط به واکنش با سطح ادامه می دهد.

بیش از-ترشی (اچ کردن) و یک سطح خشن و مات شده، به دلیل قرار گرفتن در معرض اسید بر روی قطعه بیش از محدودیت زمانی توصیه شده.

اطمینان کاذب ناشی از غیرفعال سازی فرآیند غیرمستند - که بدون هیچ گونه آزمایش تأیید A967 انجام شده است، اگر بعداً خرابی بررسی شود، هیچ مدرکی دال بر مقاومت در برابر خوردگی ارائه نمی کند.

از آنجایی که این عیوب اغلب تا زمانی که یک کارخانه برای ماه‌ها در سرویس خورنده قرار نگیرد قابل مشاهده نمی‌شوند، گردش کار مستند و تأیید شده در زمان ساخت به‌طور قابل‌توجهی ارزان‌تر از تشخیص و تعمیر خوردگی میدان پس از این واقعیت است.

هیچ - پولیش الکتریکی یک فرآیند تکمیل تکمیلی نیست، نه یک جایگزین، زیرا با حذف الکتروشیمیایی یک لایه نازک از فلز سطح برای صاف و درخشان کردن سطح کار می‌کند، و بیشتر مشخصات الکتروپولیش هنوز نیاز دارند که سطح از قبل بدون آهن و رنگ حرارتی آزاد باشد، به این معنی که ترشی کردن معمولاً هنوز به عنوان یک مرحله آماده‌سازی مورد نیاز است.

Is Electropolishing a Substitute for Pickling and Passivation

پولیش الکتریکی سطح غنی شده با کروم{0}} را تولید می کند و می تواند نیازهای غیرفعال سازی را در بسیاری از مشخصات برآورده کند و به طور موثر صاف کردن و غیرفعال سازی را در یک مرحله ترکیب کند. با این حال، نقش ترشی را در از بین بردن رنگ و مقیاس حرارتی از یک تولید تازه جوش داده شده جایگزین نمی کند. توالی عملی برای{3}}ساخت با مشخصات بالا - تجهیزات دارویی، نیمه هادی و مواد غذایی{5}}در میان آنها - معمولاً ترشی است، سپس الکترو پولیش، با مرحله الکتروپولیش نیز به عنوان درمان غیرفعال کردن عمل می کند.

هر دو فرآیند به تجهیزات حفاظت فردی دقیق و کنترل‌های مهندسی نیاز دارند، زیرا ترشی کردن شامل اسید هیدروفلوریک - یکی از خطرناک‌ترین اسیدهای صنعتی در تماس با بافت انسانی است - و حتی اسید نیتریک درجه غیرفعال{2}}برای پوست و چشم خورنده است.

دستکش‌های{0}مقاوم در برابر مواد شیمیایی، عینک یا محافظ صورت، پیش‌بندهای مقاوم در برابر اسید-، آستین‌های بلند و چکمه‌های ایمنی برای رسیدگی به مواد شیمیایی ترشی و غیرفعال‌سازی مورد نیاز است.

قرار گرفتن در معرض اسید هیدروفلوئوریک به یک پروتکل فوری و مستند پاسخ اضطراری، از جمله ژل گلوکونات کلسیم{0}در محل، نیاز دارد، زیرا HF بدون درد فوری به پوست نفوذ می کند و به بافت و استخوان زیرین حمله می کند که در غیر این صورت باعث درمان سریع می شود.

استفاده از اسید نیتریک باید در خارج از منزل یا در صورت امکان تحت تهویه قوی انجام شود، زیرا واکنش می تواند بخارات دی اکسید نیتروژن را آزاد کند. حفاظت تنفسی ممکن است در فضاهای بسته مورد نیاز باشد.

اسید سیتریک نسبتاً خفیف است اما محرک چشم و پوست باقی می ماند و همچنان به PPE استاندارد نیاز دارد.

اینها اقدامات احتیاطی اختیاری نیستند که در بالای فرآیند فنی لایه‌بندی شده‌اند - ASTM A380 و ASTM A967، هر دو با مدیریت ایمن به‌عنوان بخش اصلی رویه‌های منطبق بر آن رفتار می‌کنند، نه یک ملاحظات جداگانه.

Q: آیا همیشه قبل از غیرفعال کردن نیاز به ترشی دارید؟

A: برای تولیدات جوش داده شده یا حرارتی-با رنگ حرارتی قابل مشاهده، بله، - غیرفعال سازی به تنهایی نمی تواند رنگ حرارتی یا لایه تهی شده کروم- زیر آن را حذف کند. برای قطعات ماشینکاری شده بدون رنگ حرارتی، اگر سطح در غیر این صورت عاری از رسوب باشد، غیرفعال کردن به تنهایی ممکن است کافی باشد.

Q: تفاوت بین ASTM A380 و ASTM A967 چیست؟

A: ASTM A380 راهنمای کامل تمیز کردن، رسوب زدایی و فرآیند غیرفعال سازی، از جمله آماده سازی سطح است. ASTM A967 مشخصاتی است که به طور خاص بر روی درمان‌های غیرفعال‌سازی و آزمایش‌های مورد استفاده برای تأیید آن‌ها متمرکز شده است. این دو استاندارد مکمل هم هستند و معمولاً با هم استفاده می شوند.

Q: آیا غیرفعال سازی اسید سیتریک به اندازه اسید نیتریک موثر است؟

A: برای بسیاری از گریدهای ضد زنگ آستنیتی، بله، غیرفعال کردن اسید سیتریک - می‌تواند به نسبت‌های سطح کروم{{1} به-آهن، قابل مقایسه با نتایج اسید نیتریک یا بیشتر از آن، دست یابد، در حالی که ایمنی کارگران و مشخصات تخلیه محیطی بسیار ملایم‌تری ارائه می‌دهد.

Q: چگونه متوجه می شوید که غیرفعال کردن کار می کند؟

A: ASTM A967 شش روش تأیید را تعریف می‌کند - غوطه‌وری در آب، رطوبت بالا، اسپری نمک، سولفات مس، فری سیانید پتاسیم-اسید نیتریک، و یک آزمایش عمومی آهن رایگان - به‌علاوه یک بررسی بصری که تأیید می‌کند سطح بدون حکاکی، حفره یا یخ زدگی را تأیید می‌کند. حداقل یک آزمایش تأیید باید برای هر لات تولید مستند شود.

Q: آیا ترشی کردن می تواند مواد بیش از حد را از یک کارخانه حذف کند؟

A: بله. ASTM A380 محدود کردن قرار گرفتن در معرض ترشی را به حداکثر حدود 30 دقیقه در هر کاربرد توصیه می کند. باقی ماندن اسید روی سطح بیش از حد لازم باعث ترشی شدن بیش از حد-می شود که به جای از بین بردن صرفاً رسوب، فلز پایه را حکاکی و زبر می کند.