Passivation – en overfladebehandlingsproces

Passivation – en overfladebehandlingsproces

Sidste opdatering 29/08, tid til at læse: 5 min

Dele efter en passiveringsproces

En af de kritiske udfordringer for metallurger er at beskytte materialet mod korrosion og enhver anden forurening i fremstillingsprocesserne, såsom bearbejdning, fremstilling og svejsning, der skaber affald, indeslutninger, metaloxider og kemikalier, fedt og olie.Med disse, når de udsættes for luft og vand, er mange metaller sårbare over for korrosion.Dette vil medføre belastning af metaldelen og kan have en ødelæggende indvirkning under produktionen eller på produktets slutanvendelse.Så der er behov for at beskytte metaldelen mod disse forurening og korrosion.En sådan proces ermetalpassivering, en proces til at tilvejebringe et tyndt og ensartet oxidlagat tilføje korrosionsbestandighed, forlænge delens levetid, fjerne overfladekontamination, reducere risikoen for delkontamination og forlænge systemvedligeholdelsesintervallerne.

Hvordan virker det?

For at beskytte forskellige metallegeringer mod korrosion, anvendes en industriel kemisk efterbehandling i vid udstrækning som en efterfremstillingsproces kendt som passivering.I denne proces anvendes generelt milde oxidanter såsom salpetersyre og citronsyre.Det eksogenetiske frie jern, sulfider og andre fremmede partikler fra overfladen kan fjernes af disse syrer og danner et oxidlag eller en film, der vil fungere som et beskyttende skjold.Dette mindsker sandsynligheden for, at der sker en kemisk reaktion mellem det metalliske materiale og luften, hvilket giver overfladen beskyttelse mod korrosion uden at ændre dens udseende.Den kritiske del af denne proces er, at syren ikke skal påvirke selve metallet.

Trin i passiveringsprocessen

Der er hovedsageligt tre trin i passiveringsprocessen, som vil skabe et komplet tyndt og ensartet oxidlag på den metalliske overflade.

Trin 1: Rengøring af komponenter

Rengøring af metaldele, dvs. fjernelse af overfladeolier, kemikalier eller snavs, der er tilbage fra bearbejdningen, er begyndelsen på passiveringsprocessen.Komponentrensningen spiller en kritisk rolle i denne proces, uden dette trin vil fremmedlegemerne på overfladen af ​​metallet begrænse passiveringens effektivitet.

Trin 2: Nedsænkning i syrebad

For at fjerne eventuelle frie jernpartikler fra overfladen følger nedsænkningen af ​​komponenten i et syrebad efter rengøringstrinnet.Der er tre almindelige tilgange, der anvendes i dette trin af processen

Trin 3:Salpetersyrebad

Den traditionelle tilgang til passivering er salpetersyre, som omfordeler den molekylære struktur af metallets overflade mest effektivt.På grund af dets klassificering som et farligt materiale har salpetersyre imidlertid nogle ulemper.Det udsender giftige gasser, som er farlige for miljøet og kan kræve længere behandlingstid med særlig håndtering.

Trin 4:Salpetersyre med natriumdichromatbad

Inkorporeringen af ​​natriumdichromat i salpetersyre intensiverer passiveringsprocessen med nogle specifikke legeringer.Denne tilgang er en mindre almindelig mulighed, da natriumdichromat forstærker farerne ved salpetersyrebadning.

Citronsyrebad

Citronsyrebadet er det sikrere alternativ til salpetersyre til passiveringsprocessen.Det udsender ingen giftige gasser, kræver ingen særlig håndtering, og det er også en miljøvenlig tilgang.Forbindelserne af citronsyrepassiveringen risikerede organisk vækst og skimmelsvampe, som det har kæmpet for at få accept for.I de senere år har innovationer elimineret disse problemer, hvilket gør det til en omkostningseffektiv tilgang.

For at genoprette metallets korrosionsbestandighed til dets råmaterialetilstand, uanset den anvendte tilgang, frembringer denne badeproces en kemisk reaktion på overfladen af ​​komponenten.Dette vil tilføje et tyndt og ensartet lag af en oxidfilm med lidt til ingen tilstedeværelse af jernmolekyler.

Passiveringsmetoder

1.  Tank nedsænkning:Komponenten nedsænkes i en tank, som har den kemiske opløsning, og det er fordelagtigt at behandle alle fabrikationsoverflader på samme tid for ensartet finish og optimal korrosionsbestandighed.

2. Cirkulation:Det anbefales netop til rørledninger, der vil bære de ætsende væsker, hvori den kemiske opløsning cirkuleres gennem et rørsystem.

3. Sprøjtepåføring:Den kemiske opløsning sprøjtes på komponentoverfladen.Korrekt syrebortskaffelse og sikkerhedsprocedurer er afgørende for denne type metodologi, og det er fordelagtigt for behandling på stedet.

4. Gelpåføring:Ved at pensle pastaer eller geler på komponentoverfladen kan man opnå manuel behandling.Det er fordelagtigt til punktbehandling af svejsninger og andre indviklede områder, der kræver manuelle detaljer.

Hvilke materialer kan passiveres?

·       Anodiseringaf aluminium og titan.

·       Jernholdige materialer såsom stål.

·       Rustfrit stål, som kan have en kromoxid overflade.

·       Nikkel, nogle applikationer har nikkelfluorid.

·       Silikone, Silikone Dioxid som bruges i halvlederindustrien.

Anvendelser af passiveringsproces

For at opnå øget holdbarhed og lang levetid udnytter en række industrier komponenter, som producenterne har afsluttet fremstillingen med passiveringsprocessen.

Medicinsk:I sundhedssektoren bruger fagfolk passiveringsprocessen for at mindske skadelig krydskontaminering på medicinsk udstyr.Oxidlaget på passive overflader sikrer mod mikroskopiske forurenende stoffer, hvilket fører til en ren og glat overflade, som er lettere at sterilisere.

Mad og drikke:De sanitære krav er væsentlige faktorer for mange industrier. For at reducere risikoen for korrosion og rust kompromitterende udstyr eller håndterede slutprodukter, er passivering af komponenter altafgørende.

Luftfartsindustrien:De komponenter, der kan kræve passivering, er dele i rustfrit stål, aktuatorer, hydrauliske aktuatorer, komponenter til landingsstel, kontrolstænger, udstødningskomponenter i jetmotorer og cockpitbefæstelser.

Tungt udstyr:Kuglelejer og fastgørelseselementer

Militær:Skydevåben og militært udstyr

Energisektoren:Strømfordeling og transmission

Fordele og ulemper ved passiveringsproces

Fordele

·       Fjernelse af rester af urenheder efter bearbejdning

·       Øg korrosionsbestandigheden

·       Reducerede risikoen for kontaminering under fremstillingsprocessen

·       Forbedret komponentydelse

·       Ensartet og glat finish/udseende

·       Skinnende overflade

·       Let at rengøre overflade

Ulemper

·       Passivering er ikke effektiv til at fjerne forurenende stoffer fra svejsede dele.

·       I henhold til den specificerede metallegering skal temperaturen og typen af ​​kemikaliebadet opretholdes.Dette vil øge omkostningerne og kompleksiteten af ​​processen.

·       Syrebadet kan beskadige nogle metallegeringer, som har lavt krom- og nikkelindhold.Så de kan ikke passiviseres.

Ofte stillede spørgsmål om passivering

1.  Er passivering det samme som bejdsning?

Nej, bejdseprocessen fjerner alt affald, flux og andre forurenende stoffer fra overfladen af ​​de svejste dele og gør dem klar til passivering.Bejdsning kan ikke beskytte stålet mod korrosion, det renser kun overfladen til passiveringen.

2.  Gør passivering rustfrit stål korrosionssikkert?

Nej, der er ikke noget, der hedder 100% korrosionssikker.Rustfrit ståldele har dog en usædvanlig lang levetid på grund af passiveringsprocessen.

3.  Er passivering af rustfrit stål valgfrit?

Nej, passivering er en væsentlig proces for komponenter i rustfrit stål.Komponenten vil være modtagelig for angreb fra korrosion i en meget kort periode uden passiveringsproces.