غیرفعال سازی - یک فرآیند درمان سطحی

غیرفعال سازی - یک فرآیند درمان سطحی

آخرین به روز رسانی 08/29، زمان خواندن: 5 دقیقه

قطعات پس از یک فرآیند غیرفعال سازی

یکی از چالش‌های حیاتی متالورژیست‌ها، محافظت از مواد در برابر خوردگی و هرگونه آلاینده‌های دیگر فرآیندهای تولید مانند ماشین‌کاری، ساخت و جوشکاری است که باعث ایجاد زباله، آخال‌ها، اکسیدهای فلزی و مواد شیمیایی، گریس و روغن می‌شود.هنگامی که در معرض هوا و آب قرار می گیرند، بسیاری از فلزات در برابر خوردگی آسیب پذیر هستند.این امر باعث می شود که قطعه فلزی تحت فشار قرار گیرد و ممکن است تأثیر مخربی در طول تولید یا استفاده نهایی محصول داشته باشد.بنابراین نیاز به محافظت از قطعه فلزی از این آلودگی ها و خوردگی وجود دارد.یکی از این فرآیندها استغیرفعال سازی فلز, فرآیندی برای ایجاد یک لایه نازک و یکنواخت اکسیدبرای افزودن مقاومت به خوردگی، افزایش عمر قطعه، حذف آلودگی سطح، کاهش خطر آلودگی قطعات و افزایش فواصل نگهداری سیستم.

چگونه کار می کند؟

برای محافظت از آلیاژهای فلزی مختلف در برابر خوردگی، یک عمل تکمیل شیمیایی صنعتی به طور گسترده ای به عنوان یک فرآیند پس از ساخت به نام Passivation استفاده می شود.در این فرآیند عموماً از اکسیدان های ملایمی مانند اسید نیتریک و سیتریک استفاده می شود.آهن آزاد برون زا، سولفیدها و سایر ذرات خارجی سطح را می توان توسط این اسیدها از بین برد و یک لایه یا لایه اکسیدی ایجاد کرد که به عنوان یک سپر محافظ عمل می کند.این احتمال وجود یک واکنش شیمیایی بین مواد فلزی و هوا را کاهش می دهد که بدون تغییر ظاهر آن، سطح را در برابر خوردگی محافظت می کند.بخش مهم این فرآیند این است که اسید نباید روی خود فلز تأثیر بگذارد.

مراحل فرآیند انفعال

به طور عمده سه مرحله در فرآیند غیرفعال سازی وجود دارد که یک لایه اکسیدی کامل نازک و یکنواخت را روی سطح فلزی ایجاد می کند.

مرحله 1: تمیز کردن قطعات

تمیز کردن قطعات فلزی یعنی از بین بردن روغن های سطحی، مواد شیمیایی یا زباله های باقی مانده از ماشین کاری، آغاز فرآیند غیرفعال سازی است.تمیز کردن قطعات نقش مهمی در این فرآیند دارد، بدون این مرحله، اجسام خارجی روی سطح فلز کارایی غیرفعال شدن را محدود می‌کنند.

مرحله 2: غوطه وری در حمام اسیدی

برای حذف هر گونه ذرات آهن آزاد از سطح، غوطه ور شدن جزء در حمام اسید پس از مرحله تمیز کردن انجام می شود.سه رویکرد رایج در این مرحله از فرآیند استفاده می شود

مرحله 3:حمام اسید نیتریک

رویکرد سنتی برای غیرفعال‌سازی، اسید نیتریک است که ساختار مولکولی سطح فلز را به بهترین شکل توزیع می‌کند.با این حال، به دلیل طبقه بندی آن به عنوان یک ماده خطرناک، اسید نیتریک دارای معایبی است.گازهای سمی را منتشر می کند که برای محیط زیست خطرناک است و ممکن است به زمان پردازش طولانی تری با جابجایی خاص نیاز داشته باشد.

مرحله 4:اسید نیتریک با حمام دی کرومات سدیم

ادغام دی کرومات سدیم در اسید نیتریک، فرآیند غیرفعال سازی را با برخی آلیاژهای خاص تشدید می کند.این روش یک گزینه کمتر رایج است، زیرا دی کرومات سدیم خطرات حمام کردن با اسید نیتریک را تقویت می کند.

حمام اسید سیتریک

حمام اسید سیتریک جایگزین امن تری برای اسید نیتریک برای فرآیند غیرفعال سازی است.هیچ گاز سمی منتشر نمی کند، نیازی به جابجایی خاصی ندارد و همچنین یک رویکرد سازگار با محیط زیست است.ترکیبات غیرفعال‌سازی اسید سیتریک، رشد ارگانیک و کپک‌ها را در معرض خطر قرار می‌دهد، که برای به دست آوردن پذیرش برای آنها تلاش کرده است.در سال های اخیر، نوآوری ها این مشکلات را از بین برده اند و آن را به یک رویکرد مقرون به صرفه تبدیل کرده اند.

برای بازگرداندن مقاومت به خوردگی فلز به حالت ماده خام، بدون توجه به رویکرد اعمال شده، این فرآیند حمام کردن یک واکنش شیمیایی روی سطح جزء ایجاد می کند.این یک لایه نازک و یکنواخت از یک فیلم اکسید با حضور کم یا بدون حضور مولکول آهن اضافه می کند.

روش های غیرفعال سازی

1.  غوطه وری در تانک:این جزء در مخزنی که دارای محلول شیمیایی است غوطه ور می شود و برای یکنواختی پرداخت و مقاومت بهینه در برابر خوردگی برای درمان تمام سطوح ساخت به طور همزمان مفید است.

2. جریان:این دقیقاً برای لوله‌هایی که مایعات خورنده را حمل می‌کنند توصیه می‌شود، که در آن محلول شیمیایی از طریق سیستم لوله‌کشی به گردش در می‌آید.

3. کاربرد اسپری:محلول شیمیایی روی سطح جزء اسپری می شود.روش های دفع اسید و ایمنی مناسب برای این نوع روش ضروری است و برای درمان در محل سودمند است.

4. کاربرد ژل:با مسواک زدن روی خمیرها یا ژل ها روی سطح جزء، می توان درمان دستی را انجام داد.برای درمان نقطه ای جوش ها و سایر مناطق پیچیده که نیاز به جزئیات دستی دارند، سودمند است.

چه موادی را می توان غیرفعال کرد؟

·       آندایز کردناز آلومینیوم و تیتانیوم

·       مواد آهنی مانند فولاد.

·       فولاد ضد زنگ که می تواند دارای سطح اکسید کروم باشد.

·       نیکل، برخی از کاربردها دارای فلوراید نیکل هستند.

·       سیلیکون، سیلیکون دی اکسید که در صنعت نیمه هادی استفاده می شود.

کاربردهای فرآیند غیرفعال سازی

برای افزایش دوام و طول عمر، طیف وسیعی از صنایع از قطعاتی استفاده می‌کنند که تولیدکنندگان با فرآیند غیرفعال کردن، ساخت آن‌ها را به پایان رسانده‌اند.

پزشکی:در بخش مراقبت های بهداشتی، برای کاهش آلودگی متقابل مضر در تجهیزات پزشکی، متخصصان از فرآیند غیرفعال سازی استفاده می کنند.لایه اکسید روی سطوح غیرفعال در برابر آلاینده های میکروسکوپی محافظت می کند و منجر به یک سطح تمیز و صاف می شود که استریل کردن آن آسان تر است.

خوردنی و آشامیدنی:الزامات بهداشتی از عوامل ضروری برای بسیاری از صنایع هستند. برای کاهش خطر خوردگی و زنگ زدگی تجهیزات یا محصولات نهایی دستکاری شده، غیرفعال کردن قطعات بسیار مهم است.

صنعت هوافضا:قطعاتی که ممکن است نیاز به غیرفعال شدن داشته باشند قطعات فولادی ضد زنگ، محرک ها، محرک های هیدرولیک، اجزای ارابه فرود، میله های کنترل، اجزای اگزوز در موتورهای جت و بست های کابین خلبان هستند.

تجهیزات سنگین:بلبرینگ و بست

نظامی:سلاح گرم و تجهیزات نظامی

بخش انرژی:توزیع و انتقال نیرو

مزایا و معایب فرآیند غیرفعال سازی

طرفداران

·       حذف آلاینده های باقی مانده پس از ماشین کاری

·       مقاومت در برابر خوردگی را افزایش دهید

·       کاهش خطر آلودگی در طول فرآیند تولید

·       عملکرد اجزای پیشرفته

·       ظاهر/ ظاهر یکنواخت و صاف

·       سطح براق

·       آسان برای تمیز کردن سطح

منفی

·       غیرفعال سازی در حذف آلاینده ها از قطعات جوش داده شده موثر نیست.

·       با توجه به آلیاژ فلزی مشخص شده، دما و نوع حمام شیمیایی باید حفظ شود.این باعث افزایش هزینه و پیچیدگی فرآیند می شود.

·       حمام اسید می تواند به برخی از آلیاژهای فلزی که محتوای کروم و نیکل پایینی دارند آسیب برساند.بنابراین، آنها را نمی توان غیرفعال کرد.

سوالات متداول در مورد Passivation

1.  آیا غیرفعال سازی همان ترشی است؟

خیر، فرآیند Pickling تمام زباله ها، شار و سایر آلاینده ها را از سطح قطعات جوش داده شده حذف می کند و آنها را برای غیرفعال شدن آماده می کند.ترشی نمی تواند فولاد را از خوردگی محافظت کند، فقط سطح را برای غیرفعال شدن تمیز می کند.

2.  آیا غیرفعال شدن فولاد ضد زنگ در برابر خوردگی مقاوم است؟

نه، چیزی به نام 100٪ ضد خوردگی وجود ندارد.با این حال، قطعات فولادی ضد زنگ به دلیل فرآیند غیرفعال کردن، طول عمر بسیار بالایی دارند.

3.  آیا غیرفعال کردن فولاد ضد زنگ اختیاری است؟

خیر، غیرفعال کردن یک فرآیند ضروری برای قطعات فولادی ضد زنگ است.این قطعه در مدت زمان بسیار کوتاهی بدون فرآیند غیرفعال شدن در برابر خوردگی مستعد حمله خواهد بود.