פסיביות – תהליך טיפול פני השטח

פסיביות – תהליך טיפול פני השטח

עדכון אחרון 29/08, זמן קריאה: 5 דקות

חלקים לאחר תהליך פסיבי

אחד האתגרים הקריטיים עבור המטלורגים, הוא להגן על החומר מפני קורוזיה וכל מזהם אחר של תהליכי הייצור כגון עיבוד שבבי, ייצור וריתוך יוצר פסולת, תכלילים, תחמוצות מתכות וכימיקלים, גריז ושמן.עם אלה, כאשר נחשפות לאוויר ומים, מתכות רבות חשופות לקורוזיה.הדבר יגרום ללחץ על חלק המתכת ועלול להיות לו השפעה הרסנית במהלך הייצור או על השימוש הסופי של המוצר.לכן, יש צורך להגן על חלק המתכת מפני זיהומים וקורוזיה אלו.תהליך אחד כזה הואפסיביות מתכת, תהליך של מתן שכבת תחמוצת דקה ואחידהכדי להוסיף עמידות בפני קורוזיה, להאריך את חיי החלק, להסיר זיהום משטח, להפחית את הסיכון לזיהום חלק ולהאריך את מרווחי התחזוקה של המערכת.

איך זה עובד?

כדי להגן על סגסוגות מתכות שונות מפני קורוזיה, נעשה שימוש נרחב בשיטות גימור כימיות תעשייתיות כתהליך שלאחר ייצור המכונה פסיבציה.בתהליך זה משתמשים בדרך כלל בחומרי חמצון עדינים כגון חנקנית וחומצת לימון.הברזל החופשי האקסוגנטי, הסולפידים וחלקיקים זרים אחרים מהמשטח יכולים להילקח על ידי חומצות אלו ויוצרים שכבת תחמוצת או סרט שישמש כמגן מגן.זה מקטין את הסבירות שתהיה תגובה כימית בין החומר המתכתי לאוויר, מה שמעניק למשטח הגנה מפני קורוזיה מבלי לשנות את המראה שלו.החלק הקריטי בתהליך זה הוא שהחומצה לא צריכה להשפיע על המתכת עצמה.

שלבי תהליך הפסיביות

ישנם בעיקר שלושה שלבים בתהליך הפסיבציה, שייצרו שכבת תחמוצת דקה ואחידה מלאה על המשטח המתכתי.

שלב 1: ניקוי רכיבים

ניקוי החלק המתכתי כלומר הסרת כל שמנים משטחים, כימיקלים או פסולת שנותרו מעיבוד העיבוד הוא תחילתו של תהליך הפסיבציה.ניקוי הרכיבים מציב תפקיד קריטי בתהליך זה, ללא שלב זה, העצמים הזרים על פני המתכת יגבילו את יעילות הפסיבציה.

שלב 2: טבילה באמבט חומצה

כדי להסיר כל חלקיקי ברזל חופשיים מהמשטח, טבילת הרכיב באמבט חומצה לאחר שלב הניקוי.ישנן שלוש גישות נפוצות המשמשות בשלב זה של התהליך

שלב 3:אמבט חומצה חנקנית

הגישה המסורתית לפסיבציה היא חומצה חנקתית, המפזרת מחדש את המבנה המולקולרי של פני המתכת בצורה היעילה ביותר.עם זאת, בשל סיווגו כחומר מסוכן, לחומצה חנקתית יש כמה חסרונות.הוא פולט גזים רעילים המסוכנים לסביבה ועשויים לדרוש זמן עיבוד ארוך יותר עם טיפול מיוחד.

שלב 4:חומצה חנקתית עם אמבט נתרן דיכרומט

השילוב של נתרן דיכרומט בחומצה חנקתית מעצימה את תהליך הפסיבציה עם כמה סגסוגות ספציפיות.גישה זו היא אופציה פחות נפוצה, שכן הנתרן דיכרומט מגביר את הסכנות של רחצה עם חומצה חנקתית.

אמבט חומצת לימון

אמבט חומצת לימון הוא החלופה הבטוחה יותר לחומצה חנקתית לתהליך הפסיבציה.הוא אינו פולט גזים רעילים, אינו דורש טיפול מיוחד וזו גם גישה ידידותית לסביבה.התרכובות של פסיבציית חומצת לימון, סיכנו צמיחה אורגנית ועובש, שעבורם היא נאבקה לקבל הסכמה.בשנים האחרונות, חידושים ביטלו את הבעיות הללו, והפכו אותה לגישה חסכונית.

כדי להחזיר את עמידות המתכת בפני קורוזיה למצב חומר הגלם שלה, ללא קשר לגישה המיושמת, תהליך רחצה זה מייצר תגובה כימית על פני הרכיב.זה יוסיף שכבה דקה ואחידה של סרט תחמוצת עם נוכחות מועטה עד ללא מולקולת ברזל.

מתודולוגיות פסיביות

1.  טבילת טנק:הרכיב יטבול במיכל בעל התמיסה הכימית וזה יתרון לטיפול בכל משטחי הייצור בו זמנית לאחידות גימור ועמידות אופטימלית בפני קורוזיה.

2. מחזור:מומלץ בדיוק לצנרת שיובילו את הנוזלים המאכלים, שבהם התמיסה הכימית מופצת דרך מערכת צנרת.

3. יישום ריסוס:התמיסה הכימית מותזת על פני הרכיב.סילוק חומצה ונהלי הבטיחות הנכונים חיוניים למתודולוגיה מסוג זה ויש לה יתרון לטיפול באתר.

4. יישום ג'ל:על ידי הברשה של משחות או ג'לים על פני הרכיב, ניתן לבצע טיפול ידני.יש לו יתרון לטיפול נקודתי של ריתוכים ואזורים מורכבים אחרים הדורשים פירוט ידני.

אילו חומרים ניתן לפסיבי?

·       אנודיזציהשל אלומיניום וטיטניום.

·       חומרים ברזליים כגון פלדה.

·       פלדת אל חלד, שיכולה להיות בעלת משטח תחמוצת כרום.

·       ניקל, בחלק מהיישומים יש ניקל פלואוריד.

·       סיליקון, סיליקון דו חמצני המשמש בתעשיית המוליכים למחצה.

יישומים של תהליך פסיבי

לעמידות ואריכות ימים משופרים, מגוון תעשיות מנצלות רכיבים שהיצרנים סיימו את הייצור בתהליך הפסיבציה.

רְפוּאִי:במגזר הבריאות, כדי להפחית זיהום צולב מזיק בציוד רפואי, אנשי מקצוע משתמשים בתהליך הפסיבציה.שכבת התחמוצת על משטחים פסיביים שומרת מפני זיהומים מיקרוסקופיים, מה שמוביל למשטח נקי וחלק שקל יותר לעקור.

מזון ומשקאות:הדרישות הסניטריות הן גורמים חיוניים עבור תעשיות רבות. כדי להפחית את הסיכון לקורוזיה וחלודה הפוגעת בציוד או במוצרים סופיים מטופלים, הפסיבציה של הרכיבים היא חשיבות עליונה.

תעשיית התעופה והחלל:הרכיבים שעשויים לדרוש פסיביות הם חלקי נירוסטה, מפעילים, מפעילים הידראוליים, רכיבי גלגלי נחיתה, מוטות בקרה, רכיבי פליטה במנועי סילון ומחברים לתא הטייס.

ציוד כבד:מיסבים ומחברים

צבאי:כלי נשק וציוד צבאי

מגזר אנרגיה:חלוקת חשמל והעברת חשמל

יתרונות וחסרונות של תהליך פסיבי

יתרונות

·       הסרת שאריות מזהמים לאחר עיבוד שבבי

·       הגדל את עמידות בפני קורוזיה

·       הפחית את הסיכון לזיהום במהלך תהליך הייצור

·       ביצועי רכיב משופרים

·       גימור/מראה אחיד וחלק

·       משטח מבריק

·       משטח קל לניקוי

חסרונות

·       הפסיבציה אינה יעילה בהסרת מזהמים מחלקים מרותכים.

·       על פי סגסוגת המתכת שצוינה, יש לשמור על הטמפרטורה והסוג של האמבט הכימי.זה יגדיל את העלות והמורכבות של התהליך.

·       אמבט החומצה עלול לפגוע בסגסוגות מתכת מסוימות, בעלות תכולת כרום וניקל נמוכה.אז אי אפשר להפסיבי אותם.

שאלות נפוצות לגבי פסיביות

1.  האם פסיביות זהה לכבישה?

לא, תהליך הכבישה מסיר את כל הפסולת, השטף ומזהמים אחרים מפני השטח של החלקים המרותכים ומכין אותם לפסיבציה.כבישה לא יכולה להגן על הפלדה מפני קורוזיה, היא רק מנקה את פני השטח לצורך הפסיבציה.

2.  האם הפסיבציה הופכת את הנירוסטה לעמיד בפני קורוזיה?

לא, אין דבר כזה 100% עמיד בפני קורוזיה.עם זאת, לחלקי נירוסטה תוחלת חיים ארוכה במיוחד בשל תהליך הפסיבציה.

3.  האם הפסיבציה של נירוסטה אופציונלית?

לא, פסיבציה היא תהליך חיוני לרכיבי נירוסטה.הרכיב יהיה רגיש לתקיפה מקורוזיה תוך תקופה קצרה מאוד ללא תהליך פסיבי.