Passivering – en overflatebehandlingsprosess

Passivering – en overflatebehandlingsprosess

Siste oppdatering 29/08, tid til å lese:5mins

Deler etter en passiveringsprosess

En av de kritiske utfordringene for metallurgene er å beskytte materialet mot korrosjon og eventuelle andre forurensninger i produksjonsprosessene som maskinering, fabrikasjon og sveising skaper rusk, inneslutninger, metalloksider og kjemikalier, fett og olje.Med disse, når de utsettes for luft og vann, er mange metaller sårbare for korrosjon.Dette vil føre til at metalldelen blir belastet og kan ha en ødeleggende innvirkning under produksjon eller på produktets sluttbruk.Så det er behov for å beskytte metalldelen mot disse forurensningene og korrosjonen.En slik prosess ermetallpassivering, en prosess for å tilveiebringe et tynt og jevnt oksidlagå legge til korrosjonsbestandighet, forlenge delens levetid, fjerne overflateforurensning, redusere risikoen for delforurensning og forlenge systemvedlikeholdsintervallene.

Hvordan virker det?

For å beskytte forskjellige metallegeringer mot korrosjon, er en industriell kjemisk etterbehandlingspraksis mye brukt som en etter-fabrikasjonsprosess kjent som passivering.I denne prosessen brukes vanligvis milde oksidanter som salpetersyre og sitronsyre.Det eksogenetiske frie jernet, sulfidene og andre fremmede partikler fra overflaten kan fjernes av disse syrene og skaper et oksidlag eller en film som vil fungere som et beskyttende skjold.Dette reduserer sannsynligheten for at det vil være en kjemisk reaksjon mellom metallmaterialet og luften, som gir overflaten beskyttelse mot korrosjon uten å endre utseendet.Den kritiske delen av denne prosessen er at syren ikke skal påvirke selve metallet.

Trinn i passiveringsprosessen

Det er hovedsakelig tre trinn i passiveringsprosessen, som vil skape et fullstendig tynt og jevnt oksidlag på den metalliske overflaten.

Trinn 1: Rengjøring av komponenter

Rengjøring av metalliske deler, dvs. fjerning av overflateoljer, kjemikalier eller rusk som er igjen fra maskinering, er begynnelsen på passiveringsprosessen.Komponentrensingen setter en kritisk rolle i denne prosessen, uten dette trinnet vil fremmedlegemene på overflaten av metallet begrense effektiviteten til passiveringen.

Trinn 2: Nedsenking i syrebad

For å fjerne eventuelle frie jernpartikler fra overflaten, følger nedsenking av komponenten i et syrebad etter rensetrinnet.Det er tre vanlige tilnærminger som brukes i dette trinnet i prosessen

Trinn 3:Salpetersyrebad

Den tradisjonelle tilnærmingen til passivering er salpetersyre, som omfordeler molekylstrukturen til metallets overflate mest effektivt.Men på grunn av sin klassifisering som et farlig materiale, har salpetersyre noen ulemper.Den avgir giftige gasser som er skadelige for miljøet og kan kreve lengre behandlingstid med spesiell håndtering.

Trinn 4:Salpetersyre med natriumdikromatbad

Innlemming av natriumdikromat i salpetersyre intensiverer passiveringsprosessen med noen spesifikke legeringer.Denne tilnærmingen er et mindre vanlig alternativ, ettersom natriumdikromatet forsterker farene ved salpetersyrebading.

Sitronsyrebad

Sitronsyrebadet er det tryggere alternativet til salpetersyre for passiveringsprosessen.Den avgir ingen giftige gasser, krever ingen spesiell håndtering og den er også en miljøvennlig tilnærming.Forbindelsene av sitronsyre passivering, risikerte organisk vekst og muggsopp, som det har slitt med å få aksept for.De siste årene har innovasjoner eliminert disse problemene, noe som gjør det til en kostnadseffektiv tilnærming.

For å gjenopprette metallets korrosjonsbestandighet til dets råmaterialetilstand, uavhengig av den anvendte tilnærmingen, produserer denne badeprosessen en kjemisk reaksjon på overflaten av komponenten.Dette vil legge til et tynt og jevnt lag av en oksidfilm med lite eller ingen tilstedeværelse av jernmolekyler.

Passiveringsmetodikker

1.  Tank nedsenking:Komponenten vil bli nedsenket i en tank som har den kjemiske løsningen, og det er fordelaktig å behandle alle fabrikasjonsoverflatene samtidig for jevn finish og optimal korrosjonsbestandighet.

2. Sirkulasjon:Det anbefales nettopp for rør som skal bære de etsende væskene, der den kjemiske løsningen sirkuleres gjennom et rørsystem.

3. Spraypåføring:Den kjemiske løsningen sprayes på komponentoverflaten.Riktig syreavhending og sikkerhetsprosedyrer er avgjørende for denne typen metodikk, og det er fordelaktig for behandling på stedet.

4. Gelpåføring:Ved å pensle på pastaer eller geler til komponentoverflaten, kan manuell behandling oppnås.Det er fordelaktig for punktbehandling av sveiser og andre intrikate områder som krever manuell detalj.

Hvilke materialer kan passiveres?

·       Anodiseringav aluminium og titan.

·       Jernholdige materialer som stål.

·       Rustfritt stål, som kan ha en kromoksidoverflate.

·       Nikkel, noen applikasjoner har nikkelfluorid.

·       Silikon, Silikondioksid som brukes i halvlederindustrien.

Anvendelser av passiveringsprosess

For økt holdbarhet og lang levetid utnytter en rekke bransjer komponenter som produsenter har fullført produksjonen med passiveringsprosessen.

Medisinsk:I helsesektoren, for å redusere skadelig krysskontaminering på medisinsk utstyr, bruker fagfolk passiveringsprosessen.Oksydlaget på passive overflater sikrer mot mikroskopiske forurensninger, noe som fører til en ren og glatt overflate som er lettere å sterilisere.

Mat og Drikke:De sanitære kravene er viktige faktorer for mange bransjer. For å redusere risikoen for korrosjon og rust som kompromitterer utstyr eller håndterte sluttprodukter, er passivering av komponenter avgjørende.

Luftfartsindustrien:Komponentene som kan kreve passivering er rustfrie ståldeler, aktuatorer, hydrauliske aktuatorer, landingsutstyrskomponenter, kontrollstenger, eksoskomponenter i jetmotorer og cockpitfester.

Tungt utstyr:Kulelager og festemidler

Militær:Skytevåpen og militært utstyr

Energisektoren:Strømfordeling og overføring

Fordeler og ulemper med passiveringsprosessen

Fordeler

·       Fjerning av rester av forurensninger etter maskinering

·       Øk korrosjonsmotstanden

·       Redusert risikoen for kontaminering under produksjonsprosessen

·       Forbedret komponentytelse

·       Ensartet og glatt finish/utseende

·       Skinnende overflate

·       Lett å rengjøre overflate

Ulemper

·       Passivering er ikke effektiv til å fjerne forurensninger fra sveisede deler.

·       I henhold til den spesifiserte metallegeringen må temperaturen og typen av kjemisk bad opprettholdes.Dette vil øke kostnadene og kompleksiteten til prosessen.

·       Syrebadet kan skade enkelte metallegeringer, som har lavt krom- og nikkelinnhold.Så de kan ikke passiviseres.

Vanlige spørsmål om passivering

1.  Er passivering det samme som beising?

Nei, beisingsprosessen fjerner alt rusk, fluss og andre forurensninger fra overflaten av de sveisede delene og gjør dem klare for passivering.Beising kan ikke beskytte stålet mot korrosjon, det renser bare overflaten for passiveringen.

2.  Gjør passivering rustfritt stål korrosjonssikkert?

Nei, det finnes ikke noe som heter 100 % korrosjonssikker.Imidlertid har rustfrie ståldeler en eksepsjonelt lang levetid på grunn av passiveringsprosessen.

3.  Er passivering av rustfritt stål valgfritt?

Nei, passivering er en viktig prosess for komponenter i rustfritt stål.Komponenten vil være mottakelig for angrep fra korrosjon i løpet av en svært kort periode uten passiveringsprosess.