לעתים קרובות, יש כמה שאלות הנשאלות לעתים קרובות על ידי חנויות מכונות ויצרנים של חומרי חלקים שונים, כולל נירוסטה, טיטניום וטנטלום. אלה משלבות שאלות כמו "מהי פסיביות", "איך עובדת הפסיבציה" ו"איך להפסיד חלקים או רכיבי נירוסטה לאחר פעולות עיבוד?" היום במאמר זה, נחקור את השאלות הללו, ונענה על כל אחת מהן כדי לעזור לך להבין טוב יותר את התהליך. אז בואו נתחיל.
פסיבציה של נירוסטה
למניעת קורוזיה וחלודה, אנו משתמשים בתהליך גימור טיפוסי המכונה פסיבציה. במקרה של נירוסטה, אנו משתמשים בחומצה חנקתית או חומצת לימון בתהליך הפסיבציה כדי לסלק את הברזל החופשי הקיים על פני השטח. שכבת הגנה של תחמוצת פחות תגובתית כימית עם האוויר שמסביב למניעת קורוזיה נוצרת על ידי טיפול כימי זה. בתורו, כאשר הנירוסטה עוברת פסיבציה, היא תתנגד לחלודה וקורוזיה.
המשמעות של פלדת אל חלד מפוזרת
עבור יצרנים, תקני התעשייה כגון ASTM A967 ו-AMS 2700 מדגימים את התקנים הנפוצים ביותר לפסיבת נירוסטה. כאמור ב-ASTM A967, פסיבציה מוגדרת כטיפול כימי של המתכת עם חומר חמצון טריוויאלי, כגון נירוסטה עם תמיסת חומצה חנקתית, תוך הסרת הברזל החופשי או חומר חיצוני אחר.
יתר על כן, ASTM A380 מגדיר שפסיבציה מתייחסת להסרת ברזל או תרכובות ברזל אקסוגניות ממשטח הנירוסטה בעזרת פירוק כימי - לרוב באמצעות טיפול בתמיסה חומצית, שתבטל את זיהום פני השטח אך לא תשפיע במידה ניכרת על הנירוסטה. עצמו. עוד הוא קובע שתהליך זה נועד לשפר את היווצרות מזדמנת של סרט המגן החיצוני.
היתרונות של פסיבית פלדת אל חלד
לאחר ייצור וייצור חלקים או רכיבי נירוסטה שעובדו לאחרונה, לרוב עדיף לבצע פסיביות. חלק מהיתרונות שהוא מספק הם:
- זה מגן על החלקים מפני חלודה על ידי יצירת שכבה כימית מעליהם.
- זה מגדיל את תוחלת החיים והעמידות של המוצר.
- הזיהום הקיים על פני המוצר מוסר.
- דרישת התחזוקה מצטמצמת.
איך עובד תהליך פסיביות?
בדרך כלל, ברזל, ניקל וכרום הם מה שמורכבת הנירוסטה מכיוון שהיא מתייחסת לסגסוגת על בסיס ברזל. יתרה מכך, הכרום הקיים בנירוסטה הוא זה שנותן לה עמידות בפני קורוזיה. בעיקרון, כרום מגן על הברזל מפני חלודה על ידי יצירת שכבה של תחמוצת כרום כאשר הוא נחשף לחמצן הקיים באוויר. בינתיים, היווצרות שכבת תחמוצת הכרום מוגברת ומוגברת על ידי תהליך הפסיבציה.
הכרום נשאר שלם בעוד הברזל החופשי הקיים על פני השטח מתמוסס כאשר אנו טובלים את הנירוסטה באמבט חומצה. הכרום יוצר שכבה אחידה על פני השטח עם פרופורציות גבוהות יותר מהברזל הבסיסי בגלל החומצה שממיסה את כל הברזל הפנוי.
שכבת התחמוצת הכרומית נוצרת במשך 24 עד 48 שעות כאשר הנירוסטה נחשפת לחמצן הקיים באוויר לאחר האמבט החומצי. שכבת תחמוצת הכרום שנוצרת על פני השטח עבה יותר ומספקת הגנה רבה יותר מפני קורוזיה. אין ספק שזה נובע מהכמות הגבוהה של כרום שנמצאת על פני השטח בהשוואה למתכות אחרות. כמו כן, הזדמנויות להתרחשות קורוזיה נעצרות כאשר אנו מסירים את הברזל החופשי הקיים על פני השטח. זכור, זה מביא להגנה מפני חלודה על ידי המשטח שאינו מגיב מבחינה כימית שמספק השכבה הפסיבית.
מתי נדרשת פסיביות?
לאחר ביצוע תהליכים כגון השחזה, ריתוך, חיתוך ופעולות עיבוד אחרות המשפיעות על נירוסטה, אנו מבצעים את תהליך הפסיבציה. עם זאת, פסיביות עשויה להיראות מיותרת שכן נירוסטה כבר עמידה בפני קורוזיה בתנאים אידיאליים.
אבל שוב, במצבים מעשיים, עשויים להיות כמה קשיים שיכולים לגרום לשכבת התחמוצת לא להיווצר בצורה נכונה ולא להיות מסוגלת להגן מפני קורוזיה. אלו כוללים:
- חומר לא רצוי נוכח במהלך הייצור, כגון טחינת שפשפת, לכלוך וכו'.
- הסולפידים הוסיפו כדי להגביר את יכולת העיבוד של נירוסטה.
- חלקיקי ברזל מכלי חיתוך מוכנסים אל פני השטח של חלקי נירוסטה.
לרכישת משטח אחיד עמיד בפני קורוזיה, יש לסלק לחלוטין זיהומים אלו. ללא ספק ניתן לתקן בעיות אלו על ידי ביצוע תהליך הפסיבציה.
מהי פסיבציה לא?
לא אלקטרוליטי. פסיבציה אינה תהליך אלקטרוליטי ואינה מסתמכת על תגובות אלקטרוכימיות. במקום זאת, פסיבציה היא טיפול כימי.
לא להסרת אבנית. פסיבציה אינה מתייחסת להסרת אבנית תחמוצת מחלקים מעובדים לאחר ריתוך או טיפול בחום.
לא מעיל צבע. צבע פני השטח או המראה של נירוסטה אינם משתנים בעת פסיביות. עבור פריטים לצביעה או ציפוי אבקה, אין צורך בפסיבציה.
כיצד להפביל פלדת אל חלד?
עבור פסיבציה של פלדת אל חלד, טיטניום וחומרים שונים, קיימים מפרטי פסיבציה רבים (AMS 2700, ASTM A967) כדי להנחות כיצד לפסיבי כראוי. שלבי תהליך הניקוי והפסיבציה הכימיים, שהם סטנדרטיים כמעט לכל המפרטים, הם:
- נקי - יש להסיר זיהומים כגון שמן ושומן הנמצאים על פני השטח.
- פסיביט - השקעת החומר לתוך אמבט חומצה המכיל חומצה חנקתית או לימון.
- בדיקה - כדי להבטיח את יעילות השלבים הקודמים, בדוק את משטח הנירוסטה הפסיבי.
על פי מפרטים מסוימים, ניתן להוסיף גם נתרן דיכרומט לאמבט החומצה החנקתית כדי להגביר את מהירות היווצרות שכבת התחמוצת (סרט הפסיביות). אבל נתרן דיכרומט הוא תרכובת כרום משושה, שהיא רעילה מאוד. לכן, נעשה שימוש בתהליכים חלופיים לעידוד היווצרות חמצן במשטח המתכתי בזמן שהחומר עדיין שקוע באמבט החומצי. דוגמאות לחלופות אלה כוללות מכונות קוליות וחומצת לימון.
המתכת טבולה במיכל החומצה למשך 20 עד 30 דקות בדרך כלל. הטמפרטורה, לעומת זאת, יכולה להשתנות בטווח ניכר יותר, בדרך כלל בין 120 ל-150 מעלות צלזיוס. הסיבה לכך היא שהטמפרטורה תלויה בעיקר בדרגת הנירוסטה ובכימיה החומצה.
שלבים לפסיבציה של חלקי נירוסטה
כדי להרכיב קו פסיבציה, נדרש תהליך שיאפשר גם ניקוי וגם פסיבציה של הנירוסטה. במקביל, השלבים הנפוצים וההכרחיים ביותר המעורבים בתהליך הפסיבציה של נירוסטה הם כדלקמן:
- כל המזהמים כגון שמנים וחומרים זרים מוסרים בעזרת ניקוי אלקליין. נתרן הידרוקסיד, Micro-90 ו-Simple Green הם כמה דוגמאות לחומרי הניקוי הנפוצים בתהליך זה.
- מים DI (Deionized) או RO (אוסמוזה הפוכה) משמשים לביצוע שטיפת מים בתעשיות ברמת דיוק גבוהה.
- אמבט טבילה של חומצת חנקנית או לימון מוכן להמיס כל יונים חופשיים וסולפידים על פני השטח לחלוטין. זה גם מאיץ את היווצרות סרט התחמוצת הפסיבי.
- יש לשטוף שוב במים כדי לנקות את שאריות החומצה שנותרו, בדרך כלל עם מים מופחתים בתעשיות ברמת דיוק גבוהה.
- שטיפה נוספת במים, שוב רצוי עם מים דה-יונים בתעשיות ברמת דיוק גבוהה.
- כעת, יש לייבש את החלקים.
- בעת שימוש בתרסיס מלח, חשיפה לתא, לחות גבוהה או בדיקת נחושת גופרתית, חלקי הדגימה נבדקים לפי מספר תקני מפרט וקריטריונים.
מה צריך לזכור כשמפסיבים מתכות?
ניתן לכנות פסיבציה של מתכות כשיטה של קורוזיה מבוקרת. מכיוון שחומצה תעבוד בדרך כלל על מתכת, בפסיבציה, אמבט החומצה ממיס/שוה את הברזל החופשי הקיים על פני השטח בצורה אחידה ומסודרת. עם זאת, אם התהליך אינו נשלט כראוי, עלולה להתרחש תופעה הנקראת "התקפת הבזק", שתוביל לקורוזיה בורחת. מתקפת הבזק זו מביאה לכך שהמתכת מפתחת משטח כהה וחרוט באופן משמעותי, שהוא סוג הקורוזיה שאמור למנוע באמצעות שכבה פסיבית.
אבל שוב, אפשר לנקוט כמה צעדים כדי למנוע את זה.
מבטיח ללא מזהמים בתמיסת חומצה
זה קריטי למניעת התקפות פלאש. תרופה זו כוללת לעתים קרובות מילוי מחדש של המיכל החומצי בתמיסה טרייה באופן קבוע תוך הימנעות ממזהמים בתמיסת האמבט החומצית. המלצה נוספת היא שימוש בדרגות גבוהות יותר של מים, כמו מים RO או DI, עם מעט כלורידים יחסית למי ברז. אז זה עשוי גם למנוע בעיות כמו התקפות פלאש.
ניקוי יסודי של חלקי מתכת
ניקוי חלקי המתכת לפני אמבט החומצה מתייחס לתהליך חיוני נוסף לשמש כאמצעי נגד לבעיות חמורות. כל טומאה כמו גריז או שמן חיתוך על החלקים תיצור בועות שעלולות להפריע לכל התהליך. שקול את השימוש במסיר שומנים עבור תרחישים כאלה.
חומרי ניקוי מרובים בנפרד או החלפת חומר הניקוי הנוכחי יכולים גם לעזור להבטיח שהחלק נקי מכל מיני מזהמים. לעיתים, תחמוצות תרמיות מריתוך או טיפול בחום עשויות לדרוש הסרה של טחינה או כבישה לפני תהליך הפסיבציה.
הקפדה על ערבוב של דרגות נירוסטה
אין לערבב באמבט החומצה בו-זמנית דרגות נירוסטה כגון סדרה 300 וסדרה 400. הסיבה היא שזה עלול להגביר את ההסתברות לקורוזיה גלוונית.