ความแตกต่างระหว่างการดองด้วยกรดและการทู่ของเหล็กกล้าไร้สนิมคืออะไร?

เหล็กกล้าไร้สนิมถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น ปิโตรเคมี เครื่องจักรอาหาร การบินและอวกาศ และอุปกรณ์ทางการแพทย์ เนื่องจากมีความต้านทานการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม ซึ่งส่วนใหญ่มาจากฟิล์มพาสซีฟโครเมียมออกไซด์ (Cr₂O₃) หนาแน่นบนพื้นผิว อย่างไรก็ตาม ในระหว่างขั้นตอนการประมวลผล เช่น การเชื่อม การรีด การปั๊ม และการบำบัดความร้อน พื้นผิวของสแตนเลสมีแนวโน้มที่จะเกิดเกล็ดออกไซด์ (ประกอบด้วยออกไซด์ของเหล็ก โครเมียม และนิกเกิล) รอยเชื่อม คราบน้ำมัน และโซนอิทธิพลจากความร้อน ข้อบกพร่องเหล่านี้สร้างความเสียหายให้กับฟิล์มพาสซีฟดั้งเดิม นำไปสู่การกัดกร่อนเฉพาะจุด เช่น การกัดกร่อนแบบรูพรุนและรอยแยก ซึ่งช่วยลดอายุการใช้งานของวัสดุ เพื่อแก้ไขปัญหานี้ เทคโนโลยีการรักษาพื้นผิวที่สำคัญสองอย่าง-การดองด้วยกรดและการทำให้ทู่-มักถูกนำมาใช้ แม้ว่าทั้งสองมีเป้าหมายที่จะเพิ่มประสิทธิภาพพื้นผิวของสเตนเลสสตีลให้เหมาะสมที่สุดเคมีกลไกและสถานการณ์การใช้งานมีความแตกต่างกันอย่างมาก ในขณะเดียวกัน Metal Pickling Passivation Paste ซึ่งเป็นวัสดุบำบัดที่สะดวกและมีประสิทธิภาพ มีบทบาทสำคัญในทั้งสองกระบวนการ บทความนี้จะวิเคราะห์ความแตกต่างระหว่างการดองด้วยกรดและการทู่ของสเตนเลสอย่างเป็นระบบ โดยเน้นที่ลักษณะการใช้งานของเพสต์ทู่การดองโลหะ

การดองด้วยกรดสแตนเลสและการประยุกต์ใช้การวางทู่การดองโลหะ

การดองด้วยกรดเป็นเทคโนโลยีการทำความสะอาดพื้นผิวหลักสำหรับเหล็กกล้าไร้สนิม ซึ่งส่วนใหญ่ใช้เพื่อขจัดสิ่งสกปรกและข้อบกพร่องบนพื้นผิว การใช้ผงทู่โลหะดองอย่างมีเหตุผลสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพและคุณภาพของการดองกรดได้อย่างมีนัยสำคัญ

ความหมายและวัตถุประสงค์หลักของการดองด้วยกรด

การดองกรดด้วยกรดสแตนเลสหมายถึงกระบวนการบำบัดทางเคมีที่ใช้ตัวกลางที่เป็นกรด (ของเหลวหรือเพสต์) เพื่อละลายและกำจัดตะกรันออกไซด์ ผลิตภัณฑ์ที่เป็นสนิม รอยเชื่อม คราบน้ำมัน และสิ่งสกปรกอื่น ๆ บนพื้นผิวสแตนเลสผ่านปฏิกิริยาทางเคมี วัตถุประสงค์หลักคือ: ประการแรก เพื่อทำความสะอาดพื้นผิว ขจัดข้อบกพร่องที่เกิดจากเกล็ดออกไซด์ (เช่น ความหยาบของพื้นผิวและความไม่สม่ำเสมอ); ประการที่สอง เพื่อกำจัด "ไซต์ที่ทำงานอยู่" ที่อาจก่อให้เกิดการกัดกร่อน (เช่น อนุภาคเหล็กที่ตกค้างและรอยขีดข่วนขนาดเล็ก-) ประการที่สาม เพื่อวางรากฐานที่เรียบและสะอาดสำหรับการทู่หรือการรักษาพื้นผิวอื่นๆ ในภายหลัง (เช่น การเคลือบและการชุบด้วยไฟฟ้า) ควรเน้นย้ำว่าการดองด้วยกรดนั้นไม่ได้ปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของสแตนเลสโดยตรง แต่จะสร้างเงื่อนไขที่เอื้ออำนวยต่อการก่อตัวของฟิล์มพาสซีฟคุณภาพสูง-ในกระบวนการสร้างฟิล์มในภายหลัง

กลไกปฏิกิริยาเคมีของการดองกรด

สเกลออกไซด์บนพื้นผิวสแตนเลสเป็นส่วนผสมที่ซับซ้อน ซึ่งส่วนใหญ่ได้แก่ Fe₃O₄, FeO·Cr₂O₃, NiO·Cr₂O₃ และ Cr₂O₃ ออกไซด์เหล่านี้มีความคงตัวทางเคมีที่แตกต่างกัน และสามารถทำปฏิกิริยากับตัวกลางที่เป็นกรดเพื่อสร้างสารที่ละลายได้ ดังนั้นจึงบรรลุวัตถุประสงค์ของการกำจัด ตัวอย่างเช่น:

เหล็กออกไซด์ (Fe₃O₄, FeO) ทำปฏิกิริยากับกรดไนตริกเจือจาง: 3FeO + 10HNO₃ (เจือจาง)=3Fe(NO₃)₃ + NO↑ + 5H₂O; Fe₃O₄ + 8HNO₃ (เจือจาง)=3Fe(NO₃)₃ + NO↑ + 4H₂O

โครเมียมออกไซด์ (Cr₂O₃) ทำปฏิกิริยากับกรดไฮโดรฟลูออริก: Cr₂O₃ + 6HF=2CrF₃ + 3H₂O (กรดไฮโดรฟลูออริกสามารถละลายโครเมียมออกไซด์ที่ยากต่อการทำปฏิกิริยากับกรดอื่นได้อย่างมีประสิทธิภาพ)

นิกเกิลออกไซด์ (NiO) ทำปฏิกิริยากับกรดซัลฟิวริก: NiO + H₂SO₄=NiSO₄ + H₂O

ในระหว่างกระบวนการดองด้วยกรด เมทริกซ์สแตนเลสจำนวนเล็กน้อยก็จะละลายไปด้วย (ปรากฏการณ์ที่เรียกว่า "การกัดด้วยเมทริกซ์") แต่การละลายนี้สามารถควบคุมได้ ด้วยการเติมสารยับยั้งการกัดกร่อนในตัวกลางที่เป็นกรด อัตราการละลายของเมทริกซ์จะลดลงเหลือน้อยกว่า 0.1 กรัม/ตร.ม.·ชม. โดยหลีกเลี่ยงการ "เกิดการกัดกรดมากเกินไป" (การแตกเป็นรูของพื้นผิวและความหยาบที่เกิดจากการละลายของเมทริกซ์มากเกินไป)

ขั้นตอนมาตรฐานของการดองกรดสำหรับเหล็กกล้าไร้สนิม

กระบวนการดองกรดมาตรฐานสำหรับสแตนเลสประกอบด้วยห้าขั้นตอนสำคัญ และแต่ละขั้นตอนจำเป็นต้องได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวดเพื่อให้แน่ใจว่าผลการรักษา:

การปรับสภาพ: ขั้นแรก ให้ใช้สารทำความสะอาดที่เป็นด่าง (เช่น สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่มีความเข้มข้น 5-10%) หรือตัวทำละลายอินทรีย์ (เช่น เอทานอล) เพื่อขจัดคราบน้ำมันบนพื้นผิว-คราบน้ำมันจะก่อตัวเป็นอุปสรรคระหว่างตะกรันของกรดและออกไซด์ ซึ่งส่งผลต่อผลการดอง จากนั้นล้างพื้นผิวด้วยน้ำไหลเพื่อขจัดสารทำความสะอาดที่ตกค้าง และเช็ดพื้นผิวให้แห้งด้วยผ้าสะอาด

การดองกรด: ใช้หรือแช่ชิ้นงานสแตนเลสในตัวกลางที่เป็นกรด (ของเหลวหรือเพสต์) สำหรับชิ้นงานที่มีรูปร่างซับซ้อน (เช่น ท่อ วาล์ว และรอยเชื่อม) แนะนำให้ใช้สารเคลือบ-ที่มีลักษณะคล้ายสื่อ (สารเคลือบฟิล์มโลหะสำหรับดองโลหะ) ควบคุมอุณหภูมิ (ปกติคือ 20-50 องศา ) และเวลา (15-60 นาที) ตามความหนาของเกล็ดออกไซด์ที่หนากว่าเกล็ดออกไซด์ต้องใช้อุณหภูมิที่สูงกว่าและใช้เวลานานกว่า

กำลังล้าง: หลังจากปฏิกิริยาการดองเสร็จสิ้น ให้ล้างชิ้นงานด้วยน้ำไหลหรือน้ำปราศจากไอออนปริมาณมากเพื่อขจัดสารละลายกรดที่ตกค้างและผลิตภัณฑ์ออกไซด์ที่ละลายอยู่ เวลาในการล้างควรเป็นเวลาอย่างน้อย 5-10 นาที และควรทดสอบค่า pH ของน้ำล้างด้วยกระดาษทดสอบ pH จนกว่าจะมีค่าเป็นกลาง (pH 6-7)

การทำให้เป็นกลาง (ไม่จำเป็น): หากกรดที่ตกค้างบนพื้นผิวล้างออกให้หมดจดได้ยาก (เช่น ในช่องว่างแคบ) ให้จุ่มชิ้นงานในสารละลายอัลคาไลน์อ่อน ๆ (เช่น สารละลายโซเดียมคาร์บอเนตที่มีความเข้มข้น 3-5%) เป็นเวลา 5-10 นาทีเพื่อทำให้กรดที่ตกค้างเป็นกลาง แล้วจึงล้างออกด้วยน้ำอีกครั้ง

การอบแห้ง: เป่าชิ้นงานให้แห้งทันทีหลังล้าง-ใช้การอบแห้งด้วยลมธรรมชาติ การทำให้แห้งด้วยลมร้อน (อุณหภูมิน้อยกว่าหรือเท่ากับ 80 องศา ) หรือเช็ดให้แห้งด้วยผ้าสะอาด ความชื้นที่ตกค้างบนพื้นผิวจะทำให้เกิด "สนิมทุติยภูมิ" ได้ง่าย (พื้นผิวที่สะอาดมีความว่องไวสูงและมีแนวโน้มที่จะเกิดออกซิเดชันในสภาพแวดล้อมที่ชื้น)

วิธีการใช้งานเฉพาะของการวางฟิล์มทู่โลหะในการดองด้วยกรด

ผงทู่สำหรับดองโลหะเป็นส่วนผสม-คล้ายส่วนผสมที่ประกอบด้วยกรดอนินทรีย์ (กรดไนตริก กรดไฮโดรฟลูออริก กรดซัลฟิวริก) สารยับยั้งการกัดกร่อน (เช่น ยูโรโทรพีน ไธโอยูเรีย) สารเพิ่มความข้น (เช่น โซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส) และความคงตัว เมื่อเปรียบเทียบกับการดองด้วยกรดของเหลว มีข้อดีที่ชัดเจน: การยึดเกาะที่ดี (เหมาะสำหรับชิ้นงานที่มีรูปทรงแนวตั้ง เอียง และซับซ้อน- หลีกเลี่ยงการไหลของสารละลายกรด) อัตราการเกิดปฏิกิริยาที่ควบคุมได้ (สารทำให้ข้นช้าลงการแพร่กระจายของโมเลกุลของกรด) และการป้องกันเมทริกซ์ที่แข็งแกร่ง (สารยับยั้งการกัดกร่อนที่มีเนื้อหาสูง- ช่วยลด-การดอง) วิธีการสมัครเฉพาะมีดังนี้:

วางส่วนที่เลือก: เลือกชนิดของทู่โลหะดองที่เหมาะสมตามเกรดสแตนเลส ตัวอย่างเช่น สแตนเลส 304 (Cr: 18-20%, Ni: 8-11%) สามารถใช้ส่วนผสมที่มีความเข้มข้นของกรดไนตริก 15-20% และความเข้มข้นของกรดไฮโดรฟลูออริก 2-3% สแตนเลส 316 (ประกอบด้วยโมลิบดีนัม) ต้องใช้ส่วนผสมที่มีความเข้มข้นของกรดไฮโดรฟลูออริกสูงกว่า (3-5%) เพื่อละลายโมลิบดีนัมออกไซด์

วางแอปพลิเคชัน: ใช้ที่ขูดพลาสติกหรือสแตนเลส (หลีกเลี่ยงการใช้ที่ขูดเหล็กเพื่อป้องกันการปนเปื้อนของอนุภาคเหล็ก) เพื่อทาครีมลงบนพื้นผิวที่จะเคลือบให้เท่าๆ กัน โดยมีความหนา 1-3 มม. สำหรับพื้นที่ที่มีเกล็ดออกไซด์หนา (เช่น รอยเชื่อม) ให้เพิ่มความหนาเป็น 2-3 มม. และขยายเวลาปฏิกิริยาให้เหมาะสม

การควบคุมปฏิกิริยา: ที่อุณหภูมิห้อง (20-30 องศา ) โดยทั่วไปเวลาในการทำปฏิกิริยาจะอยู่ที่ 15-40 นาที หากอุณหภูมิโดยรอบต่ำกว่า 15 องศา ให้คลุมพื้นผิวเพสต์ด้วยฟิล์มพลาสติกเพื่อให้ความอบอุ่น หรือให้ความร้อนชิ้นงานที่อุณหภูมิ 30-50 องศา (ใช้เครื่องเป่าลมร้อน) เพื่อเร่งปฏิกิริยา ในระหว่างการทำปฏิกิริยา ให้สังเกตการเปลี่ยนสีของพื้นผิว - เมื่อสเกลออกไซด์เปลี่ยนเป็นสีดำและหลุดออกไป และพื้นผิวมีสีขาวเงินสม่ำเสมอ ปฏิกิริยาจะหยุดได้

หลัง-การรักษา: ใช้ปืนฉีดน้ำแรงดันสูง- (แรงดันน้ำ: 0.2-0.3MPa) เพื่อล้างส่วนผสมที่ตกค้างและผลิตภัณฑ์ที่ละลาย แล้วจึงทำให้พื้นผิวแห้งทันที สำหรับชิ้นงานที่มีข้อกำหนดด้านคุณภาพพื้นผิวที่เข้มงวด (เช่น เครื่องจักรด้านอาหาร) ให้เช็ดพื้นผิวด้วยเอทานอลสัมบูรณ์หลังจากการอบแห้งเพื่อขจัดสิ่งเจือปนที่ตกค้าง

ทู่สแตนเลสและการใช้แปะทู่โลหะดอง

การสร้างฟิล์มเป็นเทคโนโลยีการปกป้องพื้นผิวที่สำคัญสำหรับเหล็กสเตนเลส ซึ่งสามารถปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนได้อย่างมากโดยการสร้างฟิล์มแบบพาสซีฟที่มีความหนาแน่น การใช้ประโยชน์ทางวิทยาศาสตร์ของการวางทู่โลหะดองเป็นกุญแจสำคัญในการรับรองคุณภาพของฟิล์มพาสซีฟ

ความหมายและวัตถุประสงค์หลักของทู่

การทำทู่ด้วยสเตนเลสสตีลหมายถึงกระบวนการบำบัดทางเคมีที่สร้างฟิล์มออกไซด์ที่มีความหนาแน่น เสถียร และ{0}}ยึดเกาะได้ดี (ส่วนใหญ่เป็น Cr₂O₃) บนพื้นผิวที่สะอาดของสเตนเลสภายใต้สภาวะเฉพาะ (สภาพแวดล้อมที่เป็นกรดหรือออกซิไดซ์) วัตถุประสงค์หลักคือ: ประการแรก เพื่อซ่อมแซมฟิล์มพาสซีฟที่เสียหายระหว่างการประมวลผล (เช่น การเชื่อมและการปั๊ม); ประการที่สอง เพื่อเพิ่มความหนาและความหนาแน่นของฟิล์มพาสซีฟ (จากเดิม 2-3 นาโนเมตรเป็น 5-10 นาโนเมตร) ประการที่สาม เพื่อปรับปรุงความต้านทานต่อการกัดกร่อนเฉพาะที่ (การกัดกร่อนของรูพรุน รอยแยก) และการกัดกร่อนทั่วไป (การกัดกร่อนสม่ำเสมอ) ของสแตนเลส ช่วยยืดอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์ ซึ่งแตกต่างจากการดองด้วยกรด การทำให้ทู่ไม่สามารถขจัดออกได้พื้นผิวสิ่งเจือปน แต่ต้องการให้พื้นผิวสะอาด (โดยปกติหลังจากการดองด้วยกรด) เพื่อให้มั่นใจว่าฟิล์มพาสซีฟมีความต่อเนื่องและสม่ำเสมอ

กลไกการเกิดฟิล์มทู่สเตนเลสสตีล

การก่อตัวของฟิล์มพาสซีฟสเตนเลสจะขึ้นอยู่กับ "ปฏิกิริยาออกซิเดชันแบบเลือกสรรและการเสริมสมรรถนะ" ของโครเมียม สแตนเลสประกอบด้วยโครเมียมมากกว่า 10.5% ซึ่งมีความสัมพันธ์กับออกซิเจนได้ดีกว่าเหล็กและนิกเกิล ในสภาพแวดล้อมออกซิไดซ์ (เช่น สารละลายกรดไนตริก) ปฏิกิริยาต่อไปนี้จะเกิดขึ้นบนพื้นผิว:

ออกซิเดชันของโครเมียม: 4Cr + 3O₂=2Cr₂O₃ (โครเมียมในเมทริกซ์ถูกออกซิไดซ์ให้กลายเป็น Cr₂O₃)

การละลายของโลหะที่ใช้งานอยู่: สภาพแวดล้อมที่เป็นกรดจะละลายโลหะออกฤทธิ์จำนวนเล็กน้อย (เหล็ก, นิกเกิล) บนพื้นผิว ทำให้ปริมาณโครเมียมบนพื้นผิวค่อนข้างสมบูรณ์ (ปริมาณโครเมียมในฟิล์มพาสซีฟมากกว่า 30% ในขณะที่ปริมาณเมทริกซ์โครเมียมมีเพียง 10.5-20%)

การสร้างฟิล์มและการทำให้เสถียร: โมเลกุล Cr₂O₃ ก่อให้เกิดโครงสร้างผลึกหกเหลี่ยมหนาแน่น ซึ่งรวมเข้ากับเมทริกซ์อย่างแน่นหนา โครงสร้างนี้สามารถป้องกันการแทรกซึมของไอออนที่มีฤทธิ์กัดกร่อน (เช่น Cl⁻, SO₄²⁻) ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และป้องกันไม่ให้เมทริกซ์สึกกร่อน

ความเสถียรของฟิล์มพาสซีฟมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับปริมาณโครเมียมและสภาพแวดล้อม ปริมาณโครเมียมที่สูงขึ้นในภาพยนตร์ทำให้มีความเสถียรดีขึ้น นอกจากนี้ ฟิล์มพาสซีฟยังมีความเสถียรมากกว่าในสภาพแวดล้อมที่เป็นกลางและเป็นด่างอ่อน ในขณะที่ถูกทำลายได้ง่ายในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดสูงหรือลดสภาพแวดล้อม (เช่น กรดไฮโดรคลอริก กรดซัลฟิวริกที่ไม่มีสารออกซิแดนท์)

ขั้นตอนกระบวนการทั่วไปของการทู่

กระบวนการทู่ฟิล์มทั่วไปสำหรับเหล็กกล้าไร้สนิมประกอบด้วยสี่ขั้นตอนสำคัญ และแต่ละขั้นตอนจะต้องจับคู่กับพารามิเตอร์กระบวนการที่เหมาะสมเพื่อให้มั่นใจในคุณภาพของฟิล์มพาสซีฟ:

การปรับสภาพ: ขั้นแรก ทำการดองด้วยกรดบนชิ้นงานเพื่อขจัดตะกรันออกไซด์ รอยเชื่อม และคราบน้ำมัน (หากพื้นผิวสะอาดอยู่แล้ว เช่น แผ่นสแตนเลสรีดเย็น- ก็สามารถละเว้นการดองด้วยกรดได้) จากนั้น ล้างพื้นผิวด้วยน้ำปราศจากไอออนเพื่อขจัดสารละลายกรดที่ตกค้าง และเช็ดพื้นผิวให้แห้งด้วยผ้าสะอาด-ความชื้นจะส่งผลต่อความสม่ำเสมอของฟิล์มพาสซีฟ

ทู่: จุ่มชิ้นงานใน passivator (ของเหลวหรือเพสต์) หรือทา passivator บนพื้นผิว สำหรับชิ้นงานขนาดเล็กที่มีรูปร่างเรียบง่าย จะใช้ตัวพาสซิเวเตอร์ของเหลว (เช่น สารละลายกรดไนตริกที่มีความเข้มข้น 10-20%) สำหรับชิ้นงานขนาดใหญ่หรือซับซ้อน ควรใช้เพสต์สำหรับดองโลหะ ควบคุมอุณหภูมิ (ปกติคือ 20-40 องศา) และเวลา (20-60 นาที) อุณหภูมิที่สูงขึ้นอาจทำให้ระยะเวลาในการสร้างฟิล์มสั้นลง แต่อุณหภูมิที่มากเกินไป (สูงกว่า 50 องศา) จะทำให้สารออกซิแดนท์ในตัวสร้างฟิล์มสลายตัว

กำลังล้าง: หลังจากปฏิกิริยาการสร้างฟิล์มเสร็จสิ้น ให้ล้างชิ้นงานด้วยน้ำปราศจากไอออน (หลีกเลี่ยงการใช้น้ำประปาซึ่งมี Cl⁻ ที่อาจสร้างความเสียหายให้กับฟิล์มติดฟิล์ม) เป็นเวลา 5-10 นาทีเพื่อนำตัวสร้างฟิล์มที่ตกค้างออก น้ำล้างควรทดสอบด้วยเครื่องวัดค่าการนำไฟฟ้า และค่าการนำไฟฟ้าควรน้อยกว่า 50μS/cm เพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีสิ่งเจือปนตกค้าง

การปิดผนึกและการอบแห้ง (ไม่จำเป็น): สำหรับชิ้นงานที่ใช้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง (เช่น วิศวกรรมทางทะเล) สามารถใช้สารซีลไซเลนกับฟิล์มแบบพาสซีฟเพื่อปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนให้ดียิ่งขึ้น จากนั้น เช็ดชิ้นงานให้แห้งที่อุณหภูมิห้องหรืออุณหภูมิต่ำ (น้อยกว่าหรือเท่ากับ 60 องศา) เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้ฟิล์มพาสซีฟเสื่อมสภาพที่อุณหภูมิสูง-

ทักษะการใช้งานจริงของทู่ทู่โลหะดองในการทำทู่

ผงทู่โลหะที่ใช้ในการดองแตกต่างจากที่ใช้สำหรับการดองด้วยกรดในองค์ประกอบ โดยมีความเข้มข้นของกรดต่ำกว่า (กรดไนตริก: 5-15%) มีปริมาณออกซิแดนท์ที่สูงกว่า (เช่น โซเดียมไนเตรต: 5-10%, โพแทสเซียมไดโครเมต: 2-5%) และเพิ่มสารเร่งการเกิดฟิล์ม (เช่นกรดซิตริก กรดออกซาลิก) ส่วนประกอบเหล่านี้สามารถส่งเสริมการก่อตัวของฟิล์ม Cr₂O₃ ที่หนาแน่น ในขณะที่หลีกเลี่ยงการกัดกร่อนของเมทริกซ์ ทักษะการใช้งานจริงมีดังนี้:

การตรวจสอบการเตรียมพื้นผิว: ก่อนทำการทูล ให้ตรวจสอบพื้นผิวของชิ้นงานด้วยตาเปล่า-ไม่ควรมีเกล็ดออกไซด์ คราบน้ำมัน หรืออนุภาคเหล็ก หากมีข้อบกพร่องเฉพาะที่ (เช่น รอยขีดข่วนเล็กๆ น้อยๆ ) ให้ใช้กระดาษทรายละเอียด (400-600 mesh) ขัดพื้นผิว แล้วทำความสะอาดด้วยเอทานอล

วางเคลือบ: ใช้แปรงที่สะอาดทาแผ่นทู่บนพื้นผิวให้เท่าๆ กัน โดยมีความหนา 1-2 มม. (หนาเกินไปจะทำให้เกิดของเสีย และบางเกินไปจะทำให้เกิดชั้นฟิล์มที่ไม่สม่ำเสมอ) สำหรับช่องว่างแคบ (เช่น การเชื่อมต่อหน้าแปลน) ให้ใช้แปรงขนาดเล็กเพื่อเติมส่วนผสมลงในช่องว่างเพื่อให้แน่ใจว่าปฏิกิริยาการสร้างฟิล์มเพียงพอ

การควบคุมสภาพปฏิกิริยา: ปฏิกิริยาทู่จะดำเนินการที่อุณหภูมิห้อง (20-30 องศา) และโดยทั่วไปเวลาจะอยู่ที่ 20-50 นาที ในระหว่างปฏิกิริยา หลีกเลี่ยงการสัมผัสส่วนผสมด้วยมือหรือวัตถุอื่น ๆ เพื่อป้องกันการปนเปื้อน สำหรับชิ้นงานที่ต้องการความต้านทานการกัดกร่อนสูง (เช่น อุปกรณ์ทางการแพทย์) สามารถขยายเวลาการฟิล์มเป็น 60 นาที และสามารถควบคุมอุณหภูมิได้ที่ 30-35 องศา เพื่อปรับปรุงความหนาแน่นของฟิล์ม

การตรวจสอบหลังการทำทู่: หลังจากการล้างและทำให้แห้ง ให้ตรวจสอบฟิล์มแบบพาสซีฟ ขั้นแรก พื้นผิวควรมีสีขาวเงินหรือสีฟ้าอ่อนสม่ำเสมอ โดยไม่มีจุดหรือความแตกต่างของสี ประการที่สอง ใช้ "การทดสอบหยด" เพื่อตรวจสอบ-หยดสารละลายคอปเปอร์ซัลเฟต 5% ลงบนพื้นผิว และไม่ควรเกิดการตกตะกอนของทองแดงสีแดงภายใน 5 นาที ประการที่สาม ใช้การทดสอบสเปรย์เกลือที่เป็นกลาง (GB/T 10125) เพื่อทดสอบความต้านทานการกัดกร่อน และไม่ควรเกิดสนิมภายใน 48 ชั่วโมง

การวิเคราะห์เปรียบเทียบของการดองด้วยกรดและการทู่โดยเน้นที่เพสต์ทู่ในการดองโลหะ

การดองด้วยกรดและการทู่เป็นเทคโนโลยีสองเทคโนโลยีที่เสริมกันแต่มีความแตกต่างกัน ความแตกต่างดังกล่าวสะท้อนให้เห็นในการวางแนวการทำงาน กลไกทางเคมี การเปลี่ยนแปลงพื้นผิว และด้านอื่นๆ ตลอดจนการประยุกต์ใช้โลหะวางทู่ดองยังแสดงให้เห็นความแตกต่างที่ชัดเจน

ความแตกต่างในการวางแนวการทำงาน

หน้าที่หลักของการดองด้วยกรดคือ "การกำจัด"-โดยมุ่งเน้นไปที่การขจัดสิ่งเจือปนบนพื้นผิว (เกล็ดออกไซด์ สะเก็ดรอยเชื่อม คราบน้ำมัน) และข้อบกพร่อง (รอยขีดข่วนขนาดเล็ก- การปนเปื้อนของอนุภาคเหล็ก) เพื่อให้บรรลุเป้าหมายของการทำความสะอาดพื้นผิว เป็น "กระบวนการเตรียมการ" เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของพื้นผิว ตัวอย่างเช่น หลังจากเชื่อมท่อสแตนเลส รอยเชื่อมจะก่อตัวเป็นสเกลออกไซด์หนา ซึ่งจะต้องกำจัดออกด้วยการดองด้วยกรดก่อนทู่ มิฉะนั้นจะไม่สามารถสร้างฟิล์มพาสซีฟในระดับออกไซด์ได้

หน้าที่หลักของการสร้างฟิล์มคือ "การก่อตัว"- โดยเน้นที่การสร้างฟิล์มพาสซีฟที่มีความหนาแน่นบนพื้นผิวที่สะอาด ช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนของสแตนเลส เป็น "กระบวนการป้องกัน" สำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพพื้นผิว ตัวอย่างเช่น แผ่นเหล็กสแตนเลสรีดเย็น-มีพื้นผิวที่สะอาด (ไม่มีเกล็ดออกไซด์หนา) จึงสามารถผ่านกระบวนการโดยตรงโดยไม่ต้องดองกรดเพื่อสร้างฟิล์มป้องกัน

ความแตกต่างในสาระสำคัญปฏิกิริยาเคมี

การดองด้วยกรดเป็น "ปฏิกิริยาการละลาย"-ตัวกลางที่เป็นกรดในผงทู่สำหรับการดองโลหะจะทำปฏิกิริยากับออกไซด์ของพื้นผิวและสิ่งสกปรกเพื่อสร้างสารที่ละลายได้ (เช่น Fe(NO₃)₃, CrF₃) ซึ่งจะถูกกำจัดออกโดยการล้าง ในระหว่างการทำปฏิกิริยา เมทริกซ์จำนวนเล็กน้อยจะถูกละลาย แต่การละลายนี้จะถูกควบคุมโดยสารยับยั้งการกัดกร่อน สูตรปฏิกิริยาส่วนใหญ่คือ "ออกไซด์ + กรด → เกลือที่ละลายน้ำได้ + น้ำ + แก๊ส" (เช่น FeO + HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO↑ + H₂O)

การเกิดฟิล์มเป็น "ปฏิกิริยาออกซิเดชัน"- สารออกซิไดซ์ในผงฟิล์มกรองแสงสำหรับการดองโลหะจะออกซิไดซ์โครเมียมบนพื้นผิวของเมทริกซ์สแตนเลสเพื่อสร้างฟิล์มเฉื่อย Cr₂O₃ ในระหว่างปฏิกิริยา เมทริกซ์แทบจะไม่ละลาย และการเปลี่ยนแปลงหลักคือ "ปฏิกิริยาออกซิเดชันแบบเลือกสรรและการเสริมสมรรถนะ" ของโครเมียม สูตรปฏิกิริยาส่วนใหญ่คือ "โครเมียม + สารออกซิแดนท์ → Cr₂O₃" (เช่น 4Cr + 3NO₃⁻ + 6H⁺=2Cr₂O₃ + 3NO↑ + 3H₂O)

ความแตกต่างทางสัณฐานวิทยาของพื้นผิวและการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบ

หลังจากการดองด้วยกรด สัณฐานวิทยาของพื้นผิวของสแตนเลสจะเปลี่ยนไปอย่างมีนัยสำคัญ: เกล็ดออกไซด์และสิ่งสกปรกจะถูกกำจัดออกอย่างสมบูรณ์ ความหยาบของพื้นผิวจะลดลง (ค่า Ra ลดลงจาก 1.6μm เป็น 0.8μm) และพื้นผิวจะเรียบเนียนและสม่ำเสมอ โดยพื้นฐานแล้วองค์ประกอบของพื้นผิวจะเหมือนกับองค์ประกอบของเมทริกซ์ (ปริมาณโครเมียม: 10.5-20% ปริมาณนิกเกิล: 8-14%) และไม่มีการเพิ่มองค์ประกอบที่ชัดเจน อย่างไรก็ตาม หากเกิดการดองมากเกินไป พื้นผิวจะปรากฏเป็นหลุมเล็กๆ (เส้นผ่านศูนย์กลาง: 0.1-0.5 มม.) ซึ่งจะส่งผลต่อผิวสำเร็จ

หลังจากการทู่ สัณฐานวิทยาของพื้นผิวของเหล็กกล้าไร้สนิมโดยทั่วไปยังคงไม่เปลี่ยนแปลง (สอดคล้องกับพื้นผิวที่สะอาดก่อนทู่) และความขรุขระของพื้นผิว (ค่า Ra) จะไม่เพิ่มขึ้น การเปลี่ยนแปลงหลักคือองค์ประกอบพื้นผิว: ฟิล์มพาสซีฟ Cr₂O₃ หนาแน่น (ความหนา: 5-10 นาโนเมตร) ถูกสร้างขึ้นบนพื้นผิว และปริมาณโครเมียมในภาพยนตร์มีมากกว่า 30% (ทดสอบโดยการวิเคราะห์สเปกตรัมพลังงาน EDS) ชั้นที่อุดมด้วยโครเมียมนี้เป็นกุญแจสำคัญในการปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อน นอกจากนี้ ฟิล์มพาสซีฟยังมีคุณสมบัติของเซมิคอนดักเตอร์ ซึ่งสามารถป้องกันการถ่ายโอนอิเล็กตรอนระหว่างเมทริกซ์กับตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อน จึงยับยั้งการกัดกร่อน

ความแตกต่างในผลการเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อน

การดองด้วยกรดไม่ได้ช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนของสแตนเลส ในทางตรงกันข้าม หลังจากการดองด้วยกรด พื้นผิวของสแตนเลสจะอยู่ใน "สถานะแอคทีฟ" (ฟิล์มพาสซีฟดั้งเดิมจะถูกเอาออก และเมทริกซ์จะถูกเปิดเผย) และหากไม่ทำการทู่ฟิล์มทันเวลา (ภายใน 2 ชั่วโมง) พื้นผิวจะเสี่ยงต่อการเกิดสนิมรอง (จุดสนิมสีแดงจะปรากฏภายใน 24 ชั่วโมงในสภาพแวดล้อมที่ชื้น) บทบาทของการดองด้วยกรดในการปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนนั้นเป็นทางอ้อม- โดยให้พื้นผิวที่สะอาดสำหรับการสร้างฟิล์ม ทำให้มั่นใจได้ว่าฟิล์มติดฟิล์มสามารถก่อตัวได้สม่ำเสมอและต่อเนื่อง

การทำทู่สามารถปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของสแตนเลสได้โดยตรงและอย่างมีนัยสำคัญ ฟิล์มพาสซีฟ Cr₂O₃ ที่หนาแน่นสามารถป้องกันการแทรกซึมของไอออนที่มีฤทธิ์กัดกร่อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ยกตัวอย่างเหล็กกล้าไร้สนิม 304: เวลาทดสอบสเปรย์เกลือที่เป็นกลางของ 304 ที่ไม่มีการผ่านทะลุสแตนเลสมีอายุเพียง 24 ชั่วโมง (เกิดสนิม) ในขณะที่หลังจากการทำฟิล์มแล้ว ระยะเวลาการทดสอบสเปรย์เกลือที่เป็นกลางสามารถขยายเป็น 48-96 ชั่วโมง (ไม่เป็นสนิม) นอกจากนี้ การทำทู่ยังสามารถปรับปรุงความต้านทานต่อกรดอินทรีย์ (เช่น กรดอะซิติก กรดซิตริก) และสารละลายอัลคาไลน์ (เช่น สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์) ทำให้สแตนเลสเหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมการใช้งานที่รุนแรงมากขึ้น

ความแตกต่างในการใช้ทู่โลหะดอง

ความแตกต่างในการใช้ทู่โลหะดองในการดองกรดและทู่ส่วนใหญ่จะสะท้อนให้เห็นในห้าด้าน:

ความแตกต่างขององค์ประกอบ: กรดสำหรับดองมีความเข้มข้นของกรดสูง (กรดไนตริก: 15-25% กรดไฮโดรฟลูออริก: 2-5%) มีปริมาณสารยับยั้งการกัดกร่อนสูง (3-5%) และมีปริมาณออกซิแดนท์ต่ำ (น้อยกว่าหรือเท่ากับ 1%); วางฟิล์มมีความเข้มข้นของกรดต่ำ (กรดไนตริก: 5-15%) มีปริมาณออกซิแดนท์สูง (5-10%) และมีสารเร่งการสร้างฟิล์ม (2-3% เช่นกรดซิตริก)

ความแตกต่างของบทบาท: กรดสำหรับดองมีบทบาทหลักในการ "ละลายเกล็ดออกไซด์" และ "ปกป้องเมทริกซ์"-กรดที่มีความเข้มข้นสูง-จะละลายเกล็ดออกไซด์ และสารยับยั้งการกัดกร่อนจะป้องกันไม่ให้-เกิดการดองมากเกินไป พาสซีฟเวชันเพสต์ส่วนใหญ่มีบทบาทในการ "ออกซิไดซ์โครเมียม" และ "ส่งเสริมการก่อตัวของฟิล์ม"- สารออกซิไดซ์จะออกซิไดซ์โครเมียมเพื่อสร้าง Cr₂O₃ และ-ตัวเร่งการขึ้นรูปฟิล์มจะช่วยเพิ่มความหนาแน่นของฟิล์มพาสซีฟ

ความแตกต่างของเวลาปฏิกิริยา: เวลาปฏิกิริยาของกรดดองเพสต์จะนานกว่า (15-40 นาที) เนื่องจากจำเป็นต้องละลายเกล็ดออกไซด์ให้หมด (โดยเฉพาะเกล็ดออกไซด์หนา) เวลาปฏิกิริยาของฟิล์มพาสซีฟค่อนข้างสั้นกว่า (20-50 นาที) และฟิล์มพาสซีฟสามารถเกิดขึ้นได้อย่างรวดเร็วภายใต้การกระทำของสารออกซิแดนท์

ความแตกต่างหลังการรักษา: หลังจากใช้กรดสำหรับดอง จะต้องล้างชิ้นงานให้สะอาด (โดยใช้น้ำแรงดันสูง-) และเลือกทำให้เป็นกลางเพื่อขจัดกรดที่ตกค้างและผลิตภัณฑ์ที่ละลาย หลังจากใช้ทู่ฟิล์ม จะต้องล้างชิ้นงานด้วยน้ำปราศจากไอออนเท่านั้น (ไม่จำเป็นต้องทำให้เป็นกลาง) เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้ฟิล์มพาสซีฟเสียหายด้วยสารละลายอัลคาไลน์

ความแตกต่างของชิ้นงานที่ใช้งานได้: ผงสำหรับดองกรดเหมาะสำหรับชิ้นงานที่มีเกล็ดออกไซด์หนาและมีสิ่งเจือปนมากกว่า (เช่น ชิ้นส่วนที่เชื่อม ชิ้นส่วนที่ได้รับความร้อน- และชิ้นส่วนปลอมแปลง) พาสซีเวชั่นเพสต์เหมาะสำหรับชิ้นงานที่มีพื้นผิวที่สะอาด (เช่น ชิ้นส่วน-กรดที่ดอง ชิ้นส่วนที่รีดเย็น- และชิ้นส่วนที่ขัดเงา)

สถานการณ์การใช้งานของการดองด้วยกรดและการทู่: การจับคู่กับประสิทธิภาพของเพสต์ทู่การดองด้วยโลหะ

การเลือกกระบวนการดองด้วยกรดและกระบวนการทู่ขึ้นอยู่กับสถานการณ์การใช้งานของสแตนเลส และประเภทของทู่ทู่โลหะจะต้องสอดคล้องกับข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพของสถานการณ์

การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี

ในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี เหล็กกล้าไร้สนิมส่วนใหญ่จะใช้ในการผลิตท่อ ถังเก็บ และเครื่องปฏิกรณ์ ซึ่งต้องสัมผัสกับสารที่มีฤทธิ์กัดกร่อน เช่น น้ำมันดิบ ก๊าซธรรมชาติ และตัวทำละลายอินทรีย์มาเป็นเวลานาน ข้อกำหนดหลักสำหรับการรักษาพื้นผิวคือ: ขจัดคราบเชื่อมออกไซด์ (เพื่อหลีกเลี่ยงการกัดกร่อนที่ข้อต่อเชื่อม) และการปรับปรุงความต้านทานต่อการกัดกร่อนของกรดอินทรีย์

การเลือกกระบวนการ: ท่อเชื่อมและถังเก็บจะต้องผ่านการดองก่อน (เพื่อขจัดสะเก็ดของรอยเชื่อมออกไซด์และ焊ที่กระเด็นออก) จากนั้นจึงผ่านกระบวนการพาสซีฟ (เพื่อสร้างฟิล์มพาสซีฟที่ต้านทานการกัดกร่อน-) แผ่นรีดเย็น-สำหรับเครื่องปฏิกรณ์สามารถผ่านกระบวนการโดยตรงได้ (ไม่มีเกล็ดออกไซด์หนา)

การจับคู่ทู่ทู่โลหะดอง: เลือกน้ำยาดองกรดที่มีปริมาณกรดไฮโดรฟลูออริกสูง (3-5%) เพื่อละลายเกล็ดออกไซด์ที่อุดมด้วยโครเมียมที่รอยเชื่อม เลือกทู่ทู่ที่มีปริมาณออกซิแดนท์สูง (โซเดียมไนเตรต 8-10%) เพื่อปรับปรุงความต้านทานต่อกรดอินทรีย์ ตัวอย่างเช่นในการรักษาท่อสแตนเลส 316L สำหรับการขนส่งน้ำมันดิบจะใช้การวางกรด (กรดไนตริก: 20% กรดไฮโดรฟลูออริก: 4%) เป็นเวลา 30 นาทีจากนั้นจึงใช้การวางทู่ (กรดไนตริก: 12% โซเดียมไนเตรต: 9%) เป็นเวลา 40 นาทีซึ่งสามารถมั่นใจได้ว่าท่อไม่มีการกัดกร่อนมานานกว่า 5 ปี

การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมเครื่องจักรกลอาหาร

ในอุตสาหกรรมเครื่องจักรอาหาร เหล็กกล้าไร้สนิมใช้ในการผลิตเครื่องผสมอาหาร ถังเก็บ และสายพานลำเลียง ซึ่งต้องสัมผัสกับอาหารและวัตถุเจือปนอาหาร (เช่น กรดอะซิติก กรดซิตริก) และต้องปฏิบัติตามมาตรฐานความปลอดภัยของอาหาร (เช่น GB 4806.1) ข้อกำหนดหลักสำหรับการรักษาพื้นผิวคือ: ไม่มีเศษโลหะหนัก (เช่น Cr⁶⁺) และพื้นผิวเรียบ (เพื่อหลีกเลี่ยงเศษอาหาร)

การเลือกกระบวนการ: ชิ้นส่วนที่เชื่อม (เช่น ถังผสม) จะต้องผ่านการดอง (เพื่อขจัดคราบออกไซด์และคราบน้ำมัน) จากนั้นจึงผ่านกระบวนการพาสซีฟ สายพานลำเลียงแบบรีดเย็น-สามารถผ่านได้โดยตรง (เพื่อรักษาความเรียบของพื้นผิว)

การจับคู่ทู่ทู่โลหะดอง: เลือก-ปราศจากสารตะกั่วและโครเมียม-กรดสำหรับดองแบบไร้สารตะกั่ว (กรดไนตริก: 15-18%, กรดไฮโดรฟลูออริก: 2-3%) เพื่อหลีกเลี่ยงสารตกค้างจากโลหะหนัก เลือกทู่ทู่เกรดอาหาร (กรดไนตริก: 8-10%, กรดซิตริก: 3%) ที่ตรงตามมาตรฐาน GB 4806.1 ตัวอย่างเช่นในการบำบัดถังเก็บอาหารสแตนเลส 304 จะใช้การวางกรดดองเป็นเวลา 20 นาที (เอาเกล็ดเชื่อมออกไซด์ออก) จากนั้นจึงใช้การวางทู่เกรดอาหารเป็นเวลา 30 นาที ซึ่งสามารถมั่นใจได้ว่าถังจะเป็นไปตามความปลอดภัยของอาหารความต้องการและไม่มีการกัดกร่อนเมื่อสัมผัสกับน้ำผลไม้

การประยุกต์ใช้ในสาขาการบินและอวกาศ

ในสาขาการบินและอวกาศ เหล็กกล้าไร้สนิมถูกนำมาใช้เพื่อผลิตชิ้นส่วนเครื่องยนต์ ชิ้นส่วนโครงสร้างยานอวกาศ และท่อส่งเชื้อเพลิง ซึ่งต้องการความแม่นยำของพื้นผิวสูงและทนทานต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรง (อุณหภูมิต่ำ การแผ่รังสีสูง และการกัดกร่อนของเชื้อเพลิง) ข้อกำหนดหลักสำหรับการปรับสภาพพื้นผิวคือ: ไม่มีการดองมากเกินไป- (เพื่อให้แน่ใจว่ามีความแม่นยำของขนาด) และฟิล์มพาสซีฟความหนาแน่นสูง- (เพื่อต้านทานการกัดกร่อนของเชื้อเพลิง)

การเลือกกระบวนการ: ชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำ (เช่น วาล์วเครื่องยนต์) จะต้องผ่านการดองเล็กน้อย (เพื่อขจัดคราบออกไซด์เล็กน้อย) แล้วจึงผ่านกระบวนการ ชิ้นส่วนโครงสร้างที่มีรูปร่างซับซ้อน (เช่น โครงยานอวกาศ) จะต้องผ่านการดองและผ่านกระบวนการพาสซีฟ

การจับคู่ทู่ทู่โลหะดอง: เลือกเพสต์สำหรับดองกรดที่มีความเข้มข้นของกรดต่ำ- (กรดไนตริก: 12-15%, กรดไฮโดรฟลูออริก: 1-2%) เพื่อหลีกเลี่ยงการดองมากเกินไป- และรับประกันความแม่นยำของขนาด เลือกเพสต์ทู่ที่มีความบริสุทธิ์สูง- (กรดไนตริก: 10-12%, โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต: 3-4%) เพื่อสร้างฟิล์มพาสซีฟที่มีความหนาแน่นสูง ตัวอย่างเช่น ในการรักษาชิ้นส่วนเครื่องยนต์สแตนเลส 17-4PH จะใช้การวางกรดต่ำดองเป็นเวลา 15 นาที จากนั้นจึงใช้การวางทู่ที่มีความบริสุทธิ์สูงเป็นเวลา 25 นาที ซึ่งสามารถมั่นใจได้ว่าชิ้นส่วนไม่มีการเปลี่ยนแปลงมิติ และสามารถต้านทานการกัดกร่อนของเชื้อเพลิงการบินได้เป็นเวลานาน

การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมอุปกรณ์การแพทย์

ในอุตสาหกรรมอุปกรณ์ทางการแพทย์ เหล็กกล้าไร้สนิมใช้ในการผลิตเครื่องมือผ่าตัด อุปกรณ์ฝัง (เช่น ข้อต่อเทียม) และภาชนะทางการแพทย์ ซึ่งต้องมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่เข้มงวด (ไม่มีความเป็นพิษต่อเซลล์) และความต้านทานการกัดกร่อน (เพื่อต้านทานการกัดกร่อนของของเหลวในร่างกาย) ข้อกำหนดหลักสำหรับการรักษาพื้นผิวคือ: ไม่มีสิ่งเจือปนตกค้าง (เช่น คราบน้ำมัน กรดตกค้าง) และฟิล์มพาสซีฟที่มีความหนาแน่น (เพื่อหลีกเลี่ยงการปล่อยไอออนของโลหะ)

การเลือกกระบวนการ: เครื่องมือผ่าตัด (เช่น มีดผ่าตัด) จะต้องผ่านการดอง (เพื่อเอาเกล็ดออกไซด์ที่แปรรูปออก) แล้วจึงนำไปผ่านกระบวนการ อุปกรณ์ที่ปลูกฝังได้ (เช่น ข้อต่อเทียม) จำเป็นต้องผ่านการดอง การทำให้ใส และปิดผนึก (เพื่อปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนให้ดียิ่งขึ้น)

การจับคู่ทู่ทู่โลหะดอง: เลือกเพสต์สำหรับดองกรดที่มีความบริสุทธิ์สูง- (กรดไนตริก: 18-20%, กรดไฮโดรฟลูออริก: 2-3%) โดยไม่มีสิ่งเจือปนจากโลหะหนัก เลือกวางทู่ที่เข้ากันได้ทางชีวภาพ (กรดไนตริก: 8-10%, ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์: 5-6%) ที่ตรงตามมาตรฐาน ISO 10993 ตัวอย่างเช่น ในการรักษาข้อต่อเทียมสแตนเลส 316L จะใช้เพสต์การดองด้วยกรดที่มีความบริสุทธิ์สูงเป็นเวลา 25 นาที จากนั้นจึงใช้เพสต์ทู่ที่เข้ากันได้ทางชีวภาพเป็นเวลา 40 นาที และสุดท้ายก็ใช้สารปิดผนึกไซเลน ซึ่งสามารถรับประกันได้ว่าข้อต่อไม่มี ความเป็นพิษต่อเซลล์และสามารถต้านทานการกัดกร่อนของของเหลวในร่างกายได้นานกว่า 10 ปี

ความปลอดภัยและการควบคุมคุณภาพในการดองด้วยกรดและการทู่: ประเด็นสำคัญของการใช้เพสต์ทู่ในการดองโลหะ

กระบวนการดองด้วยกรดและกระบวนการสร้างฟิล์มเกี่ยวข้องกับสารที่มีฤทธิ์กัดกร่อน (แผ่นฟิล์มฟิล์มสำหรับดองด้วยโลหะ) ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการป้องกันความปลอดภัยและการควบคุมคุณภาพอย่างเข้มงวดเพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัยของผู้ปฏิบัติงานและความเสถียรของผลการรักษา

มาตรการคุ้มครองความปลอดภัยสำหรับผู้ปฏิบัติงาน

โลหะดองทู่ทู่ประกอบด้วยกรดแก่ (กรดไนตริก, กรดไฮโดรฟลูออริก) และสารออกซิไดซ์ซึ่งมีฤทธิ์กัดกร่อนและระคายเคือง ผู้ประกอบการต้องใช้มาตรการป้องกันความปลอดภัยดังต่อไปนี้:

อุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล (PPE): สวมชุดโดยรวมที่ทนกรด- (ทำจากวัสดุนีโอพรีน) ถุงมือทนกรด- (ความหนามากกว่าหรือเท่ากับ 0.5 มม. ทำจากยางไนไตรล์) แว่นตากันสารเคมี (พร้อมฟังก์ชัน-ป้องกันหมอก) และหน้ากากป้องกันแก๊สพิษแบบครึ่ง- (มีตลับกรองก๊าซกรด เหมาะสำหรับ กรดไนตริกและไอกรดไฮโดรฟลูออริก) สำหรับการใช้งานที่มีไอกรดในปริมาณมาก ควรสวมหน้ากากป้องกันแก๊สพิษแบบเต็มหน้า-

ข้อมูลจำเพาะการดำเนินงาน: หลีกเลี่ยงการสัมผัสโดยตรงระหว่างผิวหนังกับส่วนผสม-หากส่วนผสมถูกกระเด็นบนผิวหนังโดยไม่ได้ตั้งใจ ให้ล้างออกด้วยน้ำปริมาณมากทันทีเป็นเวลา 15 นาทีขึ้นไป แล้วทาครีมปรับสภาพเป็นกลาง (เช่น ครีมแคลเซียมกลูโคเนตสำหรับการเผาไหม้ของกรดไฮโดรฟลูออริก) หากส่วนผสมกระเด็นเข้าตา ให้ล้างออกด้วยเครื่องล้างตาทันทีเป็นเวลา 20 นาทีขึ้นไป แล้วไปโรงพยาบาลเพื่อรับการรักษาทันที

ความปลอดภัยในสถานที่ทำงาน: ทำงานในโรงงานที่มีการระบายอากาศที่ดี- (ติดตั้งอุปกรณ์ไอเสียเชิงกลที่มีอัตราการแลกเปลี่ยนอากาศมากกว่าหรือเท่ากับ 8 ครั้ง/ชั่วโมง) เพื่อหลีกเลี่ยงการสะสมของหมอกกรด ติดตั้งป้ายเตือน (เช่น "พื้นที่กัดกร่อน ห้ามเข้า โดยไม่มีการป้องกัน") รอบๆ พื้นที่ปฏิบัติการ วางอุปกรณ์ฉุกเฉิน (เครื่องล้างตา ฝักบัวฉุกเฉิน น้ำยาปรับสภาพ) ไว้ภายในระยะ 10 เมตรจากพื้นที่ปฏิบัติการ และตรวจสอบความถูกต้องสัปดาห์ละครั้ง

ข้อกำหนดด้านการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมในกระบวนการบำบัด

กระบวนการดองกรดและกระบวนการทู่จะสร้างหมอกกรด น้ำเสีย และกากของเสีย ซึ่งจะต้องได้รับการบำบัดตามมาตรฐานการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมเพื่อหลีกเลี่ยงมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม:

การบำบัดด้วยหมอกกรด: ติดตั้งหอดูดซับหมอกกรด (ใช้สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่มีความเข้มข้น 10-15% เป็นตัวดูดซับ) ที่ช่องระบายไอเสียของโรงงาน ประสิทธิภาพการดูดซึมควรมากกว่าหรือเท่ากับ 95% และความเข้มข้นของหมอกกรดในก๊าซไอเสียควรเป็นไปตาม GB 16297 (หมอกกรดไนตริกน้อยกว่าหรือเท่ากับ 20 มก./ลบ.ม. หมอกกรดไฮโดรฟลูออริกน้อยกว่าหรือเท่ากับ 1 มก./ลบ.ม.)

การบำบัดน้ำเสีย: รวบรวมน้ำเสียที่ใช้ล้างและน้ำเสียที่เป็นกลางลงในถังบำบัดน้ำเสียโดยเฉพาะ กระบวนการบำบัดคือ: การทำให้เป็นกลาง (เติมปูนขาวเพื่อปรับ pH เป็น 7-8) → การตกตะกอน (เพิ่มโพลีอะลูมิเนียมคลอไรด์เพื่อกำจัดไอออนของโลหะหนัก) → การกรอง (ใช้ตัวกรองทรายควอทซ์) → การปล่อย คุณภาพน้ำที่ระบายออกควรเป็นไปตาม GB 8978 "มาตรฐานการปล่อยน้ำเสียแบบรวมด่วน (Cr³+ น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.5 มก./ลิตร, Ni²+ น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.1 มก./ลิตร, pH 6-9)

การบำบัดของเสีย: รวบรวมเพสต์ทู่สำหรับดองโลหะที่ไม่ได้ใช้หรือหมดอายุลงในถังพลาสติกที่ปิดสนิท (ทำเครื่องหมายด้วย "ขยะอันตราย") และมอบหมายให้บริษัทกำจัดของเสียอันตรายที่ผ่านการรับรองทำการบำบัด (ตามมาตรฐาน GB 18597 《มาตรฐานทั่วไปสำหรับการจัดเก็บของเสียอันตรายด่วน) อย่าผสมของเสียกับของเสียอื่นๆ (เช่น ขยะในครัวเรือน) เพื่อหลีกเลี่ยงปฏิกิริยาทางเคมีและอุบัติเหตุ

มาตรฐานการควบคุมคุณภาพสำหรับการดองด้วยกรดและการทู่

เพื่อให้มั่นใจในความเสถียรและความน่าเชื่อถือของเอฟเฟกต์การดองด้วยกรดและการทำให้ทู่ ควรใช้มาตรฐานการควบคุมคุณภาพต่อไปนี้:

มาตรฐานคุณภาพการดองด้วยกรด:

รูปร่าง: พื้นผิวเป็นสีขาวเงินสม่ำเสมอ ไม่มีเกล็ดออกไซด์ รอยเชื่อม คราบน้ำมัน หรือจุดสนิม ไม่เกิน-ปรากฏการณ์การดอง (เช่น รูพรุน สีไม่สม่ำเสมอ)

ความสะอาด: เช็ดพื้นผิวด้วยผ้าสะอาดสีขาว และไม่มีคราบดำหรือสีเปลี่ยนบนผ้า ปริมาณน้ำมันบนพื้นผิวน้อยกว่าหรือเท่ากับ 5 มก./ม.² (ทดสอบโดยวิธีน้ำหนักฟิล์มน้ำมัน)

ความแม่นยำของมิติ: สำหรับชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำ การเปลี่ยนแปลงขนาดหลังจากการดองควรน้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.01 มม. (ทดสอบด้วยไมโครมิเตอร์)

มาตรฐานคุณภาพทู่:

รูปร่าง: พื้นผิวเป็นสีขาวเงินหรือสีฟ้าอ่อนสม่ำเสมอ ไม่มีจุด สีที่แตกต่าง หรือการหลุดลอกของฟิล์มแบบพาสซีฟ

ความต้านทานการกัดกร่อน: การทดสอบสเปรย์เกลือเป็นกลาง (GB/T 10125) เป็นเวลา 48 ชั่วโมง ไม่เป็นสนิมหรือเป็นรูพรุน การทดสอบหยดคอปเปอร์ซัลเฟต (GB/T 4334.5) เป็นเวลา 5 นาที ไม่มีการตกตะกอนของทองแดงสีแดง

ความหนาของฟิล์มแบบพาสซีฟ: ความหนาของฟิล์ม Cr₂O₃ คือ 5-10 นาโนเมตร (ทดสอบโดย X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)

ความถี่การตรวจจับ: สำหรับการผลิตเป็นชุด การตรวจสอบตัวอย่างจะดำเนินการในอัตรา 5% (อย่างน้อย 3 ชิ้นต่อชุด) สำหรับชิ้นส่วนสำคัญ (เช่น ชิ้นส่วนการบินและอวกาศ อุปกรณ์ทางการแพทย์) ต้องมีการตรวจสอบเต็ม 100%

การใช้และการเก็บรักษาวางทู่โลหะดองอย่างถูกต้อง

การใช้และการเก็บรักษาเพสต์ทู่โลหะดองอย่างถูกต้องมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรับรองประสิทธิภาพและความปลอดภัย:

ใช้ข้อควรระวัง:

การตรวจสอบการหมดอายุ: ตรวจสอบวันที่ผลิตและอายุการเก็บรักษาบนฉลากผลิตภัณฑ์ก่อนใช้-เพสต์ที่ยังไม่เปิดมีอายุ 6 เดือน และเพสต์ที่เปิดแล้วควรใช้ให้หมดภายใน 1 เดือน หากวางเป็นชั้นหรือเป็นเค้ก จะไม่สามารถนำมาใช้ได้

การตรวจสอบความเข้ากันได้: ยืนยันว่าส่วนผสมเข้ากันได้กับเกรดสแตนเลส-เช่น อย่าใช้กรดไฮโดรฟลูออริกสูง- (กรดไฮโดรฟลูออริกมากกว่าหรือเท่ากับ 5%) กับสแตนเลส 304 เพื่อหลีกเลี่ยงการกัดกร่อน-มากเกินไป

หลีกเลี่ยงการผสม: ห้ามผสมกรดดองและพาสซีเวชั่นเพสต์ และห้ามผสมกับสารเคมีอื่นๆ (เช่น ด่าง สารรีดิวซ์) เพื่อหลีกเลี่ยงปฏิกิริยาเคมีที่รุนแรง (เช่น การเกิดก๊าซ การระเบิด)

ข้อกำหนดในการจัดเก็บ:

สิ่งแวดล้อม: เก็บในคลังสินค้าที่เย็น แห้ง และมีการระบายอากาศดี- โดยมีอุณหภูมิ 5-30 องศา และความชื้นสัมพัทธ์น้อยกว่าหรือเท่ากับ 70% หลีกเลี่ยงแสงแดดโดยตรงและใกล้กับแหล่งความร้อน (เช่น เครื่องทำความร้อน เตา)

ตำแหน่ง: วางส่วนผสมไว้ในชั้นจัดเก็บเฉพาะ (ทำจากพลาสติกหรือสแตนเลส) และเก็บให้ห่างจากสารอัลคาไลน์และอาหาร 1 เมตร ชั้นจัดเก็บควรมีเครื่องหมาย "สารกัดกร่อน" และ "ห้ามสูบบุหรี่"

การจัดการสินค้าคงคลัง: สร้างบัญชีสินค้าคงคลังเพื่อบันทึกปริมาณขาเข้าและขาออกและวันหมดอายุ และใช้หลักการ "เข้าก่อน- ออกก่อน" เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้หมดอายุ

สแตนเลสกรดดองทู่และทู่โลหะดอง

การดองด้วยกรดและการทำทู่ด้วยกรดสแตนเลสเป็นเทคโนโลยีการรักษาพื้นผิวที่สำคัญสองเทคโนโลยีซึ่งมีทิศทางการทำงานที่แตกต่างกัน การดองด้วยกรดจะเน้นที่ "การทำความสะอาดพื้นผิว" โดยการกำจัดเกล็ดออกไซด์และสิ่งสกปรก ในขณะที่การทำทู่จะเน้นที่ "การปกป้องพื้นผิว" โดยการสร้างฟิล์มพาสซีฟที่มีความหนาแน่นสูง ความแตกต่างดังกล่าวสะท้อนให้เห็นในกลไกทางเคมี (การละลายเทียบกับการออกซิเดชัน) การเปลี่ยนแปลงพื้นผิว (การปรับให้เหมาะสมทางสัณฐานวิทยาเทียบกับการเพิ่มองค์ประกอบ) และผลกระทบต่อความต้านทานการกัดกร่อน (การปรับปรุงทางอ้อมเทียบกับการปรับปรุงโดยตรง) เพสต์สำหรับการดองโลหะซึ่งเป็นวัสดุหลักในทั้งสองกระบวนการ มีองค์ประกอบและวิธีการใช้งานที่แตกต่างกัน-เพสต์การดองด้วยกรดมีความเข้มข้นของกรดสูงและมีความสามารถในการละลายสูง ในขณะที่เพสต์ทู่มีความเข้มข้นของออกซิแดนท์สูงและ-มีประสิทธิภาพในการขึ้นรูปฟิล์มที่ดี

ในการใช้งานจริง การเลือกกระบวนการและเพสต์ควรขึ้นอยู่กับลักษณะของอุตสาหกรรม (ปิโตรเคมี อาหาร การบินและอวกาศ การแพทย์) และสถานะของชิ้นงาน (ชิ้นส่วนเชื่อม ชิ้นส่วน-รีดเย็น) ในเวลาเดียวกัน ต้องมีการป้องกันความปลอดภัยที่เข้มงวด (อุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล การระบายอากาศในที่ทำงาน) และการควบคุมคุณภาพ (การตรวจสอบรูปลักษณ์ การทดสอบความต้านทานการกัดกร่อน) เพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัยของผู้ปฏิบัติงานและเสถียรภาพของผลการรักษา

ด้วยข้อกำหนดที่เพิ่มขึ้นสำหรับการปกป้องสิ่งแวดล้อมและประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ ทิศทางการพัฒนาในอนาคตของครีมพาสซีฟสำหรับดองโลหะจะเป็น "สีเขียว ประสิทธิภาพสูง- และใช้งานได้จริง"-เช่น การพัฒนาพาสซีฟสำหรับการทำทู่แบบอิสระของโครเมียม- (เพื่อหลีกเลี่ยงมลภาวะ Cr⁶+), ครีมสำหรับดองที่เป็นกรด-ต่ำ (เพื่อลดการปล่อยหมอกของกรด) และครีมอัจฉริยะ (ด้วย-อัตราการเกิดปฏิกิริยาที่ควบคุมตนเอง) นวัตกรรมเหล่านี้จะส่งเสริมการพัฒนาเทคโนโลยีการรักษาพื้นผิวเหล็กกล้าไร้สนิม และขยายขอบเขตการใช้งานเหล็กกล้าไร้สนิมในสาขาระดับสูง-มากขึ้น