Hierdie tweedelige artikel som die kernpunte van die artikel oor elektropolering op en gee 'n voorskou van Tverberg se aanbieding by InterPhex later hierdie maand. Vandag, in Deel 1, sal ons die belangrikheid van elektropolering van vlekvrye staalpype, elektropoleringstegnieke en analitiese metodes bespreek. In die tweede deel bied ons die nuutste navorsing oor gepassiveerde meganies gepoleerde vlekvrye staalpype aan.
Deel 1: Elektrogepoleerde vlekvrye staalbuise Die farmaseutiese en halfgeleiernywerhede benodig 'n groot aantal elektrogepoleerde vlekvrye staalbuise. In beide gevalle is 316L vlekvrye staal die voorkeurlegering. Vlekvrye staallegerings met 6% molibdeen word soms gebruik; legerings C-22 en C-276 is belangrik vir halfgeleiervervaardigers, veral wanneer gasvormige soutsuur as etsmiddel gebruik word.
Karakteriseer maklik oppervlakdefekte wat andersins gemasker sou word in die doolhof van oppervlakanomalieë wat in meer algemene materiale voorkom.
Die chemiese traagheid van die passiveringslaag is te wyte aan die feit dat beide chroom en yster in die 3+ oksidasietoestand is, en nie nulvalente metale is nie. Meganies gepoleerde oppervlaktes het 'n hoë inhoud van vrye yster in die film behou, selfs na langdurige termiese passivering met salpetersuur. Hierdie faktor alleen gee elektrogepoleerde oppervlaktes 'n groot voordeel in terme van langtermynstabiliteit.
Nog 'n belangrike verskil tussen die twee oppervlaktes is die teenwoordigheid (in meganies gepoleerde oppervlaktes) of afwesigheid (in elektrogepoleerde oppervlaktes) van legeringselemente. Meganies gepoleerde oppervlaktes behou die hooflegeringssamestelling met min verlies van ander legeringselemente, terwyl elektrogepoleerde oppervlaktes meestal slegs chroom en yster bevat.
Maak van elektrogepoleerde pype Om 'n gladde elektrogepoleerde oppervlak te kry, moet jy met 'n gladde oppervlak begin. Dit beteken dat ons begin met baie hoë kwaliteit staal, vervaardig vir optimale sweisbaarheid. Beheer is nodig wanneer swael, silikon, mangaan en deoksiderende elemente soos aluminium, titanium, kalsium, magnesium en delta-ferriet gesmelt word. Die strook moet hittebehandel word om enige sekondêre fases wat tydens smeltstolling of tydens hoëtemperatuurverwerking gevorm kan word, op te los.
Daarbenewens is die tipe streepafwerking die belangrikste. ASTM A-480 lys drie kommersieel beskikbare koue strook-oppervlakafwerkings: 2D (luggegloei, gepekel en stompgerol), 2B (luggegloei, gerolgepekel en gerolgepoleer), en 2BA (heldergegloei en skildgepoleer). (Atmosfeer). rolle).
Profielering, sweiswerk en kraalverstelling moet noukeurig beheer word om die rondste moontlike buis te verkry. Na polering sal selfs die geringste ondersnyding van die sweislas of 'n plat lyn van die kraal sigbaar wees. Daarbenewens sal spore van rol, rolpatrone van sweislasse en enige meganiese skade aan die oppervlak na elektropolering duidelik wees.
Na hittebehandeling moet die binnediameter van die pyp meganies gepoleer word om oppervlakdefekte wat tydens die vorming van die strook en pyp gevorm is, uit te skakel. In hierdie stadium word die keuse van die streepafwerking krities. As die vou te diep is, moet meer metaal van die oppervlak van die binnediameter van die buis verwyder word om 'n gladde buis te verkry. As die ruheid vlak of afwesig is, hoef minder metaal verwyder te word. Die beste elektrogepoleerde afwerking, tipies in die 5 mikro-duim-reeks of gladder, word verkry deur longitudinale bandpolering van die buise. Hierdie tipe polering verwyder die meeste van die metaal van die oppervlak, tipies in die 0.001 duim-reeks, waardeur korrelgrense, oppervlakonvolmaakthede en gevormde defekte verwyder word. Wervelpolering verwyder minder materiaal, skep 'n "troebel" oppervlak en lewer tipies 'n hoër Ra (gemiddelde oppervlakruheid) in die 10-15 mikro-duim-reeks.
Elektropolering Elektropolering is bloot 'n omgekeerde bedekking. 'n Elektropoleringsoplossing word oor die binnediameter van die buis gepomp terwyl die katode deur die buis getrek word. Die metaal word verkieslik van die hoogste punte op die oppervlak verwyder. Die proses "hoop" om die katode te galvaniseer met metaal wat van binne die buis (d.w.s. die anode) oplos. Dit is belangrik om die elektrochemie te beheer om katodiese bedekking te voorkom en die korrekte valensie vir elke ioon te handhaaf.
Tydens elektropolering word suurstof op die oppervlak van die anode of vlekvrye staal gevorm, en waterstof word op die oppervlak van die katode gevorm. Suurstof is 'n sleutelbestanddeel in die skep van die spesiale eienskappe van elektrogepoleerde oppervlaktes, beide om die diepte van die passiveringslaag te verhoog en om 'n ware passiveringslaag te skep.
Elektropolering vind plaas onder die sogenaamde "Jacquet"-laag, wat 'n gepolimeriseerde nikkelsulfiet is. Enigiets wat die vorming van die Jacquet-laag belemmer, sal lei tot 'n defekte elektropoleerde oppervlak. Dit is gewoonlik 'n ioon, soos chloried of nitraat, wat die vorming van nikkelsulfiet voorkom. Ander interfererende stowwe is silikoonolies, vette, wasse en ander langkettingkoolwaterstowwe.
Na elektropolering is die buise met water gewas en addisioneel in warm salpetersuur gepassiveer. Hierdie addisionele passivering is nodig om enige oorblywende nikkelsulfiet te verwyder en die oppervlakchroom-tot-yster-verhouding te verbeter. Daaropvolgende gepassiveerde buise is met proseswater gewas, in warm gedeïoniseerde water geplaas, gedroog en verpak. Indien skoonkamerverpakking benodig word, word die buise addisioneel in gedeïoniseerde water afgespoel totdat die gespesifiseerde geleidingsvermoë bereik is, en dan met warm stikstof gedroog voor verpakking.
Die mees algemene metodes vir die analise van elektrogepoleerde oppervlaktes is Auger-elektronspektroskopie (AES) en X-straal-fotoelektronspektroskopie (XPS) (ook bekend as chemiese analise-elektronspektroskopie). AES gebruik elektrone wat naby die oppervlak gegenereer word om 'n spesifieke sein vir elke element te genereer, wat 'n verspreiding van elemente met diepte gee. XPS gebruik sagte X-strale wat bindingsspektra skep, wat molekulêre spesies toelaat om volgens oksidasietoestand onderskei te word.
'n Oppervlakruheidwaarde met 'n oppervlakprofiel soortgelyk aan die oppervlakvoorkoms beteken nie dieselfde oppervlakvoorkoms nie. Die meeste moderne profieleerders kan baie verskillende oppervlakruheidwaardes rapporteer, insluitend Rq (ook bekend as RMS), Ra, Rt (maksimum verskil tussen minimum trog en maksimum piek), Rz (gemiddelde maksimum profielhoogte), en verskeie ander waardes. Hierdie uitdrukkings is verkry as gevolg van verskeie berekeninge met behulp van 'n enkele deurgang om die oppervlak met 'n diamantpen. In hierdie omleiding word 'n deel genaamd "afsnyding" elektronies gekies en berekeninge is gebaseer op hierdie deel.
Oppervlaktes kan beter beskryf word deur kombinasies van verskillende ontwerpwaardes soos Ra en Rt te gebruik, maar daar is geen enkele funksie wat tussen twee verskillende oppervlaktes met dieselfde Ra-waarde kan onderskei nie. ASME publiseer die ASME B46.1-standaard, wat die betekenis van elke berekeningsfunksie definieer.
Vir meer inligting kontak: John Tverberg, Trent Tube, 2015 Energy Dr., Posbus 77, East Troy, WI 53120. Telefoon: 262-642-8210.