Olete kontrollinud, et osad on toodetud vastavalt spetsifikatsioonidele. Nüüd veenduge, et võtate meetmeid nende osade kaitsmiseks keskkonnas, mida teie kliendid ootavad. #base
Passiveerimine on endiselt oluline samm roostevabast terasest valmistatud osade ja sõlmede korrosioonikindluse maksimeerimisel. See võib olla määravaks teguriks rahuldava jõudluse ja enneaegse rikke vahel. Vale passiveerimine võib põhjustada korrosiooni.
Passiveerimine on järeltöötlusmeetod, mis maksimeerib tooriku valmistamiseks kasutatavate roostevabast terasest sulamite loomulikku korrosioonikindlust. See ei ole katlakivi eemaldamine ega värvimine.
Passiveerimise täpse mehhanismi osas puudub üksmeel. Kuid on kindlalt teada, et passiveeritud roostevaba terase pinnal on kaitsev oksiidkiht. See nähtamatu kiht on väidetavalt äärmiselt õhuke, vähem kui 0,0000001 tolli paksune, mis on umbes 1/100 000 inimese juuksekarva paksusest!
Puhas, värskelt töödeldud, poleeritud või marineeritud roostevabast terasest detail omandab atmosfäärihapnikuga kokkupuutel automaatselt selle oksiidikihi. Ideaalsetes tingimustes katab see kaitsev oksiidikiht täielikult kõik detaili pinnad.
Praktikas võivad aga töötlemise ajal roostevabast terasest detailide pinnale sattuda saasteained, näiteks tehase mustus või lõikeriistadelt pärit rauaosakesed. Kui neid võõrkehi ei eemaldata, võivad need vähendada algse kaitsekile tõhusust.
Töötlemise käigus võivad tööriistast eemalduda vaba raua jäljed, mis kanduvad roostevabast terasest tooriku pinnale. Mõnel juhul võib detailile tekkida õhuke roostekiht. Tegelikult on see tööriistaterase, mitte põhimetalli korrosioon. Mõnikord võivad lõikeriistadest või nende korrosioonisaadustest pärinevad praod detaili ennast söövitada.
Samamoodi võivad detaili pinnale kleepuda väikesed raudmetallurgilise mustuse osakesed. Kuigi metall võib valmis kujul läikiv tunduda, võivad nähtamatud vaba raua osakesed pärast õhuga kokkupuudet põhjustada pinna roostetamist.
Probleemiks võivad olla ka paljastunud sulfiidid. Neid saadakse roostevabale terasele väävli lisamisega, et parandada töödeldavust. Sulfiidid suurendavad sulami võimet moodustada töötlemise ajal laaste, mida saab lõikeriistalt täielikult eemaldada. Kui detaile ei passiveerita korralikult, võivad sulfiidid muutuda tööstustoodete pinnakorrosiooni lähtepunktiks.
Mõlemal juhul on passiveerimine vajalik roostevaba terase loomuliku korrosioonikindluse maksimeerimiseks. See eemaldab pinna saasteained, näiteks rauaosakesed ja lõikeriistade rauaosakesed, mis võivad moodustada roostet või saada korrosiooni lähtepunktiks. Passiveerimine eemaldab ka sulfiidid, mida leidub lahtise lõikega roostevaba terase sulamite pinnal.
Parima korrosioonikindluse tagab kaheastmeline protseduur: 1. Puhastamine, peamine protseduur, kuid mõnikord unarusse jäetud 2. Happevann või passiveerimine.
Puhastamine peaks alati olema prioriteet. Pinnad tuleb optimaalse korrosioonikindluse tagamiseks põhjalikult puhastada rasvast, jahutusvedelikust ja muust prahist. Töötlemisprahti või muud tehase mustust saab detaililt õrnalt pühkida. Tööstusõlide või jahutusvedelike eemaldamiseks võib kasutada kaubanduslikke rasvaeemaldajaid või puhastusvahendeid. Võõrkehad, näiteks termilised oksiidid, võivad vaja minna eemaldada selliste meetoditega nagu lihvimine või peitsimine.
Mõnikord võib masinaoperaator põhipuhastuse vahele jätta, uskudes ekslikult, et puhastamine ja passiivimine toimuvad samaaegselt, kastes õlitatud detaili lihtsalt happevanni. Seda ei juhtu. Seevastu saastunud määre reageerib happega, moodustades õhumulle. Need mullid kogunevad töödeldava detaili pinnale ja takistavad passiiveerimist.
Veelgi hullem on see, et passiivimislahuste saastumine, mis mõnikord sisaldavad suures kontsentratsioonis kloriide, võib põhjustada „välgatuse“. Erinevalt soovitud oksiidkile tekitamisest läikiva, puhta ja korrosioonikindla pinnaga võib välksöövitus põhjustada pinna tugevat söövitust või mustumist – pinna halvenemist, mille optimeerimiseks passiivimine on loodud.
Martensiitsest roostevabast terasest osad [magnetilised, mõõdukalt korrosioonikindlad, voolavuspiiriga kuni umbes 280 tuhat psi (1930 MPa)] karastatakse kõrgel temperatuuril ja seejärel lõõmutatakse soovitud kõvaduse ja mehaaniliste omaduste saavutamiseks. Sademetega karastatud sulameid (millel on parem tugevus ja korrosioonikindlus kui martensiitsetel klassidel) saab lahusega töödelda, osaliselt freesida, madalamal temperatuuril vanandada ja seejärel viimistleda.
Sellisel juhul tuleb detail enne kuumtöötlust põhjalikult puhastada rasvaeemaldaja või puhastusvahendiga, et eemaldada kõik lõikevedeliku jäljed. Vastasel juhul võib detailile jäänud jahutusvedelik põhjustada liigset oksüdeerumist. See seisund võib põhjustada mõlkide teket väiksematele detailidele pärast katlakivi eemaldamist happe või abrasiivsete meetoditega. Kui jahutusvedelikku jäetakse läikivatele karastatud detailidele, näiteks vaakumahju või kaitsvasse atmosfääri, võib tekkida pinna karastamine, mille tulemuseks on korrosioonikindluse vähenemine.
Pärast põhjalikku puhastamist võib roostevabast terasest detaile kasta passiivhappevanni. Kasutada saab ükskõik millist kolmest meetodist – passiivimine lämmastikhappega, passiivimine lämmastikhappega naatriumdikromaadiga ja passiivimine sidrunhappega. Kasutatav meetod sõltub roostevaba terase klassist ja ettenähtud vastuvõtukriteeriumidest.
Korrosioonikindlamaid nikkel-kroomklasse saab passiivida 20% (v/v) lämmastikhappe vannis (joonis 1). Nagu tabelis näidatud, saab vähem vastupidavaid roostevabasid teraseid passiivida, lisades lämmastikhappe vanni naatriumdikromaati, et muuta lahus oksüdeerivamaks ja moodustada metalli pinnale passiivkile. Teine võimalus lämmastikhappe asendamiseks naatriumkromaadiga on suurendada lämmastikhappe kontsentratsiooni 50 mahuprotsendini. Nii naatriumdikromaadi lisamine kui ka lämmastikhappe suurem kontsentratsioon vähendavad soovimatu sähvatuse tõenäosust.
Töödeldavate roostevabade teraste passivatsiooniprotseduur (näidatud ka joonisel 1) erineb veidi mittetöödeldavate roostevabade teraste protseduurist. Selle põhjuseks on asjaolu, et lämmastikhappevannis passivatsiooni käigus eemaldatakse osa või kõik töödeldavad väävlit sisaldavad sulfiidid, mis tekitab töödeldava detaili pinnale mikroskoopilisi ebaühtlusi.
Isegi tavaliselt efektiivne veega pesemine võib pärast passiveerimist nendesse katkestustesse jätta jääkhappe. Kui see hape ei neutraliseerita ega eemaldata, ründab see detaili pinda.
Lihtsalt töödeldava roostevaba terase tõhusaks passivatsiooniks on Carpenter välja töötanud AAA (leeliseline-happeline-leeliseline) protsessi, mis neutraliseerib jääkhappe. Selle passivatsioonimeetodi saab läbi viia vähem kui 2 tunniga. Siin on samm-sammult protsess:
Pärast rasvaärastust leotage osi 5% naatriumhüdroksiidi lahuses temperatuuril 71–82 °C 30 minutit. Seejärel loputage osi põhjalikult veega. Seejärel kastke detail 30 minutiks 20% (v/v) lämmastikhappe lahusesse, mis sisaldab 22 g/l naatriumdikromaati temperatuuril 49–60 °C. ) Pärast detaili vannist väljavõtmist loputage seda veega ja seejärel kastke 30 minutiks naatriumhüdroksiidi lahusesse. Loputage detaili uuesti veega ja kuivatage, lõpetades AAA meetodi.
Sidrunhappe passivatsioon on muutumas üha populaarsemaks tootjate seas, kes soovivad vältida mineraalhapete või naatriumdikromaati sisaldavate lahuste kasutamist, samuti nende kasutamisega seotud jäätmekäitlusprobleeme ja suurenenud ohutusprobleeme. Sidrunhapet peetakse igas mõttes keskkonnasõbralikuks.
Kuigi sidrunhappe passivatsioon pakub atraktiivseid keskkonnaalaseid eeliseid, võivad kauplused, kus anorgaanilise happe passivatsiooniga on edu saavutatud ja kellel pole ohutusprobleeme, jätkata sama põhimõtet. Kui neil kasutajatel on puhas töökoda, seadmed on heas seisukorras ja puhtad, jahutusvedelik on vaba tehase rauasisaldustest ja protsess annab häid tulemusi, ei pruugi muutusteks olla tegelikku vajadust.
Sidrunhappevannis passivatsiooni on leitud olevat kasulik paljude roostevabade teraste puhul, sealhulgas mitmete erinevate roostevaba terase klasside puhul, nagu on näidatud joonisel 2. Mugavuse huvides hõlmab joonis 2.1 traditsioonilist lämmastikhappega passivatsiooni meetodit. Pange tähele, et vanad lämmastikhappe koostised on väljendatud mahuprotsentides, samas kui uued sidrunhappe kontsentratsioonid on väljendatud massiprotsentides. Oluline on märkida, et nende protseduuride läbiviimisel on ülalkirjeldatud „vilkumise“ vältimiseks kriitilise tähtsusega leotusaja, vanni temperatuuri ja kontsentratsiooni hoolikas tasakaal.
Passiveerimine varieerub sõltuvalt kroomi sisaldusest ja iga sordi töötlemisomadustest. Pange tähele protsessi 1 või protsessi 2 veerge. Nagu joonisel 3 näidatud, on protsessil 1 vähem samme kui protsessil 2.
Laborikatsed on näidanud, et sidrunhappe passiivimisprotsess on keemisohtlikum kui lämmastikhappe protsess. Sellele kaasaaitavate tegurite hulka kuuluvad liiga kõrge vanni temperatuur, liiga pikk leotusaeg ja vanni saastumine. Sidrunhappe baasil valmistatud tooted, mis sisaldavad korrosiooni inhibiitoreid ja muid lisandeid, näiteks märgavaid aineid, on kaubanduslikult saadaval ja väidetavalt vähendavad „äkilise korrosiooni“ vastuvõtlikkust.
Passiveerimismeetodi lõplik valik sõltub kliendi seatud vastuvõtukriteeriumidest. Üksikasju vt standardist ASTM A967. Sellele pääseb ligi aadressil www.astm.org.
Passiivitud osade pinna hindamiseks tehakse sageli katseid. Küsimus, millele tuleb vastata, on järgmine: „Kas passiivimine eemaldab vaba raua ja optimeerib sulamite korrosioonikindlust automaatseks lõikamiseks?“
On oluline, et testimismeetod sobiks hinnatava klassiga. Liiga ranged testid ei läbi absoluutselt häid materjale, samas kui liiga nõrgad testid läbivad mitterahuldavad osad.
PH-klassi ja kergesti töödeldavaid 400-seeria roostevabasid teraseid on kõige parem hinnata kambris, mis suudab hoida 100% niiskust (proov on märg) 24 tunni jooksul temperatuuril 35 °C. Ristlõige on sageli kõige kriitilisem pind, eriti vabalt lõigatavate teraste puhul. Üks põhjus on see, et sulfiidi tõmmatakse masina suunas üle selle pinna.
Kriitilised pinnad tuleks asetada ülespoole, kuid vertikaali suhtes 15–20-kraadise nurga all, et niiskus saaks kaduda. Korralikult passiveeritud materjal ei roosteta peaaegu üldse, kuigi sellele võivad tekkida väikesed laigud.
Austeniitse roostevaba terase klasse saab hinnata ka niiskuskatse abil. Selles katses peaksid proovi pinnal olema veepiisad, mis viitavad vaba raua olemasolule rooste olemasolu tõttu.
Tavaliselt kasutatavate automaatsete ja käsitsi roostevabade teraste passiveerimisprotseduurid sidrunhappe- või lämmastikhappe lahustes nõuavad erinevaid protsesse. Alloleval joonisel 3 on toodud protsessi valiku üksikasjad.
(a) Reguleerige pH-d naatriumhüdroksiidiga. (b) Vt joonis 3(c) Na2Cr2O7 on 22 g/l (3 oz/gal) naatriumdikromaati 20% lämmastikhappes. Selle segu alternatiiviks on 50% lämmastikhape ilma naatriumdikromaadita.
Kiirem lähenemisviis on kasutada standardit ASTM A380, mis on roostevabast terasest osade, seadmete ja süsteemide puhastamise, katlakivi eemaldamise ja passivatsiooni standardpraktika. Katse hõlmab detaili pühkimist vasksulfaadi/väävelhappe lahusega, selle 6-minutilist märgana hoidmist ja vasekihi jälgimist. Teise võimalusena võib detaili 6 minutiks lahusesse kasta. Kui raud lahustub, toimub vasekiht. See test ei kehti toiduainete töötlemise osade pindade kohta. Samuti ei tohiks seda kasutada 400-seeria martensiitterastel ega madala kroomisisaldusega feriitterastel, kuna võivad tekkida valepositiivsed tulemused.
Varem on passiivitud proovide hindamiseks kasutatud ka 5% soolalahuse testi temperatuuril 35 °C. See test on mõnede kultivaride puhul liiga range ja üldiselt ei ole passiiveerimise efektiivsuse kinnitamiseks vajalik.
Vältige liigsete kloriidide kasutamist, mis võivad põhjustada ohtlikke ägenemisi. Kasutage võimaluse korral ainult kvaliteetset vett, mille kloriidisisaldus on alla 50 miljondikosa (ppm). Tavaliselt piisab kraaniveest ja mõnel juhul talub see kuni mitusada miljondikosa kloriide.
Vanni regulaarselt vahetamine on oluline, et mitte kaotada passiveerimispotentsiaali, mis võib põhjustada pikselööke ja osade kahjustumist. Vanni tuleb hoida õigel temperatuuril, kuna kontrollimatud temperatuurid võivad põhjustada lokaalset korrosiooni.
Suurte tootmispartiide puhul on oluline järgida väga täpset lahuse vahetamise ajakava, et minimeerida saastumise võimalust. Vanni efektiivsuse testimiseks kasutati kontrollproovi. Kui proov on rünnatud, on aeg vann välja vahetada.
Pange tähele, et mõned masinad toodavad ainult roostevaba terast; kasutage roostevaba terase lõikamiseks sama eelistatud jahutusvedelikku, välistades kõik muud metallid.
DO-raami osad töödeldakse eraldi, et vältida metallidevahelist kokkupuudet. See on eriti oluline roostevaba terase vaba töötlemise puhul, kuna sulfiidikorrosiooniproduktide hajutamiseks ja happetaskute tekkimise vältimiseks on vaja kergesti voolavaid passiivimis- ja loputuslahuseid.
Ärge passiveerige karastatud või nitriiditud roostevabast terasest detaile. Sel viisil töödeldud detailide korrosioonikindlus võib väheneda sedavõrd, et need võivad passiveerimisvannis kahjustuda.
Ärge kasutage mustmetallist tööriistu töökojas, mis pole eriti puhtad. Teraskildude vältimiseks kasutage kõvasulamitest või keraamilistest tööriistadest valmistatud tööriistu.
Pidage meeles, et passiivvannis võib tekkida korrosioon, kui detaili pole korralikult kuumtöödeldud. Kõrge süsiniku- ja kroomisisaldusega martensiitsed klassid tuleb korrosioonikindluse tagamiseks karastada.
Passiveerimine viiakse tavaliselt läbi pärast järgnevat karastamist temperatuuridel, mis säilitavad korrosioonikindluse.
Ärge unustage lämmastikhappe kontsentratsiooni passiivimisvannis. Seda tuleks perioodiliselt kontrollida Carpenteri soovitatud lihtsa tiitrimisprotseduuri abil. Ärge passiveerige korraga rohkem kui ühte roostevaba terast. See hoiab ära kuluka segaduse ja galvaanilised reaktsioonid.
Autorite kohta: Terry A. DeBold on roostevaba terase sulamite teadus- ja arendusspetsialist ning James W. Martin on varraste metallurgia spetsialist ettevõttes Carpenter Technology Corp.(Reading, Pennsylvania).
Kui palju see maksab? Kui palju ruumi ma vajan? Milliste keskkonnaprobleemidega ma silmitsi seisan? Kui järsk on õppimiskõver? Mis täpselt on anodeerimine? Allpool on vastused meistrite esialgsetele küsimustele sisemuse anodeerimise kohta.
Tsentrita lihvimisprotsessi järjepidevate ja kvaliteetsete tulemuste saavutamiseks on vaja põhiteadmisi. Enamik tsentrita lihvimisega seotud rakendusprobleeme tulenevad põhitõdede mittemõistmisest. See artikkel selgitab, miks tsentrita protsess toimib ja kuidas seda oma töökojas kõige tõhusamalt kasutada.