यह दो भागों वाला लेख इलेक्ट्रोपॉलिशिंग पर लिखे गए लेख के मुख्य बिंदुओं का सारांश प्रस्तुत करता है और इस महीने के अंत में इंटरफेक्स में ट्वेरबर्ग द्वारा दी जाने वाली प्रस्तुति का पूर्वावलोकन भी देता है। आज, भाग 1 में, हम स्टेनलेस स्टील पाइपों की इलेक्ट्रोपॉलिशिंग के महत्व, इलेक्ट्रोपॉलिशिंग तकनीकों और विश्लेषणात्मक विधियों पर चर्चा करेंगे। दूसरे भाग में, हम पैसिवेटेड मैकेनिकली पॉलिश किए गए स्टेनलेस स्टील पाइपों पर नवीनतम शोध प्रस्तुत करेंगे।
भाग 1: इलेक्ट्रोपॉलिश किए गए स्टेनलेस स्टील ट्यूब। दवा और सेमीकंडक्टर उद्योगों को बड़ी संख्या में इलेक्ट्रोपॉलिश किए गए स्टेनलेस स्टील ट्यूबों की आवश्यकता होती है। दोनों ही मामलों में, 316L स्टेनलेस स्टील पसंदीदा मिश्र धातु है। 6% मोलिब्डेनम वाले स्टेनलेस स्टील मिश्र धातुओं का भी कभी-कभी उपयोग किया जाता है; C-22 और C-276 मिश्र धातुएं सेमीकंडक्टर निर्माताओं के लिए महत्वपूर्ण हैं, विशेष रूप से जब गैसीय हाइड्रोक्लोरिक एसिड का उपयोग एचेंट के रूप में किया जाता है।
सतह पर मौजूद उन दोषों को आसानी से पहचाना जा सकता है जो अन्यथा अधिक सामान्य सामग्रियों में पाई जाने वाली सतह की असामान्यताओं के जाल में छिपे रहते हैं।
निष्क्रिय करने वाली परत की रासायनिक निष्क्रियता इस तथ्य के कारण है कि क्रोमियम और लोहा दोनों 3+ ऑक्सीकरण अवस्था में हैं, और शून्यसंयोजक धातु नहीं हैं। यांत्रिक रूप से पॉलिश की गई सतहों में नाइट्रिक एसिड के साथ लंबे समय तक तापीय निष्क्रियता के बाद भी फिल्म में मुक्त लोहे की उच्च मात्रा बनी रहती है। यह कारक अकेले ही विद्युत पॉलिश की गई सतहों को दीर्घकालिक स्थिरता के मामले में एक बड़ा लाभ प्रदान करता है।
दोनों सतहों के बीच एक और महत्वपूर्ण अंतर मिश्रधातु तत्वों की उपस्थिति (यांत्रिक रूप से पॉलिश की गई सतहों में) या अनुपस्थिति (इलेक्ट्रोपॉलिश की गई सतहों में) है। यांत्रिक रूप से पॉलिश की गई सतहें अन्य मिश्रधातु तत्वों के बहुत कम नुकसान के साथ मुख्य मिश्रधातु संरचना को बरकरार रखती हैं, जबकि इलेक्ट्रोपॉलिश की गई सतहों में मुख्य रूप से केवल क्रोमियम और लोहा ही मौजूद होते हैं।
इलेक्ट्रोपॉलिश किए गए पाइप बनाना: एक चिकनी इलेक्ट्रोपॉलिश सतह प्राप्त करने के लिए, आपको एक चिकनी सतह से शुरुआत करनी होगी। इसका मतलब है कि हम बेहतरीन वेल्डिंग क्षमता के लिए निर्मित उच्च गुणवत्ता वाले स्टील से शुरुआत करते हैं। सल्फर, सिलिकॉन, मैंगनीज और एल्युमीनियम, टाइटेनियम, कैल्शियम, मैग्नीशियम और डेल्टा फेराइट जैसे डीऑक्सीडाइजिंग तत्वों को पिघलाते समय नियंत्रण आवश्यक है। पिघलने के दौरान या उच्च तापमान प्रसंस्करण के दौरान बनने वाले किसी भी द्वितीयक चरण को घोलने के लिए स्ट्रिप को ऊष्मा उपचारित किया जाना चाहिए।
इसके अलावा, स्ट्राइप फिनिश का प्रकार सबसे महत्वपूर्ण है। ASTM A-480 में व्यावसायिक रूप से उपलब्ध तीन कोल्ड स्ट्रिप सरफेस फिनिश सूचीबद्ध हैं: 2D (एयर एनील्ड, पिकल और ब्लंट रोल्ड), 2B (एयर एनील्ड, रोल पिकल और रोल पॉलिश), और 2BA (ब्राइट एनील्ड और शील्ड पॉलिश)।
सबसे गोल ट्यूब प्राप्त करने के लिए प्रोफाइलिंग, वेल्डिंग और बीड एडजस्टमेंट को सावधानीपूर्वक नियंत्रित करना आवश्यक है। पॉलिश करने के बाद, वेल्ड का हल्का सा भी कटाव या बीड की सपाट रेखा भी दिखाई देगी। इसके अलावा, इलेक्ट्रोपॉलिशिंग के बाद, रोलिंग के निशान, वेल्ड के रोलिंग पैटर्न और सतह पर किसी भी प्रकार की यांत्रिक क्षति स्पष्ट रूप से दिखाई देगी।
ऊष्मा उपचार के बाद, पाइप के भीतरी व्यास को यांत्रिक रूप से पॉलिश करना आवश्यक है ताकि स्ट्रिप और पाइप के निर्माण के दौरान बने सतही दोषों को दूर किया जा सके। इस चरण में, स्ट्रिप फिनिश का चुनाव महत्वपूर्ण हो जाता है। यदि मोड़ बहुत गहरा है, तो एक चिकनी ट्यूब प्राप्त करने के लिए ट्यूब के भीतरी व्यास की सतह से अधिक धातु हटानी होगी। यदि खुरदरापन कम है या बिल्कुल नहीं है, तो कम धातु हटाने की आवश्यकता होती है। सबसे अच्छी इलेक्ट्रोपॉलिश फिनिश, जो आमतौर पर 5 माइक्रोइंच या उससे अधिक चिकनी होती है, ट्यूबों की अनुदैर्ध्य बैंड पॉलिशिंग द्वारा प्राप्त की जाती है। इस प्रकार की पॉलिशिंग सतह से अधिकांश धातु को हटा देती है, आमतौर पर 0.001 इंच की सीमा में, जिससे कण सीमाओं, सतही खामियों और बने हुए दोषों को दूर किया जा सकता है। व्हर्लिंग पॉलिशिंग कम सामग्री हटाती है, एक "धुंधली" सतह बनाती है, और आमतौर पर 10-15 माइक्रोइंच की सीमा में उच्च Ra (औसत सतह खुरदरापन) उत्पन्न करती है।
इलेक्ट्रोपॉलिशिंग एक प्रकार की विपरीत कोटिंग है। इलेक्ट्रोपॉलिशिंग घोल को ट्यूब के भीतरी व्यास पर पंप किया जाता है, जबकि कैथोड को ट्यूब के माध्यम से खींचा जाता है। धातु को सतह के सबसे ऊंचे बिंदुओं से हटाना बेहतर होता है। इस प्रक्रिया का उद्देश्य ट्यूब के अंदर से घुलने वाली धातु (यानी, एनोड) से कैथोड को गैल्वनाइज करना है। कैथोडिक कोटिंग को रोकने और प्रत्येक आयन के लिए सही वैलेंसी बनाए रखने के लिए इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री को नियंत्रित करना महत्वपूर्ण है।
इलेक्ट्रोपॉलिशिंग के दौरान, एनोड या स्टेनलेस स्टील की सतह पर ऑक्सीजन और कैथोड की सतह पर हाइड्रोजन बनती है। ऑक्सीजन इलेक्ट्रोपॉलिश की गई सतहों के विशेष गुणों को विकसित करने में एक महत्वपूर्ण घटक है, जो निष्क्रियता परत की गहराई बढ़ाने और एक वास्तविक निष्क्रियता परत बनाने में सहायक होता है।
इलेक्ट्रोपॉलिशिंग तथाकथित "जैकेट" परत के नीचे होती है, जो पॉलीमराइज़्ड निकेल सल्फाइट है। जैकेट परत के निर्माण में बाधा डालने वाली कोई भी चीज़ इलेक्ट्रोपॉलिश की गई सतह को दोषपूर्ण बना देगी। यह आमतौर पर क्लोराइड या नाइट्रेट जैसे आयन होते हैं, जो निकेल सल्फाइट के निर्माण को रोकते हैं। अन्य बाधक पदार्थ सिलिकॉन तेल, ग्रीस, मोम और अन्य लंबी श्रृंखला वाले हाइड्रोकार्बन हैं।
इलेक्ट्रोपॉलिशिंग के बाद, ट्यूबों को पानी से धोया गया और गर्म नाइट्रिक एसिड में अतिरिक्त रूप से निष्क्रिय किया गया। यह अतिरिक्त निष्क्रियता अवशिष्ट निकल सल्फाइट को हटाने और सतह पर क्रोमियम और आयरन के अनुपात को बेहतर बनाने के लिए आवश्यक है। निष्क्रिय की गई ट्यूबों को प्रक्रिया जल से धोया गया, गर्म विआयनीकृत जल में रखा गया, सुखाया गया और पैक किया गया। यदि क्लीन रूम पैकेजिंग की आवश्यकता है, तो ट्यूबों को निर्दिष्ट चालकता प्राप्त होने तक विआयनीकृत जल में धोया जाता है, फिर पैकेजिंग से पहले गर्म नाइट्रोजन से सुखाया जाता है।
इलेक्ट्रोपॉलिश की गई सतहों के विश्लेषण के लिए सबसे आम विधियाँ ऑगर इलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी (AES) और एक्स-रे फोटोइलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी (XPS) (जिसे रासायनिक विश्लेषण इलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी भी कहा जाता है) हैं। AES सतह के निकट उत्पन्न इलेक्ट्रॉनों का उपयोग करके प्रत्येक तत्व के लिए एक विशिष्ट संकेत उत्पन्न करता है, जिससे गहराई के साथ तत्वों का वितरण प्राप्त होता है। XPS नरम एक्स-किरणों का उपयोग करता है जो बंधन स्पेक्ट्रा उत्पन्न करते हैं, जिससे आणविक प्रजातियों को ऑक्सीकरण अवस्था के आधार पर अलग किया जा सकता है।
सतह की खुरदरापन का मान, सतह की दिखावट से मिलता-जुलता होने पर भी, सतह की दिखावट का समान होना आवश्यक नहीं है। अधिकांश आधुनिक प्रोफ़ाइलर कई अलग-अलग सतह खुरदरापन मान बता सकते हैं, जिनमें Rq (जिसे RMS भी कहा जाता है), Ra, Rt (न्यूनतम गर्त और अधिकतम शिखर के बीच का अधिकतम अंतर), Rz (औसत अधिकतम प्रोफ़ाइल ऊँचाई) और कई अन्य मान शामिल हैं। ये मान डायमंड पेन से सतह पर एक बार परीक्षण करके की गई विभिन्न गणनाओं के परिणामस्वरूप प्राप्त किए गए हैं। इस परीक्षण में, "कटऑफ़" नामक एक भाग को इलेक्ट्रॉनिक रूप से चुना जाता है और गणनाएँ इसी भाग के आधार पर की जाती हैं।
सतहों का बेहतर वर्णन Ra और Rt जैसे विभिन्न डिज़ाइन मानों के संयोजन से किया जा सकता है, लेकिन ऐसा कोई एक फ़ंक्शन नहीं है जो समान Ra मान वाली दो अलग-अलग सतहों में अंतर कर सके। ASME ने ASME B46.1 मानक प्रकाशित किया है, जो प्रत्येक गणना फ़ंक्शन का अर्थ परिभाषित करता है।
अधिक जानकारी के लिए संपर्क करें: जॉन ट्वेरबर्ग, ट्रेंट ट्यूब, 2015 एनर्जी ड्राइव, पीओ बॉक्स 77, ईस्ट ट्रॉय, विस्कॉन्सिन 53120। फोन: 262-642-8210।