Artikel dua bagian ini merangkum poin-poin utama artikel tentang pemolesan listrik dan meninjau presentasi Tverberg di InterPhex akhir bulan ini. Hari ini, di Bagian 1, kita akan membahas pentingnya pemolesan listrik pada pipa baja tahan karat, teknik pemolesan listrik, dan metode analisis. Di bagian kedua, kami menyajikan penelitian terbaru tentang pipa baja tahan karat yang dipoles secara mekanis dan dipasivasi.
Bagian 1: Tabung Baja Tahan Karat yang Dipoles Elektrolit Industri farmasi dan semikonduktor membutuhkan sejumlah besar tabung baja tahan karat yang dipoles elektrolit. Dalam kedua kasus tersebut, baja tahan karat 316L merupakan paduan yang lebih disukai. Paduan baja tahan karat dengan 6% molibdenum terkadang digunakan; paduan C-22 dan C-276 penting bagi produsen semikonduktor, terutama ketika asam klorida gas digunakan sebagai zat pengoksidasi.
Mengidentifikasi dengan mudah cacat permukaan yang jika tidak demikian akan tertutupi dalam labirin anomali permukaan yang ditemukan pada material yang lebih umum.
Kelembaman kimia dari lapisan pasif disebabkan oleh fakta bahwa kromium dan besi berada dalam keadaan oksidasi 3+, dan bukan logam bervalensi nol. Permukaan yang dipoles secara mekanis mempertahankan kandungan besi bebas yang tinggi dalam lapisan tersebut bahkan setelah pasifasi termal yang berkepanjangan dengan asam nitrat. Faktor ini saja memberikan permukaan yang dipoles secara elektro keuntungan besar dalam hal stabilitas jangka panjang.
Perbedaan penting lainnya antara kedua permukaan tersebut adalah keberadaan (pada permukaan yang dipoles secara mekanis) atau ketiadaan (pada permukaan yang dipoles secara elektro) unsur paduan. Permukaan yang dipoles secara mekanis mempertahankan komposisi paduan utama dengan sedikit kehilangan unsur paduan lainnya, sedangkan permukaan yang dipoles secara elektro sebagian besar hanya mengandung kromium dan besi.
Membuat pipa yang dipoles secara elektro Untuk mendapatkan permukaan yang dipoles secara elektro, Anda perlu memulai dengan permukaan yang halus. Ini berarti bahwa kita mulai dengan baja berkualitas sangat tinggi, yang diproduksi untuk kemampuan las yang optimal. Kontrol diperlukan saat melelehkan sulfur, silikon, mangan, dan elemen deoksidasi seperti aluminium, titanium, kalsium, magnesium, dan delta ferit. Strip harus diberi perlakuan panas untuk melarutkan fase sekunder yang mungkin terbentuk selama pemadatan lelehan atau terbentuk selama pemrosesan suhu tinggi.
Selain itu, jenis pelapisan garis merupakan hal yang paling penting. ASTM A-480 mencantumkan tiga pelapisan permukaan strip dingin yang tersedia secara komersial: 2D (anil udara, pengawetan, dan rol tumpul), 2B (anil udara, pengawetan rol, dan poles rol), dan 2BA (anil cerah dan poles pelindung). atmosfer). gulungan).
Pembuatan profil, pengelasan, dan penyetelan manik harus dikontrol dengan cermat untuk mendapatkan tabung yang paling bundar. Setelah pemolesan, bahkan potongan las yang paling kecil atau garis datar manik akan terlihat. Selain itu, setelah pemolesan elektro, jejak pengerolan, pola pengerolan las, dan kerusakan mekanis apa pun pada permukaan akan terlihat jelas.
Setelah perlakuan panas, diameter bagian dalam pipa harus dipoles secara mekanis untuk menghilangkan cacat permukaan yang terbentuk selama pembentukan strip dan pipa. Pada tahap ini, pilihan penyelesaian strip menjadi kritis. Jika lipatan terlalu dalam, lebih banyak logam harus dihilangkan dari permukaan diameter bagian dalam tabung untuk mendapatkan tabung yang halus. Jika kekasarannya dangkal atau tidak ada, lebih sedikit logam yang perlu dihilangkan. Penyelesaian elektropoles terbaik, biasanya dalam kisaran 5 mikro-inci atau lebih halus, diperoleh dengan pemolesan pita longitudinal tabung. Jenis pemolesan ini menghilangkan sebagian besar logam dari permukaan, biasanya dalam kisaran 0,001 inci, sehingga menghilangkan batas butiran, ketidaksempurnaan permukaan, dan cacat yang terbentuk. Pemolesan berputar menghilangkan lebih sedikit material, menciptakan permukaan yang "berawan", dan biasanya menghasilkan Ra yang lebih tinggi (kekasaran permukaan rata-rata) dalam kisaran 10–15 mikroinci.
Elektropolishing Elektropolishing hanyalah pelapisan terbalik. Larutan elektropolishing dipompa ke diameter bagian dalam tabung sementara katode ditarik melalui tabung. Logam sebaiknya dikeluarkan dari titik tertinggi di permukaan. Proses ini "berharap" untuk menggembleng katode dengan logam yang larut dari dalam tabung (yaitu, anoda). Penting untuk mengendalikan elektrokimia guna mencegah pelapisan katode dan mempertahankan valensi yang benar untuk setiap ion.
Selama proses elektropolishing, oksigen terbentuk pada permukaan anoda atau baja tahan karat, dan hidrogen terbentuk pada permukaan katoda. Oksigen merupakan bahan utama dalam menciptakan sifat khusus permukaan yang dipoles secara elektro, baik untuk meningkatkan kedalaman lapisan pasivasi maupun untuk menciptakan lapisan pasivasi yang sebenarnya.
Pemolesan elektro dilakukan di bawah lapisan yang disebut "Jacquet", yang merupakan nikel sulfit yang dipolimerkan. Apa pun yang mengganggu pembentukan lapisan Jacquet akan menghasilkan permukaan yang dipoles secara elektro yang cacat. Ini biasanya berupa ion, seperti klorida atau nitrat, yang mencegah pembentukan nikel sulfit. Zat pengganggu lainnya adalah minyak silikon, gemuk, lilin, dan hidrokarbon rantai panjang lainnya.
Setelah dipoles secara elektro, tabung dicuci dengan air dan juga dipasivasi dalam asam nitrat panas. Pasivasi tambahan ini diperlukan untuk menghilangkan sisa nikel sulfit dan untuk meningkatkan rasio kromium terhadap besi di permukaan. Tabung yang dipasivasi selanjutnya dicuci dengan air proses, ditempatkan dalam air deionisasi panas, dikeringkan dan dikemas. Jika pengemasan di ruang bersih diperlukan, tabung juga dibilas dalam air deionisasi hingga konduktivitas yang ditentukan tercapai, kemudian dikeringkan dengan nitrogen panas sebelum pengemasan.
Metode yang paling umum untuk menganalisis permukaan yang dipoles secara elektro adalah spektroskopi elektron Auger (AES) dan spektroskopi fotoelektron sinar-X (XPS) (juga dikenal sebagai spektroskopi elektron analisis kimia). AES menggunakan elektron yang dihasilkan di dekat permukaan untuk menghasilkan sinyal spesifik untuk setiap elemen, yang memberikan distribusi elemen dengan kedalaman. XPS menggunakan sinar-X lembut yang menciptakan spektrum pengikatan, yang memungkinkan spesies molekuler dibedakan berdasarkan keadaan oksidasi.
Nilai kekasaran permukaan dengan profil permukaan yang mirip dengan tampilan permukaan tidak berarti tampilan permukaan yang sama. Sebagian besar profiler modern dapat melaporkan banyak nilai kekasaran permukaan yang berbeda, termasuk Rq (juga dikenal sebagai RMS), Ra, Rt (selisih maksimum antara palung minimum dan puncak maksimum), Rz (rata-rata tinggi profil maksimum), dan beberapa nilai lainnya. Ekspresi ini diperoleh sebagai hasil dari berbagai perhitungan menggunakan satu lintasan di sekitar permukaan dengan pena berlian. Dalam bypass ini, bagian yang disebut "cutoff" dipilih secara elektronik dan perhitungan didasarkan pada bagian ini.
Permukaan dapat dideskripsikan dengan lebih baik menggunakan kombinasi nilai desain yang berbeda seperti Ra dan Rt, tetapi tidak ada fungsi tunggal yang dapat membedakan antara dua permukaan yang berbeda dengan nilai Ra yang sama. ASME menerbitkan standar ASME B46.1, yang mendefinisikan arti dari setiap fungsi perhitungan.
Untuk informasi lebih lanjut, hubungi: John Tverberg, Trent Tube, 2015 Energy Dr., PO Box 77, East Troy, WI 53120. Telepon: 262-642-8210.