Artikel dua bahagian ini meringkaskan perkara utama artikel mengenai penggilap elektrik dan pratonton pembentangan Tverberg di InterPhex akhir bulan ini. Hari ini, dalam Bahagian 1, kita akan membincangkan kepentingan elektropolishing paip keluli tahan karat, teknik elektropolishing, dan kaedah analisis. Di bahagian kedua, kami membentangkan penyelidikan terkini mengenai paip keluli tahan karat yang digilap secara mekanikal.
Bahagian 1: Tiub Keluli Tahan Karat Digilap Industri farmaseutikal dan semikonduktor memerlukan sejumlah besar tiub keluli tahan karat yang digilap. Dalam kedua-dua kes, keluli tahan karat 316L adalah aloi pilihan. Aloi keluli tahan karat dengan 6% molibdenum kadangkala digunakan; aloi C-22 dan C-276 adalah penting kepada pengeluar semikonduktor, terutamanya apabila asid hidroklorik gas digunakan sebagai etsa.
Mencirikan kecacatan permukaan dengan mudah yang sebaliknya akan bertopeng dalam maze anomali permukaan yang terdapat dalam bahan yang lebih biasa.
Kelalaian kimia lapisan pasif adalah disebabkan oleh fakta bahawa kedua-dua kromium dan besi berada dalam keadaan pengoksidaan 3+, dan bukan logam sifarvalen. Permukaan yang digilap secara mekanikal mengekalkan kandungan besi bebas yang tinggi dalam filem walaupun selepas pempasifan haba yang berpanjangan dengan asid nitrik. Faktor ini sahaja memberikan permukaan yang digilap elektro kelebihan yang besar dari segi kestabilan jangka panjang.
Satu lagi perbezaan penting antara kedua-dua permukaan ialah kehadiran (dalam permukaan yang digilap secara mekanikal) atau ketiadaan (dalam permukaan yang digilap) unsur mengaloi. Permukaan yang digilap secara mekanikal mengekalkan komposisi pengaloian utama dengan sedikit kehilangan unsur pengaloian yang lain, manakala permukaan yang digilap elektrik kebanyakannya mengandungi hanya kromium dan besi.
Membuat paip yang digilap elektro Untuk mendapatkan permukaan yang digilap licin, anda perlu bermula dengan permukaan yang licin. Ini bermakna kita bermula dengan keluli berkualiti tinggi, yang dihasilkan untuk kebolehkimpalan yang optimum. Kawalan adalah perlu apabila mencairkan unsur sulfur, silikon, mangan dan penyahoksida seperti aluminium, titanium, kalsium, magnesium dan delta ferit. Jalur mesti dirawat haba untuk melarutkan sebarang fasa sekunder yang mungkin terbentuk semasa pemejalan cair atau terbentuk semasa pemprosesan suhu tinggi.
Di samping itu, jenis kemasan jalur adalah yang paling penting. ASTM A-480 menyenaraikan tiga kemasan permukaan jalur sejuk yang tersedia secara komersil: 2D (anil udara, jeruk dan gulung tumpul), 2B (anil udara, acar gulung dan gulung digilap), dan 2BA (lindap api terang dan perisai digilap). suasana). gulung).
Pemprofilan, kimpalan dan pelarasan manik mesti dikawal dengan teliti untuk mendapatkan tiub paling bulat yang mungkin. Selepas menggilap, sedikit pun potongan bawah kimpalan atau garis rata manik akan kelihatan. Di samping itu, selepas elektropolishing, kesan rolling, corak rolling kimpalan dan sebarang kerosakan mekanikal pada permukaan akan jelas.
Selepas rawatan haba, diameter dalaman paip mesti digilap secara mekanikal untuk menghapuskan kecacatan permukaan yang terbentuk semasa pembentukan jalur dan paip. Pada peringkat ini, pilihan kemasan jalur menjadi kritikal. Jika lipatan terlalu dalam, lebih banyak logam mesti dikeluarkan dari permukaan diameter dalam tiub untuk mendapatkan tiub licin. Jika kekasarannya cetek atau tiada, lebih sedikit logam yang perlu dikeluarkan. Kemasan elektrogilap terbaik, biasanya dalam julat 5 mikro-inci atau lebih licin, diperoleh dengan mengilat jalur membujur tiub. Pengilat jenis ini mengeluarkan kebanyakan logam dari permukaan, biasanya dalam julat 0.001 inci, dengan itu menghilangkan sempadan butiran, ketidaksempurnaan permukaan dan kecacatan yang terbentuk. Pengilat berpusing mengeluarkan lebih sedikit bahan, menghasilkan permukaan "berawan", dan biasanya menghasilkan Ra (kekasaran permukaan purata) yang lebih tinggi dalam julat 10–15 mikroinci.
Electropolishing Electropolishing hanyalah salutan terbalik. Larutan penggilap elektro dipam ke atas diameter dalam tiub manakala katod ditarik melalui tiub. Logam itu sebaiknya dikeluarkan dari titik tertinggi di permukaan. Proses "berharap" untuk menggembleng katod dengan logam yang larut dari dalam tiub (iaitu, anod). Adalah penting untuk mengawal elektrokimia untuk mengelakkan salutan katodik dan mengekalkan valensi yang betul untuk setiap ion.
Semasa penggilap elektro, oksigen terbentuk pada permukaan anod atau keluli tahan karat, dan hidrogen terbentuk pada permukaan katod. Oksigen ialah bahan utama dalam mencipta sifat istimewa permukaan yang digilap, untuk meningkatkan kedalaman lapisan pempasifan dan untuk mencipta lapisan pempasifan sebenar.
Electropolishing berlaku di bawah lapisan yang dipanggil "Jacquet", yang merupakan nikel sulfit terpolimer. Apa-apa sahaja yang mengganggu pembentukan lapisan Jacquet akan mengakibatkan permukaan elektropolish yang rosak. Ini biasanya ion, seperti klorida atau nitrat, yang menghalang pembentukan nikel sulfit. Bahan pengganggu lain ialah minyak silikon, gris, lilin dan hidrokarbon rantai panjang yang lain.
Selepas elektropolishing, tiub itu dibasuh dengan air dan tambahan dipasifkan dalam asid nitrik panas. Pempasifan tambahan ini diperlukan untuk mengeluarkan sebarang sisa nikel sulfit dan untuk memperbaiki nisbah kromium permukaan kepada besi. Tiub yang dipasifkan seterusnya dibasuh dengan air proses, diletakkan dalam air ternyahion panas, dikeringkan dan dibungkus. Jika pembungkusan bilik bersih diperlukan, tiub dibilas tambahan dalam air ternyahion sehingga kekonduksian yang ditentukan dicapai, kemudian dikeringkan dengan nitrogen panas sebelum pembungkusan.
Kaedah yang paling biasa untuk menganalisis permukaan yang digilap ialah spektroskopi elektron Auger (AES) dan spektroskopi fotoelektron sinar-X (XPS) (juga dikenali sebagai spektroskopi elektron analisis kimia). AES menggunakan elektron yang dihasilkan berhampiran permukaan untuk menjana isyarat khusus bagi setiap unsur, yang memberikan taburan unsur dengan kedalaman. XPS menggunakan sinar-X lembut yang mencipta spektrum pengikat, membolehkan spesies molekul dibezakan mengikut keadaan pengoksidaan.
Nilai kekasaran permukaan dengan profil permukaan yang serupa dengan rupa permukaan tidak bermakna rupa permukaan yang sama. Kebanyakan pemprofil moden boleh melaporkan banyak nilai kekasaran permukaan yang berbeza, termasuk Rq (juga dikenali sebagai RMS), Ra, Rt (perbezaan maksimum antara palung minimum dan puncak maksimum), Rz (purata ketinggian profil maksimum) dan beberapa nilai lain. Ungkapan ini diperoleh hasil daripada pelbagai pengiraan menggunakan pas tunggal di sekeliling permukaan dengan pen berlian. Dalam pintasan ini, bahagian yang dipanggil "potongan" dipilih secara elektronik dan pengiraan adalah berdasarkan bahagian ini.
Permukaan boleh diterangkan dengan lebih baik menggunakan gabungan nilai reka bentuk yang berbeza seperti Ra dan Rt, tetapi tidak ada fungsi tunggal yang boleh membezakan antara dua permukaan berbeza dengan nilai Ra yang sama. ASME menerbitkan standard ASME B46.1, yang mentakrifkan maksud setiap fungsi pengiraan.
Untuk maklumat lanjut hubungi: John Tverberg, Trent Tube, 2015 Energy Dr., PO Box 77, East Troy, WI 53120. Telefon: 262-642-8210.