Bu iki bölümlü makale, elektroparlatma hakkındaki makalenin temel noktalarını özetlemekte ve Tverberg'in bu ayın sonlarında InterPhex'te yapacağı sunumun ön izlemesini sunmaktadır. Bugün, 1. Bölümde, paslanmaz çelik boruların elektroparlatılmasının önemini, elektroparlatma tekniklerini ve analitik yöntemleri ele alacağız. İkinci bölümde ise, pasifleştirilmiş mekanik olarak parlatılmış paslanmaz çelik borular üzerine yapılan en son araştırmaları sunacağız.
Bölüm 1: Elektropolize Paslanmaz Çelik Borular İlaç ve yarı iletken endüstrileri, çok sayıda elektropolize paslanmaz çelik boruya ihtiyaç duymaktadır. Her iki durumda da, 316L paslanmaz çelik tercih edilen alaşımdır. Bazen %6 molibden içeren paslanmaz çelik alaşımları da kullanılır; özellikle gaz halindeki hidroklorik asit aşındırıcı olarak kullanıldığında, C-22 ve C-276 alaşımları yarı iletken üreticileri için önemlidir.
Daha yaygın malzemelerde bulunan yüzey anormalliklerinin karmaşık labirentinde gizlenebilecek yüzey kusurlarını kolayca tanımlayın.
Pasifleştirici tabakanın kimyasal inertliği, hem kromun hem de demirin 3+ oksidasyon durumunda olmasından ve sıfır değerlikli metaller olmamalarından kaynaklanmaktadır. Mekanik olarak parlatılmış yüzeyler, nitrik asit ile uzun süreli termal pasifleştirmeden sonra bile filmde yüksek oranda serbest demir içeriğini korumuştur. Bu faktör tek başına, elektroparlatılmış yüzeylere uzun vadeli kararlılık açısından büyük bir avantaj sağlamaktadır.
İki yüzey arasındaki bir diğer önemli fark, alaşım elementlerinin varlığı (mekanik olarak parlatılmış yüzeylerde) veya yokluğudur (elektroparlatılmış yüzeylerde). Mekanik olarak parlatılmış yüzeyler, diğer alaşım elementlerinde çok az kayıpla ana alaşım bileşimini korurken, elektroparlatılmış yüzeyler çoğunlukla yalnızca krom ve demir içerir.
Elektroparlatılmış boru üretimi: Pürüzsüz bir elektroparlatılmış yüzey elde etmek için, öncelikle pürüzsüz bir yüzeyle başlamanız gerekir. Bu, optimum kaynaklanabilirlik için üretilmiş çok yüksek kaliteli çelikle başlamamız anlamına gelir. Kükürt, silikon, manganez ve alüminyum, titanyum, kalsiyum, magnezyum ve delta ferrit gibi oksit giderici elementlerin eritilmesinde kontrol gereklidir. Şerit, erime katılaşması sırasında veya yüksek sıcaklıkta işleme sırasında oluşabilecek ikincil fazları çözmek için ısıl işlemden geçirilmelidir.
Ayrıca, şerit yüzey işleminin türü en önemlisidir. ASTM A-480, ticari olarak temin edilebilen üç soğuk şerit yüzey işlemini listeler: 2D (havada tavlanmış, asitle temizlenmiş ve künt haddelenmiş), 2B (havada tavlanmış, rulo ile asitle temizlenmiş ve rulo ile parlatılmış) ve 2BA (parlak tavlanmış ve koruyucu ile parlatılmış). (atmosfer). rulolar).
Mümkün olan en yuvarlak boruyu elde etmek için profil oluşturma, kaynak ve kaynak dikişi ayarlaması dikkatlice kontrol edilmelidir. Parlatma işleminden sonra, kaynağın en ufak bir girintisi veya kaynak dikişinin düz bir çizgisi bile görünür olacaktır. Ayrıca, elektroparlatma işleminden sonra, haddeleme izleri, kaynakların haddeleme desenleri ve yüzeydeki herhangi bir mekanik hasar belirgin olacaktır.
Isıl işlemden sonra, şerit ve borunun oluşumu sırasında oluşan yüzey kusurlarını gidermek için borunun iç çapı mekanik olarak parlatılmalıdır. Bu aşamada, şerit yüzeyinin seçimi kritik hale gelir. Katlama çok derinse, pürüzsüz bir boru elde etmek için borunun iç çapının yüzeyinden daha fazla metal çıkarılmalıdır. Pürüzlülük sığ veya yoksa, daha az metal çıkarılması gerekir. Tipik olarak 5 mikro inç aralığında veya daha pürüzsüz olan en iyi elektroparlatma yüzeyi, boruların boyuna bant parlatmasıyla elde edilir. Bu parlatma türü, yüzeyden metalin çoğunu, tipik olarak 0,001 inç aralığında, çıkararak tane sınırlarını, yüzey kusurlarını ve oluşan kusurları giderir. Dairesel parlatma daha az malzeme çıkarır, "bulanık" bir yüzey oluşturur ve tipik olarak 10-15 mikro inç aralığında daha yüksek bir Ra (ortalama yüzey pürüzlülüğü) üretir.
Elektropolishing, aslında ters bir kaplama işlemidir. Katot tüpün içinden çekilirken, elektropolishing çözeltisi tüpün iç çapına pompalanır. Metal tercihen yüzeyin en yüksek noktalarından uzaklaştırılır. Bu işlem, tüpün içinden (yani anottan) çözünen metal ile katodu galvanizlemeyi "umar". Katodik kaplamayı önlemek ve her iyon için doğru değerliği korumak için elektrokimyayı kontrol etmek önemlidir.
Elektroparlatma işlemi sırasında, anot veya paslanmaz çelik yüzeyinde oksijen, katot yüzeyinde ise hidrojen oluşur. Oksijen, hem pasivasyon tabakasının derinliğini artırmak hem de gerçek bir pasivasyon tabakası oluşturmak için elektroparlatılmış yüzeylerin özel özelliklerinin yaratılmasında kilit bir bileşendir.
Elektropoliz işlemi, polimerize nikel sülfit olan "Jacquet" tabakası altında gerçekleşir. Jacquet tabakasının oluşumunu engelleyen her şey, kusurlu bir elektropoliz yüzeyine neden olur. Bu genellikle klorür veya nitrat gibi nikel sülfit oluşumunu engelleyen bir iyondur. Diğer engelleyici maddeler arasında silikon yağları, gresler, mumlar ve diğer uzun zincirli hidrokarbonlar bulunur.
Elektropolishing işleminden sonra tüpler suyla yıkandı ve ayrıca sıcak nitrik asitte pasifleştirildi. Bu ek pasifleştirme, kalan nikel sülfiti gidermek ve yüzeydeki krom-demir oranını iyileştirmek için gereklidir. Daha sonra pasifleştirilmiş tüpler proses suyuyla yıkandı, sıcak deiyonize suya yerleştirildi, kurutuldu ve paketlendi. Temiz oda ambalajı gerekiyorsa, tüpler belirtilen iletkenliğe ulaşılana kadar deiyonize suda ayrıca durulanır, ardından paketlemeden önce sıcak azotla kurutulur.
Elektropolize edilmiş yüzeylerin analizinde en yaygın kullanılan yöntemler Auger elektron spektroskopisi (AES) ve X-ışını fotoelektron spektroskopisidir (XPS) (kimyasal analiz elektron spektroskopisi olarak da bilinir). AES, her element için belirli bir sinyal oluşturmak üzere yüzeye yakın üretilen elektronları kullanır ve bu da elementlerin derinlikle dağılımını verir. XPS ise bağlayıcı spektrumlar oluşturan yumuşak X-ışınları kullanır ve moleküler türlerin oksidasyon durumuna göre ayırt edilmesini sağlar.
Yüzey görünümüne benzer bir yüzey profiline sahip bir yüzey pürüzlülüğü değeri, aynı yüzey görünümüne sahip olduğu anlamına gelmez. Çoğu modern profil ölçüm cihazı, Rq (RMS olarak da bilinir), Ra, Rt (minimum çukur ve maksimum tepe arasındaki maksimum fark), Rz (ortalama maksimum profil yüksekliği) ve diğer birçok değer dahil olmak üzere birçok farklı yüzey pürüzlülüğü değeri bildirebilir. Bu ifadeler, elmas uçlu bir kalemle yüzey etrafında tek bir geçiş kullanılarak yapılan çeşitli hesaplamalar sonucunda elde edilmiştir. Bu geçişte, "kesme noktası" adı verilen bir kısım elektronik olarak seçilir ve hesaplamalar bu kısma göre yapılır.
Yüzeyler, Ra ve Rt gibi farklı tasarım değerlerinin kombinasyonları kullanılarak daha iyi tanımlanabilir, ancak aynı Ra değerine sahip iki farklı yüzeyi birbirinden ayırt edebilecek tek bir fonksiyon yoktur. ASME, her hesaplama fonksiyonunun anlamını tanımlayan ASME B46.1 standardını yayınlamıştır.
Daha fazla bilgi için lütfen şu adresle iletişime geçin: John Tverberg, Trent Tube, 2015 Energy Dr., PO Box 77, East Troy, WI 53120. Telefon: 262-642-8210.