Оваа статија од два дела ги сумира клучните точки од статијата за електрополирање и го претставува претставувањето на Тверберг на InterPhex подоцна овој месец. Денес, во Дел 1, ќе разговараме за важноста на електрополирањето на цевки од не'рѓосувачки челик, техниките на електрополирање и аналитичките методи. Во вториот дел, ги презентираме најновите истражувања за пасивирани механички полирани цевки од не'рѓосувачки челик.
Дел 1: Електрополирани цевки од не'рѓосувачки челик Фармацевтската и полупроводничката индустрија имаат потреба од голем број електрополирани цевки од не'рѓосувачки челик. Во двата случаи, не'рѓосувачкиот челик 316L е претпочитаната легура. Понекогаш се користат легури од не'рѓосувачки челик со 6% молибден; легурите C-22 и C-276 се важни за производителите на полупроводници, особено кога гасовитата хлороводородна киселина се користи како средство за јорганизирање.
Лесно карактеризирајте ги површинските дефекти кои инаку би биле маскирани во лавиринтот од површински аномалии што се наоѓаат кај почестите материјали.
Хемиската инертност на пасивирачкиот слој се должи на фактот дека и хромот и железото се во оксидациска состојба 3+ и не се нултовалентни метали. Механички полираните површини задржале висока содржина на слободно железо во филмот дури и по продолжена термичка пасивација со азотна киселина. Само овој фактор им дава на електрополираните површини голема предност во однос на долгорочната стабилност.
Друга важна разлика помеѓу двете површини е присуството (кај механички полираните површини) или отсуството (кај електрополираните површини) на легирачки елементи. Механички полираните површини го задржуваат главниот легирачки состав со мала загуба на други легирачки елементи, додека електрополираните површини содржат претежно само хром и железо.
Изработка на електрополирани цевки За да добиете мазна електрополирана површина, треба да започнете со мазна површина. Ова значи дека започнуваме со челик со многу висок квалитет, произведен за оптимална заварливост. Контролата е неопходна при топење на сулфур, силициум, манган и деоксидирачки елементи како што се алуминиум, титаниум, калциум, магнезиум и делта ферит. Лентата мора да се третира термички за да се растворат сите секундарни фази што може да се формираат за време на стврднувањето на топењето или формирани за време на обработка на висока температура.
Покрај тоа, видот на завршна обработка со ленти е најважен. ASTM A-480 наведува три комерцијално достапни завршни обработки на површини со ладна лента: 2D (воздушно жарена, маринирана и тапо валана), 2B (воздушно жарена, валана маринирана и полирана со ролна) и 2BA (светло жарена и полирана со штит). атмосфера). ролни).
Профилирањето, заварувањето и прилагодувањето на перлата мора внимателно да се контролираат за да се добие што е можно позаоблена цевка. По полирањето, дури и најмалиот потсек на заварот или рамната линија на перлата ќе биде видлив. Покрај тоа, по електрополирањето, трагите од валање, шемите на валање на заварите и какво било механичко оштетување на површината ќе бидат очигледни.
По термичката обработка, внатрешниот дијаметар на цевката мора механички да се полира за да се отстранат површинските дефекти формирани за време на формирањето на лентата и цевката. Во оваа фаза, изборот на завршна обработка со ленти станува критичен. Ако превиткувањето е премногу длабоко, мора да се отстрани повеќе метал од површината на внатрешниот дијаметар на цевката за да се добие мазна цевка. Ако грубоста е плитка или отсутна, треба да се отстрани помалку метал. Најдобрата електрополирана завршница, обично во опсег од 5 микроинчи или помазна, се добива со лонгитудинално полирање на цевките. Овој тип на полирање го отстранува поголемиот дел од металот од површината, обично во опсег од 0,001 инчи, со што се отстрануваат границите на зрната, површинските несовршености и формираните дефекти. Виорното полирање отстранува помалку материјал, создава „матна“ површина и обично произведува повисок Ra (просечна површинска грубост) во опсег од 10–15 микроинчи.
Електрополирање Електрополирањето е само обратно премачкување. Раствор за електрополирање се пумпа преку внатрешниот дијаметар на цевката додека катодата се влече низ цевката. Металот по можност се отстранува од највисоките точки на површината. Процесот „се надева“ дека ќе ја поцинкува катодата со метал што се раствора од внатрешноста на цевката (т.е. анодата). Важно е да се контролира електрохемијата за да се спречи катодно премачкување и да се одржи точната валентност за секој јон.
За време на електрополирањето, на површината на анодата или не'рѓосувачкиот челик се формира кислород, а на површината на катодата се формира водород. Кислородот е клучна состојка во создавањето на посебните својства на електрополираните површини, како за зголемување на длабочината на пасивацискиот слој, така и за создавање вистински пасивациски слој.
Електрополирањето се одвива под таканаречениот слој „Жаке“, кој е полимеризиран никел сулфит. Сè што се меша во формирањето на слојот Жаке ќе резултира со неисправна електрополирана површина. Ова е обично јон, како што се хлорид или нитрат, кој го спречува формирањето на никел сулфит. Други супстанции што се мешаат се силиконски масла, масти, восоци и други јаглеводороди со долг синџир.
По електрополирањето, цевките беа измиени со вода и дополнително пасивирани во топла азотна киселина. Оваа дополнителна пасивација е неопходна за отстранување на преостанатиот никел сулфит и за подобрување на површинскиот однос на хром и железо. Последователните пасивирани цевки беа измиени со процесна вода, ставени во топла дејонизирана вода, сушени и спакувани. Доколку е потребно пакување во чиста просторија, цевката дополнително се плакне во дејонизирана вода додека не се достигне одредената спроводливост, а потоа се суши со топол азот пред пакувањето.
Најчестите методи за анализа на електрополирани површини се Ожерова електронска спектроскопија (AES) и Х-зрачна фотоелектронска спектроскопија (XPS) (исто така позната како електронска спектроскопија за хемиска анализа). AES користи електрони генерирани во близина на површината за да генерира специфичен сигнал за секој елемент, што дава дистрибуција на елементи со длабочина. XPS користи меки Х-зраци кои создаваат спектри на врзување, овозможувајќи молекуларните видови да се разликуваат по оксидациска состојба.
Вредноста на грубоста на површината со профил на површината сличен на изгледот на површината не значи ист изглед на површината. Повеќето современи профилери можат да пријават многу различни вредности на грубоста на површината, вклучувајќи Rq (исто така познат како RMS), Ra, Rt (максимална разлика помеѓу минималното ниво и максималниот врв), Rz (просечна максимална висина на профилот) и неколку други вредности. Овие изрази се добиени како резултат на различни пресметки со користење на едно поминување околу површината со дијамантско пенкало. Во овој бајпас, дел наречен „гранична вредност“ е електронски избран и пресметките се базираат на овој дел.
Површините можат подобро да се опишат со користење на комбинации од различни дизајнерски вредности како што се Ra и Rt, но не постои единствена функција што може да направи разлика помеѓу две различни површини со иста Ra вредност. ASME го објавува стандардот ASME B46.1, кој го дефинира значењето на секоја пресметковна функција.
За повеќе информации контактирајте: Џон Тверберг, Трент Туб, 2015 Енерџи Др., поштенска кутија 77, Ист Трој, Висконсин 53120. Телефон: 262-642-8210.