Bu iki bölümlük makale, elektroparlatma hakkındaki makalenin temel noktalarını özetliyor ve Tverberg'in bu ayın ilerleyen günlerinde InterPhex'te yapacağı sunumun önizlemesini sunuyor. Bugün, Bölüm 1'de, paslanmaz çelik boruların elektroparlatılmasının, elektroparlatma tekniklerinin ve analitik yöntemlerin önemini tartışacağız. İkinci bölümde, pasifleştirilmiş mekanik olarak parlatılmış paslanmaz çelik borular hakkındaki en son araştırmaları sunuyoruz.
Bölüm 1: Elektrolize Paslanmaz Çelik Borular İlaç ve yarı iletken endüstrileri çok sayıda elektrolize paslanmaz çelik boruya ihtiyaç duyar. Her iki durumda da, 316L paslanmaz çelik tercih edilen alaşımdır. Bazen %6 molibden içeren paslanmaz çelik alaşımları kullanılır; C-22 ve C-276 alaşımları, özellikle aşındırıcı olarak gaz halindeki hidroklorik asit kullanıldığında, yarı iletken üreticileri için önemlidir.
Daha yaygın malzemelerde bulunan yüzey anomalilerinin labirentinde maskelenecek olan yüzey kusurlarını kolayca karakterize edin.
Pasifleştirme tabakasının kimyasal inertliği, hem kromun hem de demirin 3+ oksidasyon durumunda olması ve sıfır değerlikli metal olmamasından kaynaklanır. Mekanik olarak cilalanmış yüzeyler, nitrik asitle uzun süreli termal pasifleştirmeden sonra bile filmde yüksek oranda serbest demir bulundurmuştur. Bu faktör tek başına elektro-cilalanmış yüzeylere uzun vadeli kararlılık açısından büyük bir avantaj sağlar.
İki yüzey arasındaki bir diğer önemli fark, alaşım elementlerinin varlığı (mekanik olarak cilalanmış yüzeylerde) veya yokluğudur (elektropolisajlı yüzeylerde). Mekanik olarak cilalanmış yüzeyler, diğer alaşım elementlerinde çok az kayıpla ana alaşım bileşimini korurken, elektropolisajlı yüzeyler çoğunlukla sadece krom ve demir içerir.
Elektropolisajlı borular yapmak Pürüzsüz bir elektropolisajlı yüzey elde etmek için pürüzsüz bir yüzeyle başlamanız gerekir. Bu, optimum kaynaklanabilirlik için üretilen çok yüksek kaliteli çelikle başladığımız anlamına gelir. Kükürt, silikon, manganez ve alüminyum, titanyum, kalsiyum, magnezyum ve delta ferrit gibi deoksidan elementleri eritirken kontrol gereklidir. Eriyik katılaşması sırasında veya yüksek sıcaklıkta işleme sırasında oluşabilecek herhangi bir ikincil fazı çözmek için şerit ısıl işleme tabi tutulmalıdır.
Ek olarak, şerit bitiş türü en önemlisidir. ASTM A-480, ticari olarak temin edilebilen üç soğuk şerit yüzey bitişini listeler: 2D (hava tavlamalı, asitlenmiş ve köreltilmiş haddelenmiş), 2B (hava tavlamalı, rulo asitlenmiş ve rulo cilalı) ve 2BA (parlak tavlamalı ve kalkan cilalı). atmosfer). rulolar).
Mümkün olan en yuvarlak boruyu elde etmek için profilleme, kaynaklama ve boncuk ayarlaması dikkatlice kontrol edilmelidir. Parlatmadan sonra, kaynakta en ufak bir alt kesim veya boncuğun düz bir çizgisi bile görünür olacaktır. Ayrıca, elektro parlatmadan sonra, yuvarlanma izleri, kaynakların yuvarlanma desenleri ve yüzeydeki herhangi bir mekanik hasar belirgin olacaktır.
Isıl işlemden sonra, şerit ve borunun oluşumu sırasında oluşan yüzey kusurlarını ortadan kaldırmak için borunun iç çapı mekanik olarak parlatılmalıdır. Bu aşamada, şerit bitişinin seçimi kritik hale gelir. Katlama çok derinse, pürüzsüz bir boru elde etmek için borunun iç çapının yüzeyinden daha fazla metal çıkarılmalıdır. Pürüzlülük sığsa veya yoksa, daha az metal çıkarılması gerekir. Genellikle 5 mikro inç aralığında veya daha pürüzsüz olan en iyi elektro-parlatılmış yüzey, boruların uzunlamasına bant parlatılmasıyla elde edilir. Bu tür parlatma, genellikle 0,001 inç aralığında yüzeyden metalin çoğunu çıkararak tane sınırlarını, yüzey kusurlarını ve oluşan kusurları giderir. Döndürerek parlatma daha az malzeme çıkarır, "bulanık" bir yüzey oluşturur ve genellikle 10-15 mikro inç aralığında daha yüksek bir Ra (ortalama yüzey pürüzlülüğü) üretir.
Elektroparlatma Elektroparlatma, sadece ters bir kaplamadır. Elektroparlatma çözeltisi, katot tüpten çekilirken tüpün iç çapına pompalanır. Metal tercihen yüzeydeki en yüksek noktalardan çıkarılır. İşlem, katodu tüpün içinden (yani anot) çözünen metalle galvanize etmeyi "umar". Katodik kaplamayı önlemek ve her iyon için doğru değerliği korumak için elektrokimyayı kontrol etmek önemlidir.
Elektroparlatma sırasında, oksijen anot veya paslanmaz çeliğin yüzeyinde, hidrojen ise katodun yüzeyinde oluşur. Oksijen, hem pasivasyon tabakasının derinliğini artırmak hem de gerçek bir pasivasyon tabakası oluşturmak için elektroparlatılmış yüzeylerin özel özelliklerini oluşturmada önemli bir bileşendir.
Elektroparlatma, polimerize edilmiş bir nikel sülfit olan sözde "Jacquet" tabakasının altında gerçekleşir. Jacquet tabakasının oluşumuna müdahale eden her şey, kusurlu bir elektroparlatılmış yüzeyle sonuçlanacaktır. Bu genellikle nikel sülfit oluşumunu engelleyen klorür veya nitrat gibi bir iyondur. Diğer müdahale eden maddeler silikon yağları, gresler, mumlar ve diğer uzun zincirli hidrokarbonlardır.
Elektroparlatmadan sonra tüpler suyla yıkandı ve ayrıca sıcak nitrik asitte pasifleştirildi. Bu ek pasifleştirme, kalan nikel sülfiti gidermek ve yüzey krom-demir oranını iyileştirmek için gereklidir. Daha sonra pasifleştirilen tüpler işlem suyuyla yıkandı, sıcak deiyonize suya yerleştirildi, kurutuldu ve paketlendi. Temiz oda paketleme gerekiyorsa, belirtilen iletkenliğe ulaşılana kadar tüpler ayrıca deiyonize suda durulanır, ardından paketlenmeden önce sıcak nitrojenle kurutulur.
Elektro-cilalanmış yüzeyleri analiz etmek için en yaygın yöntemler Auger elektron spektroskopisi (AES) ve X-ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS)'dir (kimyasal analiz elektron spektroskopisi olarak da bilinir). AES, her bir element için belirli bir sinyal üretmek için yüzeye yakın üretilen elektronları kullanır ve bu da derinlikli bir element dağılımı sağlar. XPS, bağlanma spektrumları oluşturan yumuşak X-ışınları kullanır ve moleküler türlerin oksidasyon durumuna göre ayırt edilmesini sağlar.
Yüzey görünümüne benzer bir yüzey profiline sahip bir yüzey pürüzlülük değeri, aynı yüzey görünümü anlamına gelmez. Çoğu modern profilci, Rq (RMS olarak da bilinir), Ra, Rt (minimum çukur ile maksimum tepe arasındaki maksimum fark), Rz (ortalama maksimum profil yüksekliği) ve diğer birkaç değer dahil olmak üzere birçok farklı yüzey pürüzlülük değeri bildirebilir. Bu ifadeler, elmas kalemle yüzeyin etrafında tek bir geçiş kullanılarak çeşitli hesaplamalar sonucunda elde edilmiştir. Bu baypasta, "kesme" adı verilen bir parça elektronik olarak seçilir ve hesaplamalar bu parçaya dayanır.
Yüzeyler, Ra ve Rt gibi farklı tasarım değerlerinin kombinasyonları kullanılarak daha iyi tanımlanabilir, ancak aynı Ra değerine sahip iki farklı yüzey arasında ayrım yapabilecek tek bir fonksiyon yoktur. ASME, her hesaplama fonksiyonunun anlamını tanımlayan ASME B46.1 standardını yayınlar.
Daha fazla bilgi için şu kişiyle iletişime geçin: John Tverberg, Trent Tube, 2015 Energy Dr., PO Box 77, East Troy, WI 53120. Telefon: 262-642-8210.