مقالات تجارت آلیاژ مقالاتی از فلزات پرکاربرد
به منظور حذف ناخالصی‌ها مانند رسوب، آلودگی‌های غیر آلی، زنگ‌زدگی یا لکه‌ها از سطح فلزات آهنی، فلزات گرانبها، مسی و آلیاژهای آلومینیوم از اسیدشویی استفاده می‌شود. که در واقع یک فرایند سطح سازی فلز است. با استفاده از محلولی به نام pickle liquor که معمولا دارای اسید است ناخالصی‌های سطحی حذف می‌شوند. اسیدشویی فولاد ضدزنگ در فرآیندهای تمیز کردن فولاد ضد زنگ، از بین بردن رسوب و تولید فولاد کاربرد دارد.
اسیدشویی فولاد ضدزنگ چیست؟
به حذف یک لایه نازک از سطح استیل اسیدشویی می‌گویند. به منظور اسیدشویی فولاد ضدزنگ، مخلوطی از هیدروفلوئوریک اسید و نیتریک اسید استفاده می‌گردد. این فرایند برای از بین بردن لایه‌هایی که در طی جوشکاری تغییر رنگ داده‌اند و میزان کروم سطحی فولاد کاهش یافته‌است کاربرد دارد. (مطابق شکل بالا ورق استیل بعد از جوشکاری اسیدشویی شده است.)
تغییر رنگ در اثر جوشکاری
تغییر رنگی که در اثر حرارت و جوشکاری ایجاد می‌شود حاصل تشکیل یک لایه ضخیم اکسید شفاف در سطح فولاد است که نسبت به لایه محافظ اولیه از خواص محافظتی کمتری برخوردار است. و در زیر این لایه اکسید، سطح کروم فولاد کاهش می‌یابد. محدوده رنگ‌بندی این تغییر رنگ از نارنجی کاهی تا آبی تیره است و به رنگ‌بندی عملیات حرارتی «برگشت دادن» که در سطوح دیگر فولادها مشاهده می‌شود شباهت دارد.
تغییر رنگ حرارتی را می‌توان توسط روش‌های اسیدشویی برطرف کرد البته این کار را باید پس از پاکسازی کامل منطقه از چربی انجام داد. در سطوحی که از دید پنهان هستند حذف تغییر رنگ حرارتی اهمیت زیادی دارد. زیرا این سطوح در معرض محیط سرویس قرار می‌گیرند و اگر برطرف نشوند باعث زنگ‌زدگی فولاد ضدزنگ خواهند شد.
به منظور حذف تغییر رنگی که بر اثر جوشکاری ایجاد شده است امکان دارد به ترکیبی از تکنیک‌های پرداخت‌کاری نیاز باشد به این دلیل که نیتریک اسید به تنهایی قادر به حذف فلز کافی از سطح نیست. این ترکیب شامل عملیات‌های مکانیکی چون فرزکاری است که پس از آن با اسید نیتریک آلودگی زدایی می‌شود.
روش‌های اسیدشویی
روش‌های مختلفی در اسیدشویی برای ساخت اجزای ساختمان، قطعات فولاد ضدزنگ و فلزکاری وجود دارد اما مهمترین آن‌ها شامل استفاده از هیدروفلوئوریک اسید و اسید نیتریک است. متخصصان اسیدشویی به منظور تمیز نمودن کامل مواد یا مناطق بزرگ از روش‌های زیر استفاده می‌کنند.
– اسیدشویی به روش غوطه‌وری درون مخزن: این روش معمولا توسط متخصص اسیدشویی یا خارج از محل و در کارخانه تولیدکننده انجام می‌شود. روش غوطه‌وری درون مخزن دارای ویژگی ایجاد یکنواختی اسیدشویی و مقامت به خوردگی مناسب در تمام سطوح با دسترسی دشوار است. همچنین به دلیل انجام آن در خارج از محیط یا سایت بهترین گزینه در زمینه بهداشت و ایمنی محسوب می‌شود. اسیدشویی در کارگاه‌های پرداخت‌کاری یا در کارخانجات تولیدکننده فولاد ضدزنگ با دقت زیادی کنترل می‌شود و آثار مخرب محیط زیستی آن را کاهش می‌دهد.
– اسیدشویی به روش بازگردشی: این روش از طریق سیستم و شامل گردش سیال اسیدشویی است. استفاده از روش اسیدشویی بازگردشی در لوله‌کشی انجام شده برای حمل مایعات خورنده توصیه می‌گردد.
– اسیدشویی به روش اسپری بر روی سطوح: امکان استفاده از اسیدشویی به روش اسپری در محل وجود دارد اما باید توسط متخصصان و همراه با روش‌های ایمن و تجهیزات لازم انجام شود.
در اطراف مناطق جوشکاری و مناطق کوچکتر از روش‌های زیر استفاده می‌شود:
- تمیزکاری الکتروشیمیایی
- برس کشی بر روی ژل اسیدی یا خمیر مخصوص اسیدشویی
در زمان اسیدشویی فولاد ضدزنگ توسط خمیر یا ژل باید دقت داشت که قبل از خشک شدن ژل، به خوبی آن را توسط آب یون‌زدایی شده شستشو داد.
اسیدشویی گریدهای مختلف استیل
امکان اسیدشویی فولادهای ضدزنگ به نحوه ساخت و و درصد عناصر آلیاژی وابسته است. بنابراین فرآیندی وجود ندارد که برای همه گریدهای فولاد زنگ نزن اثر بخش باشد. همچنین تعداد و اندازه قطعاتی که قرار است اسیدشویی شوند از دیگر عواملی هستند که به انتخاب درست روش و عامل اسیدشویی کمک می‌کنند.
فولادهای زنگ‌نزن آستنیتی
برای اسیدشویی فولادهای زنگ‌نزن آستنیتی مانند ورق استیل 304، 316، 316L و 304L از روش‌های ساده استفاده می‌شود. و مخلوط هیدروفلئوریک اسید و اسید نیتریک در آب پرکاربردترین محلول برای این دسته از فولادهای ضد زنگ محسوب می‌شود. میزان اثربخشی را می‌توان با تغییر عواملی مثل دما، غلظت‌ها و زمان تنظیم کرد. آزمون عملی بهترین راه برای بررسی غلظت مورد نیاز اسیدها در آب است.
فولادهای زنگ‌نزن فریتی و مارتنزیتی
استیل‌های ضدزنگ مانند ورق استیل 410 و 430 در مقایسه با فولادهای زنگ نزن آستنیتی از درصد کروم کمتری برخوردارند. به همین دلیل این نوع ورق استیل در برابر خوردگی مقاومت کمتری داشته و فرآیند اسیدشویی آن‌ها آسان‌تر است.
فولادهای زنگ‌نزن مارتنزیتی در حالت سخت‌کاری شده
این دسته از فولادها اگر در معرض اسیدهایی که باعث هیدروژن‌زایی می‌شوند قرار بگیرند، دچار حمله درون-دانه ای یا تردشدگی هیدروژنی خواهند شد. بنابراین توصیه می‌شود از روش‌های مکانیکی برای تمیزکاری آن‌ها استفاده شود. اما اگر اسیدشویی چاره ناپذیر باشد، قطعات فولادی بلافاصله پس از اسیدشویی باید در دمای 120 تا 150 درجه سلسیوس به مدت 24 ساعت حرارت داده شوند. این کار برای بیرون راندن هیدروژن و جلوگیری از تردشدگی انجام می‌شود. اما اگر از محلول‌های ذکر شده در استاندارد ASTM A380 یا دیگر اسیدهایی که باعث تولید هیدروژن نمی‌شوند استفاده شود نیاز به انجام آن نیست.
فولادهای زنگ‌نزن دوپلکس و فولادهای زنگ‌نزن آلیاژ بالا
این دسته به دلیل برخورداری از مقاومت به خوردگی بالا، برای اسیدشویی به ترکیبات خورنده‌تری از اسیدها، زمان و دما‌های بالاتری نیاز دارند. خطر اسیدشویی اضافی که سبب زبری سطح می‌شود در این دسته کمتر است. همچنین برای اسیدشویی گریدهای آلیاژ-بالا برای حذف اکسیدها، آماده‌سازی سطح به روش مکانیکی توصیه می‌گردد.
دفع فاضلاب و خنثی سازی اسید
پس از اسیدشویی، آبی که برای آبکشی قطعه استفاده شده است اسیدی بوده و حاوی فلزاتی سنگینی چون نیکل و کروم است. این آب باید با در نظر گرفتن الزامات قانونی دفع شود. برای این عمل باید از روش‌های خنثی‌سازی با کمک عوامل قلیایی مانند سدیم کربنات یا کلسیم هیدروکسید به همراه عوامل ته‌نشین کننده استفاده شود.
با تنظیم PH این فاضلاب، فلزات سنگین به شکل هیدروکسیدهای فلزی رسوب خواهند کرد. بهترین حالت رسوب‌زایی، در PH با مقدار 9.5 است. لجن تشکیل شده توسط فلزات سنگین باید به روش صحیح دفع فلزات سنگین دفع شود.
نکات ایمنی
در زمان انجام اسیدشویی فولاد ضدزنگ باید از تجهیزات ایمنی همچون لباس ایمنی پلاستیکی، دستکش لاستیکی و نقاب صورت استفاده شود. به دلیل متصاعد شدن گازهای سمی و مضر، باید روی حوضچه‌های اسیدشویی را روکش کشید و این عملیات را باید در مکان‌هایی با تهویه مناسب انجام داد. همچنین پرسنل باید آموزش‌های لازم در زمان بروز حادثه را آموزش دیده باشند.
بیشتر بخوانید: نوردکاری چیست و انواع آن
ممنونم از اطلاعاتتون و تیم حرفه ای تجارت آلیاژ