مقالات, مقالات ورق استیل
اسیدشویی استیل چیست و کجا کاربرد دارد؟
آذر
یکی از مراحل در تولید مقاطع فولاد ضد زنگ، اسیدشویی استیل است. این عملیات برای مثال یک مرحله قبل از نورد سرد صورت می‌گیرد که مقاطع استنلس استیل را برای تبدیل شدن به شکل نهایی از نظر ظاهری و فنی آماده می‌سازد. همچنین پس از عملیات حرارتی و یا جوشکاری اسید شویی استنلس استیل انجام می‌شود تا خواص ضد خوردگی استیل را به آن باز گرداند. در این مطلب قصد داریم به عملیات اسیدشویی فولاد ضد زنگ و دلایل آن بپردازیم و شما را با مفاهیم فنی و اصطلاحات مرتبط با این مرحله در تولید فولاد ضد زنگ آشنا کنیم. پس تا انتهای این مقاله از سایت استیل رخ همراه ما باشید.
اسیدشویی استیل چست؟
قبل از پرداختن به تعریف عملیات اسیدشویی استیل (Pickling) بهتر است با چند مورد از ویژگی‌های استیل و فولادهای ضد زنگ آشنا شوید. استنلس استیل در دماهای بالا و یا پس از جوشکاری و برخی از عملیات حرارتی، هنگامی که تا دمای بالا گرم می‌شود، لایه‌ای سطحی از اکسیدهای فلزی بر سطح آن تشکیل می‌شود. چرا که با بالا رفتن دما واکنش پذیری استیل نیز بالا رفته و به راحتی اکسید می‌شود. در این حالت لایه زیر اکسید تشکیل شده مقاومت در برابر خوردگی خود را ازدست داده و این عامل سبب می‌شود که استنلس استیل خاصیت اصلی خود را از دست بدهد.
در این موارد با استفاده از نیتریک اسید و هیدروفلوریک اسید، لایه اکسید سطحی و لایه غیر مقاوم در برابر خوردگی را از بین می‌برند و اصطلاحاً استیل را اسیدشویی می‌کنند. پس از اسیدشویی استیل هیچ آلودگی سطحی روی ورق باقی نمی‌ماند و این قابلیت وجود دارد که مجدد لایه غیرفعال اکسید کروم روی آن تشکیل شود و نسبت به خوردگی مقاومت پیدا کند. ورق بعد از اسیدشویی استیل و تمیز شدن سطح، برای غیر فعال سازی آماده می‌شود.
غیر فعال‌سازی ورق پس از اسیدشویی فولاد ضد زنگ
ورق پس از تمیز شدن و رسوب زدایی طی عملیات اسید شویی استیل، برای غیر فعال‌سازی (Passivation) آماده می‌شود. غیر فعال سازی را می‌توان بدون اسید شویی نیز انجام داد. این فرآیند معمولا خود به خود بر روی سطح استیل انجام می‌شود اما در برخی موارد بهتر است تا با استفاده از یک اسید اکسید کننده این مرحله را پس از اسیدشویی استیل انجام دهیم. بر خلاف اسید شویی در این مرحله هیچ لایه‌ای از سطح استیل جدا نمی‌شود. برای غیر فعال کردن از اسید نیتریک استفاده می‌شود. این فرآیند سبب تولید یک لایه بسیار نازک اکسید کروم بر روی سطح استیل می‌شود. این لایه غیر فعال است و با اکسیژن و مواد خورنده محیطی واکنش نمی‌دهد. این مکانیزم به صورت خود به خود بر روی سطح استنلس استیل یا فولاد ضد زنگ انجام می‌شود ولی همانطور که گفته شد در برخی از کاربری‌ها نیاز است تا این مرحله با استفاده از اسید بصورت کامل انجام شود.
چرا برای تولید ورق استیل از اسید شویی استفاده می‌شود؟
ورق استیل، پس از اسیدشویی دارای ویژگی‌هایی است که در این بخش به بررسی آن می‌پردازیم. پس از انجام فرآیندهای مختلف مانند جوشکاری، عملیات حرارتی و یا شکل دهی گرم، به دلیل بالا رفتن دما، یک لایه اکسید فعال بر روی ساختار استیل تشکیل می‌شود. این لایه تشکیل شده مقاومت بسیار کمی در برابر حرارت دارد و لایه زیرین آن نیز کروم خود را از دست می‌دهد. یکی از مواردی که باید از اسید شویی استیل استفاده کرد، مناطق جوشکاری شده روی ورق است. چرا که در ناحیه متاثر از حرارت (Heat Affected Zone – HAZ) ریزساختار بهم می‌ریزد و میزان کروم موجود در موضع جوش کاهش می‌یابد. به همین دلیل نیز پس از جوشکاری، اسید شویی استیل انجام می‌شود تا لایه غیر فعال اکسید کروم ترمیم شود.
بیشتر بخوانید: انواع روش‌های شکل دهی ورق استیل
عملیات اسیدشویی استیل چگونه انجام می‌شود؟
همانطور که گفته شد اسیدشویی استیل به کمک اسیدهایی مانند نیتریک اسید (Nitric acid) و هیدروفلوریک اسید (Hydrofluoric acid) تولید می‌شود. اسید شویی و غیرفعال کردن استیل می‌تواند برای قطعاتی که در دمای بالا کار می‌کنند بسیار مهم باشد و سبب طول عمر و دوام این قطعات شود. به این ترتیب با غیر فعال سازی، یک لایه از اکسید غیر فعال بر روی سطح استیل تشکیل می‌شود که هرچه ضخامت این لایه بیشتر باشد، در دمای کاری بالا نیز مقاومت به خوردگی استیل همچنان حفظ شود.
در عملیات اسیدشویی استیل می‌توان از تانک‌های محتوی اسید استفاده کرد و قطعات را درون آن غوطه‌ور کرد. راه دیگر اسید شویی استیل اسپری کردن اسید بر روی سطح آن است. انتخاب روش مناسب اسید شویی به هندسه قطعه، ابعاد و محیط کاری آن باز می‌گردد.
هرکدام ار روش‌های اسید شویی استیل ویژگی‌های خاص خود را دارد. روش غوطه‌وری به دلیل انجام فرآیند خارج از محیط کار، از نظر عدم تولید آلودگی بسیار مناسب است. همچنین در این روش تمام سطوح و هندسه قطعه در تماس با اسید قرار می‌گیرد و مقاومت به خوردگی یکنواخت را در سطح استیل ایجاد می‌کند. استفاده از روش اسپری نیز مزیت‌های خاصی دارد. مهم‌ترین مزیت آن استفاده از این روش در محیط کاربری قطعه و عدم نیاز به جداسازی و حمل به محل دیگر است. می‌توان از این روش برای اسید شویی قطعات استیلی که در محیط کار نصب شده‌اند استفاده کرد.
انتخاب اسید مناسب برای غیرفعال سازی ورق استیل
پس از اسیدشویی استیل نوبت به غیر فعال سازی می‌رسد. غیرفعال کردن ورق استیل یکی از مراحل مهم برای برخی از قطعات استیل با محیط‌های کاربری خاص مانند کوره‌هاست. برای تقویت لایه اکسید غنی از کروم بر روی سطح استیل باید از یک محلول اکسیداسیون با قدرت بالا استفاده کرد. برای برخی قطعات با حساسیت کمتر نیز می‌توان از اسیدهایی با غلظت کمتر استفاده کرد. به طور کلی انتخاب اسید مناسب به نوع انجام کار و هندسه قطعه بستگی دارد. برای استفاده از قطعات استیل در محیط کوره‌ها نمی‌توان از گرم کردن برای افزایش ضخامت فیلم اکسیدی استفاده کرد. برای این کار از اسید نیتریک استفاده می‌شود. اسید نیتریک سبب تشکیل یک لایه ضخیم‌تر از فیلم اکسیدی مقاوم به خوردگی بر روی سطح ورق می‌شود.
سخن آخر
اسیدشویی استیل را شناختیم. این عملیات شامل شست و شوی ورق استیل با استفاده از اسیدهای مختلف است. ورق اسیدشویی ظاهری بسیار تمیزتر از ورق استیل گرم و یا قطعه استیل جوشکاری شده یا شکل دهی گرم شده دارد. چرا که با کمک اسید شویی فولاد ضد زنگ اکسیدهای سطحی ورق استیل از بین می‌روند. پس از اسید شویی، غیرفعال کردن ورق استیل انجام می‌شود که در این مرحله لایه اکسید کروم تشکیل شده بر روی سطح استیل ضخیم‌تر می‌شود و سبب بهبود مقاومت در برابر خوردگی می‌شود.
