การปรับสภาพพื้นผิวของท่อเหล็กไร้รอยต่อ

Ⅰ-กรดการดอง

1. นิยามของการดองด้วยกรด: การใช้กรดในการกำจัดคราบออกไซด์ของเหล็กด้วยกระบวนการทางเคมีที่ความเข้มข้น อุณหภูมิ และความเร็วที่เหมาะสม เรียกว่า การดอง

2. การจำแนกประเภทการดองด้วยกรด: ตามชนิดของกรด สามารถแบ่งออกได้เป็น การดองด้วยกรดซัลฟิวริก การดองด้วยกรดไฮโดรคลอริก การดองด้วยกรดไนตริก และการดองด้วยกรดไฮโดรฟลูออริก ต้องเลือกใช้สารละลายในการดองที่แตกต่างกันไปตามวัสดุของเหล็ก เช่น การดองเหล็กกล้าคาร์บอนด้วยกรดซัลฟิวริกและกรดไฮโดรคลอริก หรือการดองเหล็กกล้าไร้สนิมด้วยส่วนผสมของกรดไนตริกและกรดไฮโดรฟลูออริก

ตามรูปทรงของเหล็ก สามารถแบ่งออกได้เป็น การดองลวด การดองชิ้นงานขึ้นรูป การดองแผ่นเหล็ก การดองเหล็กเส้น เป็นต้น

ตามประเภทของอุปกรณ์ดอง สามารถแบ่งออกได้เป็น การดองในถัง การดองแบบกึ่งต่อเนื่อง การดองแบบต่อเนื่องเต็มรูปแบบ และการดองแบบหอคอย

3. หลักการของการล้างกรด: การล้างกรดเป็นกระบวนการกำจัดคราบออกไซด์ของเหล็กออกจากพื้นผิวโลหะโดยใช้วิธีทางเคมี ดังนั้นจึงเรียกอีกอย่างว่าการล้างกรดด้วยสารเคมี คราบออกไซด์ของเหล็ก (Fe2O3, Fe3O4, Fe0) ที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวของท่อเหล็กเป็นออกไซด์พื้นฐานที่ไม่ละลายในน้ำ เมื่อแช่ในสารละลายกรดหรือฉีดพ่นด้วยสารละลายกรดลงบนพื้นผิว ออกไซด์พื้นฐานเหล่านี้จะเกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมีหลายอย่างกับกรด

เนื่องจากลักษณะของชั้นออกไซด์ที่หลวม มีรูพรุน และแตกร้าวบนพื้นผิวของเหล็กโครงสร้างคาร์บอนหรือเหล็กอัลลอยต่ำ ประกอบกับการงอซ้ำๆ ของชั้นออกไซด์ไปพร้อมกับแผ่นเหล็กในระหว่างการยืด การยืดด้วยแรงดึง และการขนส่งในสายการผลิตกรด ทำให้รอยแตกร้าวเหล่านี้เพิ่มขึ้นและขยายตัวมากขึ้น ดังนั้น สารละลายกรดจึงทำปฏิกิริยากับชั้นออกไซด์ทางเคมี และยังทำปฏิกิริยากับเหล็กที่เป็นพื้นผิวผ่านรอยแตกร้าวและรูพรุน กล่าวคือ ในช่วงเริ่มต้นของการล้างด้วยกรด ปฏิกิริยาเคมีสามอย่างระหว่างชั้นออกไซด์ของเหล็ก เหล็กที่เป็นโลหะ และสารละลายกรดจะเกิดขึ้นพร้อมกัน ชั้นออกไซด์ของเหล็กทำปฏิกิริยากับกรดและละลาย (การละลาย) เหล็กที่เป็นโลหะทำปฏิกิริยากับกรดเพื่อสร้างก๊าซไฮโดรเจน ซึ่งจะลอกชั้นออกไซด์ออกทางกล (ผลการลอกทางกล) ไฮโดรเจนอะตอมที่เกิดขึ้นจะลดออกไซด์ของเหล็กให้เป็นเฟอร์รัสออกไซด์ซึ่งไวต่อปฏิกิริยากับกรด จากนั้นทำปฏิกิริยากับกรดเพื่อกำจัดออก (การรีดิวซ์)

Ⅱ-พาสซิเวชัน/การปิดใช้งาน/การยกเลิกการใช้งาน

1. หลักการเกิดชั้นฟิล์มป้องกันการกัดกร่อน: กลไกการเกิดชั้นฟิล์มป้องกันการกัดกร่อนสามารถอธิบายได้ด้วยทฤษฎีฟิล์มบาง ซึ่งชี้ให้เห็นว่าการเกิดชั้นฟิล์มป้องกันการกัดกร่อนเกิดจากการปฏิสัมพันธ์ระหว่างโลหะและสารออกซิไดซ์ ทำให้เกิดฟิล์มป้องกันการกัดกร่อนที่บางมาก หนาแน่น ปกคลุมได้ดี และยึดติดแน่นบนพื้นผิวโลหะ ฟิล์มชั้นนี้มีอยู่เป็นเฟสอิสระ โดยปกติจะเป็นสารประกอบของโลหะที่ถูกออกซิไดซ์ ทำหน้าที่แยกโลหะออกจากตัวกลางที่กัดกร่อนอย่างสมบูรณ์ ป้องกันไม่ให้โลหะสัมผัสกับตัวกลางที่กัดกร่อน จึงช่วยหยุดการละลายของโลหะและสร้างสภาวะป้องกันการกัดกร่อนได้

2. ข้อดีของการทำพาสซิเวชั่น:

1) เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการปิดผนึกทางกายภาพแบบดั้งเดิม การบำบัดด้วยการทำให้เกิดชั้นป้องกันมีลักษณะเฉพาะคือ ไม่ทำให้ความหนาของชิ้นงานเพิ่มขึ้นและไม่เปลี่ยนสี ช่วยเพิ่มความแม่นยำและมูลค่าเพิ่มของผลิตภัณฑ์ และทำให้การใช้งานสะดวกยิ่งขึ้น

2) เนื่องจากกระบวนการพาสซิเวชันไม่ก่อให้เกิดปฏิกิริยาใดๆ จึงสามารถเติมและใช้งานสารพาสซิเวชันซ้ำได้หลายครั้ง ส่งผลให้มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นและต้นทุนประหยัดกว่า

3) การพาสซิเวชันส่งเสริมการก่อตัวของฟิล์มพาสซิเวชันที่มีโครงสร้างโมเลกุลของออกซิเจนบนพื้นผิวโลหะ ซึ่งมีความหนาแน่นและเสถียรในการใช้งาน และมีผลในการซ่อมแซมตัวเองในอากาศไปพร้อมกัน ดังนั้น เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการเคลือบน้ำมันกันสนิมแบบดั้งเดิม ฟิล์มพาสซิเวชันที่เกิดจากการพาสซิเวชันจึงมีความเสถียรและทนต่อการกัดกร่อนมากกว่า ผลกระทบส่วนใหญ่ในชั้นออกไซด์เกี่ยวข้องโดยตรงหรือโดยอ้อมกับกระบวนการออกซิเดชันด้วยความร้อน ในช่วงอุณหภูมิ 800-1250 ℃ กระบวนการออกซิเดชันด้วยความร้อนโดยใช้ออกซิเจนแห้ง ออกซิเจนชื้น หรือไอน้ำ มีสามขั้นตอนต่อเนื่องกัน ขั้นแรก ออกซิเจนในบรรยากาศโดยรอบจะเข้าไปในชั้นออกไซด์ที่เกิดขึ้น จากนั้นออกซิเจนจะแพร่กระจายเข้าไปภายในผ่านซิลิคอนไดออกไซด์ เมื่อถึงส่วนต่อประสาน SiO2-Si มันจะทำปฏิกิริยากับซิลิคอนเพื่อสร้างซิลิคอนไดออกไซด์ใหม่ ด้วยวิธีนี้ กระบวนการแพร่ของออกซิเจนเข้าสู่ภายในจึงเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง ทำให้ซิลิคอนที่อยู่ใกล้รอยต่อเปลี่ยนไปเป็นซิลิกาอย่างต่อเนื่อง และชั้นออกไซด์ก็เติบโตเข้าไปด้านในของแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนในอัตราที่แน่นอน

Ⅲ-การฟอสเฟต

การเคลือบฟอสเฟตเป็นปฏิกิริยาเคมีที่สร้างชั้นฟิล์ม (ฟิล์มฟอสเฟต) บนพื้นผิว กระบวนการเคลือบฟอสเฟตส่วนใหญ่ใช้กับพื้นผิวโลหะ โดยมีจุดประสงค์เพื่อสร้างฟิล์มป้องกันเพื่อแยกโลหะออกจากอากาศและป้องกันการกัดกร่อน นอกจากนี้ยังสามารถใช้เป็นสีรองพื้นสำหรับผลิตภัณฑ์บางชนิดก่อนการทาสีได้อีกด้วย ด้วยชั้นฟิล์มฟอสเฟตนี้ จะช่วยเพิ่มการยึดเกาะและความต้านทานการกัดกร่อนของชั้นสี ปรับปรุงคุณสมบัติด้านความสวยงาม และทำให้พื้นผิวโลหะดูสวยงามยิ่งขึ้น นอกจากนี้ยังสามารถทำหน้าที่เป็นสารหล่อลื่นในกระบวนการขึ้นรูปเย็นของโลหะบางอย่างได้อีกด้วย

หลังจากผ่านกระบวนการฟอสเฟตแล้ว ชิ้นงานจะไม่เกิดการออกซิเดชันหรือสนิมเป็นเวลานาน ดังนั้นกระบวนการฟอสเฟตจึงมีการใช้งานอย่างกว้างขวางและเป็นกระบวนการปรับสภาพพื้นผิวโลหะที่ใช้กันทั่วไป มีการใช้งานเพิ่มมากขึ้นในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น ยานยนต์ เรือ และการผลิตเครื่องจักรกล

1. การจำแนกประเภทและการประยุกต์ใช้ฟอสเฟตติ้ง

โดยปกติแล้ว การเคลือบผิวจะทำให้ได้สีที่แตกต่างกัน แต่การเคลือบฟอสเฟตสามารถปรับได้ตามความต้องการจริง โดยใช้สารฟอสเฟตที่แตกต่างกันเพื่อให้ได้สีที่หลากหลาย นี่คือเหตุผลที่เรามักเห็นการเคลือบฟอสเฟตในสีเทา สี หรือสีดำ

การเคลือบฟอสเฟตเหล็ก: หลังจากการเคลือบฟอสเฟตแล้ว พื้นผิวจะแสดงสีรุ้งและสีน้ำเงิน จึงเรียกอีกอย่างว่าการเคลือบฟอสเฟตสี สารละลายฟอสเฟตส่วนใหญ่ใช้โมลิบเดตเป็นวัตถุดิบ ซึ่งจะสร้างฟิล์มฟอสเฟตสีรุ้งบนพื้นผิวของวัสดุเหล็ก และส่วนใหญ่ใช้สำหรับเคลือบชั้นล่าง เพื่อเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนของชิ้นงานและปรับปรุงการยึดเกาะของสารเคลือบผิว