การเคลือบผิวท่อเหล็กไร้รอยต่อ

Ⅰ-กรดการดอง

1.- คำจำกัดความของ Acid-Pickling: กรดถูกใช้เพื่อกำจัดตะกรันออกไซด์ของเหล็กทางเคมีที่ความเข้มข้น อุณหภูมิ และความเร็วที่กำหนด ซึ่งเรียกว่าการดอง

2. การจำแนกกรดดอง: กรดดองแบ่งออกเป็นกรดซัลฟิวริก กรดไฮโดรคลอริก กรดไนตริก และกรดไฮโดรฟลูออริกตามชนิดของกรด การเลือกวัสดุดองที่เหมาะสมกับวัสดุของเหล็ก เช่น การดองเหล็กกล้าคาร์บอนด้วยกรดซัลฟิวริกและกรดไฮโดรคลอริก หรือการดองเหล็กกล้าไร้สนิมด้วยส่วนผสมของกรดไนตริกและกรดไฮโดรฟลูออริก

ตามรูปร่างของเหล็ก แบ่งออกเป็น การดองลวด การดองเหล็กตี การดองเหล็กแผ่น การดองเหล็กแผ่น ฯลฯ

โดยแบ่งตามประเภทของอุปกรณ์การดอง แบ่งเป็น การดองแบบถัง การดองแบบกึ่งต่อเนื่อง การดองแบบต่อเนื่องเต็มรูปแบบ และการดองแบบหอคอย

3. หลักการดองกรด: การดองกรดเป็นกระบวนการกำจัดตะกรันออกไซด์ของเหล็กออกจากพื้นผิวโลหะโดยใช้วิธีการทางเคมี จึงเรียกอีกอย่างหนึ่งว่าการดองกรดทางเคมี ตะกรันออกไซด์ของเหล็ก (Fe203, Fe304, Fe0) ที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวท่อเหล็กเป็นออกไซด์เบสที่ไม่ละลายน้ำ เมื่อนำไปแช่ในสารละลายกรดหรือพ่นด้วยสารละลายกรดบนพื้นผิว ออกไซด์เบสเหล่านี้สามารถเปลี่ยนแปลงทางเคมีได้อย่างต่อเนื่องเมื่อถูกกรด

เนื่องจากตะกรันออกไซด์บนพื้นผิวของเหล็กกล้าโครงสร้างคาร์บอนหรือเหล็กกล้าผสมต่ำมีลักษณะหลวม มีรูพรุน และแตกร้าว ประกอบกับการดัดซ้ำๆ ของตะกรันออกไซด์ควบคู่ไปกับเหล็กแผ่นในระหว่างการยืดตรง การยืดตรงด้วยแรงดึง และการขนส่งบนสายการดอง รอยแตกร้าวเหล่านี้จึงขยายตัวมากขึ้น ดังนั้น สารละลายกรดจึงทำปฏิกิริยาทางเคมีกับตะกรันออกไซด์ และยังทำปฏิกิริยากับเหล็กแผ่นผ่านรอยแตกและรูพรุน กล่าวคือ ในช่วงเริ่มต้นของการล้างด้วยกรด จะมีปฏิกิริยาเคมีสามอย่างเกิดขึ้นพร้อมกันระหว่างตะกรันออกไซด์ของเหล็ก โลหะเหล็ก และสารละลายกรด ตะกรันออกไซด์ของเหล็กทำปฏิกิริยาทางเคมีกับกรดและถูกละลาย (การละลาย) โลหะเหล็กทำปฏิกิริยากับกรดเพื่อสร้างก๊าซไฮโดรเจน ซึ่งจะลอกตะกรันออกไซด์ออกทางกลไก (ผลการลอกเชิงกล) ไฮโดรเจนอะตอมที่เกิดขึ้นจะรีดิวซ์ออกไซด์ของเหล็กให้เป็นออกไซด์ของเหล็ก ซึ่งมีแนวโน้มที่จะเกิดปฏิกิริยากับกรด จากนั้นจึงทำปฏิกิริยากับกรดเพื่อกำจัดออก (รีดักชัน)

Ⅱ-การทำให้เป็นพาสซีฟ/การปิดใช้งาน/การปิดใช้งาน

1. หลักการพาสซีเวชัน: กลไกของพาสซีเวชันสามารถอธิบายได้ด้วยทฤษฎีฟิล์มบาง ซึ่งชี้ให้เห็นว่าพาสซีเวชันเกิดจากปฏิกิริยาระหว่างโลหะกับสารออกซิไดซ์ ทำให้เกิดฟิล์มพาสซีเวชันที่บางมาก หนาแน่น ปกคลุมดี และดูดซับได้อย่างแน่นหนาบนพื้นผิวโลหะ ชั้นฟิล์มนี้อยู่ในสถานะอิสระ ซึ่งโดยปกติแล้วจะเป็นสารประกอบของโลหะที่ถูกออกซิไดซ์ มีบทบาทในการแยกโลหะออกจากสารกัดกร่อนอย่างสมบูรณ์ ป้องกันไม่ให้โลหะสัมผัสกับสารกัดกร่อน จึงเป็นการหยุดการสลายตัวของโลหะและเกิดสภาวะพาสซีเวชันเพื่อป้องกันการกัดกร่อน

2.- ข้อดีของ Passivation:

1) เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการปิดผนึกทางกายภาพแบบดั้งเดิม การบำบัดแบบพาสซีฟมีลักษณะเฉพาะคือไม่เพิ่มความหนาของชิ้นงานและเปลี่ยนสีเลย ทำให้มีความแม่นยำมากขึ้นและมูลค่าเพิ่มของผลิตภัณฑ์ดีขึ้น ทำให้การทำงานสะดวกยิ่งขึ้น

2) เนื่องจากกระบวนการทำให้เป็นพาสซีฟไม่มีปฏิกิริยาตอบสนอง จึงสามารถเติมและนำสารทำให้เกิดพาสซีฟมาใช้ซ้ำได้ ส่งผลให้มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นและประหยัดต้นทุนมากขึ้น

3) การเคลือบแบบพาสซีฟช่วยส่งเสริมการสร้างฟิล์มพาสซีฟโครงสร้างโมเลกุลออกซิเจนบนพื้นผิวโลหะ ซึ่งทำให้มีขนาดกะทัดรัดและมีเสถียรภาพในการทำงาน อีกทั้งยังสามารถซ่อมแซมตัวเองได้ในอากาศ ดังนั้น เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการเคลือบน้ำมันป้องกันสนิมแบบดั้งเดิม ฟิล์มพาสซีฟที่เกิดจากการเคลือบแบบพาสซีฟจึงมีความเสถียรและทนต่อการกัดกร่อนมากกว่า ผลกระทบจากประจุไฟฟ้าส่วนใหญ่ในชั้นออกไซด์มีความสัมพันธ์โดยตรงหรือโดยอ้อมกับกระบวนการออกซิเดชันด้วยความร้อน ในช่วงอุณหภูมิ 800-1250 องศาเซลเซียส กระบวนการออกซิเดชันด้วยความร้อนโดยใช้ออกซิเจนแห้ง ออกซิเจนเปียก หรือไอน้ำ มีสามขั้นตอนต่อเนื่องกัน ขั้นตอนแรก ออกซิเจนในชั้นบรรยากาศจะเข้าสู่ชั้นออกไซด์ที่เกิดขึ้น จากนั้นออกซิเจนจะแพร่กระจายภายในผ่านซิลิคอนไดออกไซด์ เมื่อออกซิเจนไปถึงรอยต่อระหว่าง SiO2 และ SiO2 จะทำปฏิกิริยากับซิลิคอนเพื่อสร้างซิลิคอนไดออกไซด์ใหม่ ด้วยวิธีนี้ กระบวนการต่อเนื่องของปฏิกิริยาการแพร่กระจายออกซิเจนจึงเกิดขึ้น ส่งผลให้ซิลิกอนใกล้กับอินเทอร์เฟซถูกแปลงเป็นซิลิกาอย่างต่อเนื่อง และชั้นออกไซด์จะเติบโตไปทางด้านในของเวเฟอร์ซิลิกอนด้วยอัตราหนึ่ง

Ⅲ-ฟอสเฟต

การเคลือบฟอสเฟตเป็นปฏิกิริยาเคมีที่ก่อให้เกิดชั้นฟิล์ม (ฟิล์มฟอสเฟต) บนพื้นผิว กระบวนการเคลือบฟอสเฟตส่วนใหญ่ใช้กับพื้นผิวโลหะ เพื่อสร้างฟิล์มป้องกันเพื่อแยกโลหะออกจากอากาศและป้องกันการกัดกร่อน นอกจากนี้ยังสามารถใช้เป็นสีรองพื้นสำหรับผลิตภัณฑ์บางชนิดก่อนการทาสี การเคลือบฟอสเฟตนี้ช่วยเพิ่มการยึดเกาะและความต้านทานการกัดกร่อนของชั้นสี ปรับปรุงคุณสมบัติการตกแต่ง และทำให้พื้นผิวโลหะดูสวยงามยิ่งขึ้น นอกจากนี้ยังสามารถมีบทบาทในการหล่อลื่นในกระบวนการขึ้นรูปโลหะแบบเย็นบางประเภทได้อีกด้วย

หลังจากการเคลือบฟอสเฟตแล้ว ชิ้นงานจะไม่เกิดออกซิเดชันหรือเกิดสนิมเป็นเวลานาน ดังนั้นการเคลือบฟอสเฟตจึงเป็นที่นิยมอย่างกว้างขวาง และยังเป็นกระบวนการเคลือบพื้นผิวโลหะที่ใช้กันทั่วไป มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น ยานยนต์ เรือ และการผลิตเครื่องจักรกล

1.- การจำแนกประเภทและการประยุกต์ใช้ฟอสเฟต

โดยทั่วไปแล้ว การเคลือบพื้นผิวจะมีสีที่แตกต่างกัน แต่การเคลือบด้วยฟอสเฟตสามารถพิจารณาตามความต้องการจริงได้ โดยใช้สารฟอสเฟตที่แตกต่างกันเพื่อให้ได้สีที่แตกต่างกัน นี่คือเหตุผลที่เรามักเห็นการเคลือบด้วยฟอสเฟตเป็นสีเทา สี หรือสีดำ

การฟอสเฟตเหล็ก: หลังจากฟอสเฟตแล้ว พื้นผิวจะมีสีรุ้งและสีน้ำเงิน จึงเรียกอีกอย่างว่าฟอสฟอรัสสี สารละลายฟอสเฟตส่วนใหญ่ใช้โมลิบเดตเป็นวัตถุดิบ ซึ่งจะก่อตัวเป็นฟิล์มฟอสเฟตสีรุ้งบนพื้นผิวของวัสดุเหล็ก และยังใช้เป็นหลักในการทาสีชั้นล่าง เพื่อเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนของชิ้นงานและเพิ่มการยึดเกาะของสารเคลือบผิว