การเคลือบผิวท่อเหล็กไร้รอยต่อ

Ⅰ-กรดการดอง

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

2. การจำแนกกรด-การดอง: แบ่งตามประเภทของกรดเป็น การดองด้วยกรดซัลฟิวริก การดองด้วยกรดไฮโดรคลอริก การดองด้วยกรดไนตริก และการดองด้วยกรดไฮโดรฟลูออริก ต้องเลือกสื่อการดองที่แตกต่างกันตามวัสดุของเหล็ก เช่น การดองเหล็กกล้าคาร์บอนด้วยกรดซัลฟิวริกและกรดไฮโดรคลอริก หรือการดองเหล็กกล้าไร้สนิมด้วยส่วนผสมของกรดไนตริกและกรดไฮโดรฟลูออริก

โดยแบ่งตามรูปทรงของเหล็ก เป็นการดองลวด การดองเหล็กด้วยการตี การดองเหล็กแผ่น การดองเหล็กแผ่นแถบ ฯลฯ

โดยแบ่งตามประเภทของอุปกรณ์การดอง ออกเป็น การดองแบบถัง การดองแบบกึ่งต่อเนื่อง การดองแบบต่อเนื่องเต็มรูปแบบ และการดองแบบหอคอย

3.- หลักการของการดองกรด: การดองกรดเป็นกระบวนการขจัดตะกรันออกไซด์ของเหล็กออกจากพื้นผิวโลหะโดยใช้วิธีทางเคมี จึงเรียกอีกอย่างว่าการดองกรดทางเคมี ตะกรันออกไซด์ของเหล็ก (Fe203, Fe304, Fe0) ที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวของท่อเหล็กเป็นออกไซด์เบสที่ไม่ละลายน้ำ เมื่อจุ่มลงในสารละลายกรดหรือพ่นสารละลายกรดบนพื้นผิว ออกไซด์เบสเหล่านี้สามารถเกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมีกับกรดได้หลายครั้ง

เนื่องจากตะกรันออกไซด์บนพื้นผิวของเหล็กกล้าโครงสร้างคาร์บอนหรือเหล็กกล้าโลหะผสมต่ำมีลักษณะหลวม มีรูพรุน และแตกร้าว ประกอบกับการดัดตะกรันออกไซด์ซ้ำๆ พร้อมกับแผ่นเหล็กในระหว่างการยืด การยืดด้วยแรงดึง และการขนส่งบนสายการดอง ทำให้รอยแตกร้าวในรูพรุนเหล่านี้เพิ่มมากขึ้นและขยายตัว ดังนั้น สารละลายกรดจึงทำปฏิกิริยากับตะกรันออกไซด์ทางเคมี และยังทำปฏิกิริยากับเหล็กพื้นผิวเหล็กผ่านรอยแตกร้าวและรูพรุน กล่าวคือ ในช่วงเริ่มต้นของการล้างด้วยกรด ปฏิกิริยาเคมีสามอย่างระหว่างตะกรันออกไซด์ของเหล็กและสารละลายกรดของโลหะเหล็กจะเกิดขึ้นพร้อมกัน ตะกรันออกไซด์ของเหล็กทำปฏิกิริยาเคมีกับกรดและถูกละลาย (การละลาย) โลหะเหล็กทำปฏิกิริยากับกรดเพื่อสร้างก๊าซไฮโดรเจน ซึ่งจะลอกตะกรันออกไซด์ออกทางกลไก (เอฟเฟกต์การลอกทางกลไก) ไฮโดรเจนอะตอมที่เกิดขึ้นจะลดออกไซด์ของเหล็กให้เป็นออกไซด์ของเหล็กที่มีแนวโน้มเกิดปฏิกิริยากับกรด จากนั้นจึงทำปฏิกิริยากับกรดเพื่อกำจัดออก (รีดักชัน)

Ⅱ-การทำให้เฉื่อย/การปิดใช้งาน/การปิดใช้งาน

1. หลักการสร้างฟิล์มบาง: กลไกการสร้างฟิล์มบางสามารถอธิบายได้ด้วยทฤษฎีฟิล์มบาง ซึ่งแนะนำว่าการสร้างฟิล์มบางเกิดจากปฏิกิริยาระหว่างโลหะและสารออกซิไดซ์ ทำให้เกิดฟิล์มสร้างฟิล์มบางมาก หนาแน่น ปกคลุมดี และดูดซับได้แน่นบนพื้นผิวโลหะ ฟิล์มชั้นนี้มีอยู่เป็นเฟสอิสระ ซึ่งโดยปกติแล้วจะเป็นสารประกอบของโลหะที่ถูกออกซิไดซ์ ฟิล์มทำหน้าที่แยกโลหะออกจากตัวกลางที่กัดกร่อนอย่างสมบูรณ์ ป้องกันไม่ให้โลหะสัมผัสกับตัวกลางที่กัดกร่อน ด้วยเหตุนี้จึงหยุดการสลายตัวของโลหะและสร้างสถานะเฉื่อยเพื่อให้เกิดผลป้องกันการกัดกร่อน

2. ข้อดีของการทำ Passivation:

1) เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการปิดผนึกทางกายภาพแบบดั้งเดิม การบำบัดแบบพาสซีฟมีลักษณะเฉพาะที่ไม่เพิ่มความหนาของชิ้นงานและเปลี่ยนสีเลย ซึ่งช่วยเพิ่มความแม่นยำและมูลค่าเพิ่มของผลิตภัณฑ์ ทำให้การทำงานสะดวกยิ่งขึ้น

2) เนื่องจากกระบวนการทำให้เกิดปฏิกิริยาไม่มีปฏิกิริยา จึงสามารถเติมและใช้สารทำให้เกิดปฏิกิริยาซ้ำได้ ทำให้มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นและมีต้นทุนประหยัดมากขึ้น

3) การทำให้เป็นพาสซีฟช่วยส่งเสริมการก่อตัวของฟิล์มการทำให้เป็นพาสซีฟของโครงสร้างโมเลกุลออกซิเจนบนพื้นผิวโลหะ ซึ่งมีความกะทัดรัดและมีประสิทธิภาพที่เสถียร และมีผลในการซ่อมแซมตัวเองในอากาศในเวลาเดียวกัน ดังนั้น เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการเคลือบน้ำมันป้องกันสนิมแบบดั้งเดิม ฟิล์มการทำให้เป็นพาสซีฟที่เกิดจากการทำให้เป็นพาสซีฟจึงมีเสถียรภาพและทนต่อการกัดกร่อนมากกว่า ผลกระทบจากประจุส่วนใหญ่ในชั้นออกไซด์นั้นเกี่ยวข้องโดยตรงหรือโดยอ้อมกับกระบวนการออกซิเดชันด้วยความร้อน ในช่วงอุณหภูมิ 800-1250 ℃ กระบวนการออกซิเดชันด้วยความร้อนโดยใช้ออกซิเจนแห้ง ออกซิเจนเปียก หรือไอน้ำจะมี 3 ขั้นตอนต่อเนื่อง ขั้นแรก ออกซิเจนในชั้นบรรยากาศสิ่งแวดล้อมจะเข้าสู่ชั้นออกไซด์ที่เกิดขึ้น จากนั้นออกซิเจนจะแพร่กระจายภายในผ่านซิลิกอนไดออกไซด์ เมื่อไปถึงอินเทอร์เฟซ Si02-Si ออกซิเจนจะทำปฏิกิริยากับซิลิกอนเพื่อสร้างซิลิกอนไดออกไซด์ใหม่ ด้วยวิธีนี้ กระบวนการต่อเนื่องของปฏิกิริยาการแพร่กระจายของออกซิเจนจะเกิดขึ้น ส่งผลให้ซิลิกอนใกล้กับอินเทอร์เฟซถูกแปลงเป็นซิลิกาอย่างต่อเนื่อง และชั้นออกไซด์จะเติบโตไปทางส่วนภายในของเวเฟอร์ซิลิกอนด้วยอัตราที่กำหนด

Ⅲ-การฟอสเฟต

การบำบัดด้วยฟอสเฟตเป็นปฏิกิริยาเคมีที่สร้างชั้นฟิล์ม (ฟิล์มฟอสเฟต) บนพื้นผิว กระบวนการบำบัดด้วยฟอสเฟตส่วนใหญ่ใช้กับพื้นผิวโลหะ โดยมีจุดประสงค์เพื่อให้มีฟิล์มป้องกันเพื่อแยกโลหะออกจากอากาศและป้องกันการกัดกร่อน นอกจากนี้ยังสามารถใช้เป็นไพรเมอร์สำหรับผลิตภัณฑ์บางชนิดก่อนการทาสี ด้วยชั้นฟิล์มฟอสเฟตนี้ สามารถปรับปรุงการยึดเกาะและความต้านทานการกัดกร่อนของชั้นสี ปรับปรุงคุณสมบัติในการตกแต่ง และทำให้พื้นผิวโลหะดูสวยงามมากขึ้น นอกจากนี้ยังสามารถมีบทบาทในการหล่อลื่นในกระบวนการขึ้นรูปโลหะแบบเย็นบางกระบวนการ

หลังจากการบำบัดด้วยฟอสเฟต ชิ้นงานจะไม่เกิดออกซิเดชันหรือสนิมเป็นเวลานาน ดังนั้นการบำบัดด้วยฟอสเฟตจึงแพร่หลายมากและเป็นกระบวนการบำบัดพื้นผิวโลหะที่ใช้กันทั่วไป โดยมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น ยานยนต์ เรือ และการผลิตเครื่องจักร

1.- การจำแนกประเภทและการประยุกต์ใช้ฟอสเฟต

โดยทั่วไปแล้ว การเคลือบพื้นผิวจะมีสีที่แตกต่างกัน แต่การเคลือบด้วยฟอสเฟตสามารถขึ้นอยู่กับความต้องการจริงได้ โดยใช้สารฟอสเฟตที่แตกต่างกันเพื่อให้เกิดสีที่แตกต่างกัน นี่คือสาเหตุที่เราพบเห็นการเคลือบด้วยฟอสเฟตในสีเทา สีดำ หรือสีอื่นๆ บ่อยครั้ง

การฟอสเฟตเหล็ก: หลังจากฟอสเฟตแล้ว พื้นผิวจะแสดงสีรุ้งและสีน้ำเงิน จึงเรียกอีกอย่างว่าฟอสฟอรัสสี สารละลายฟอสเฟตใช้โมลิบเดตเป็นวัตถุดิบหลัก ซึ่งจะสร้างฟิล์มฟอสเฟตสีรุ้งบนพื้นผิวของวัสดุเหล็ก และยังใช้เป็นหลักในการทาสีชั้นล่าง เพื่อให้ชิ้นงานทนต่อการกัดกร่อนและปรับปรุงการยึดเกาะของสารเคลือบผิว