Mystery Pitting -ongelma
Tarkka ruostumattomasta teräksestä valmistettu valmistaja peittaa kiillotetut komponentit 15-prosenttisessa rikkihappokylvyssä 65 asteessa. Peittauksen jälkeen komponenteissa on hajallaan olevia mikro-kuoppia-pieniä, halkaisijaltaan 0,1-0,5 mm:n matalia syvennyksiä pinnoilla, jotka olivat sileitä ennen käsittelyä. Kuopat näkyvät satunnaisesti, eivät korreloi työkappaleen suunnan tai kylvyn asennon kanssa. Niitä esiintyy noin 5-10 %:ssa käsitellyistä osista, mikä aiheuttaa kalliin korjaus- tai romutusasteen.
Tutkimus poistaa ilmeiset syyt. Happo suodatetaan. Kylpykemia on ohjeiden mukainen. Työkappaleet puhdistetaan perusteellisesti ennen peittausta. Lähde on jäljitetty ruostumattomasta teräksestä valmistettuun sähkövastukseen. Kiuas syöpyy hitaasti kuumassa hapossa vapauttaen rauta-, kromi- ja nikkeli-ioneja kylpyyn. Nämä liuenneet metallit laskeutuvat työkappaleen pinnalle metallihiukkasina muodostaen paikallisia galvaanisia kennoja. Työkappaleen teräs jokaisen kerrostetun hiukkasen ympärillä syöpyy ensisijaisesti muodostaen kuopan.
PTFE-lämmönvaihdin ei vapauta metalli-ioneja. Pitting-mekanismi on eliminoitu. Työkappaleen pinnan laatu palaa pelkän peittauskemian määrittämälle perusviivalle.
Galvaaninen pisteytysmekanismi
Kun ruostumattomasta teräksestä valmistettu lämmitin syöpyy rikkihapossa, korroosiotuotteet ovat liuenneita metalli-ioneja -ensisijaisesti Fe²⁺, Ni²⁺ ja Cr³⁺. Kuumassa, hapettavassa peittausympäristössä rautametalli hapettuu rautaraudaksi. Ferri-ionit ovat vahvoja hapettimia. Kun rauta-ioni koskettaa työkappaleen pintaa, se voidaan pelkistää takaisin rautaraudaksi, jolloin se saostuu rautaoksidi- tai -hydroksidihiukkasena pinnalle.
Tämä hiukkanen muodostaa galvaanisen kennon sähköisessä kosketuksessa ruostumattoman teräksen työkappaleen kanssa. Rautaoksidihiukkanen on katodinen ruostumattoman teräksen alustaan. Välittömästi hiukkasen vieressä oleva teräsalue muuttuu anodiseksi ja liukenee ensisijaisesti. Liukeneminen luo kuopan. Kun hiukkanen lopulta irtoaa tai huuhdellaan pois, kuoppa jää jäljelle.
Mekanismi vaatii jatkuvan liuenneiden metalli-ionien lähteen peittauskylvyssä. Syövyttävä lämmitin tarjoaa tämän lähteen. Poista korroosion lähde, ja pistesyöpymismekanismi pysähdy-ei heti, vaan sen jälkeen, kun kylvyssä oleva liuennut metallivarasto on kulutettu pois vedosta ja suodatuksesta.
| Pitting-mekanismin tekijä | Ruostumattomasta teräksestä valmistettu lämmitin | PTFE Lämmönvaihdin |
|---|---|---|
| Lämmittimen korroosionopeus 15 % H₂SO₂:ssa 65 asteessa (mm/vuosi) | 0.05-0.15 | 0 |
| Liuenneen Fe:n syöttö kylpyyn (g/vrk) | 1-3 | 0 |
| Liuenneen Ni/Cr:n syöttö kylpyyn (g/vrk) | 0.3-0.8 | 0 |
| Kylvyn liuenneen metallin pitoisuus (ppm) | 20-60 | < 2 (drag-in only) |
| Galvaanisten hiukkasten laskeutumisnopeus | Jatkuva | Ei mitään |
| Työkappaleen pistesyvyys (%) | 5-10 | < 0.5 |
| Uudelleentyöstö/romukustannukset vuodessa (suhteellinen) | 1.0 (perustaso) | 0.1 |
Kylpyammeen käyttöiän pidentämisen etu
Peittauskylvyssä liuenneet metallit eivät ainoastaan aiheuta pistesyöpymistä työkappaleeseen, vaan myös heikentävät peittauksen suorituskykyä. Raudan kertyminen vähentää vapaiden happojen pitoisuutta muodostamalla rautasulfaattikomplekseja. Peittausnopeus hidastuu. Operaattorit kompensoivat nostamalla lämpötilaa tai happopitoisuutta, mikä kiihdyttää lämmittimen korroosiota itse-vahvistuvassa syklissä.
Kun liuenneen raudan pitoisuus saavuttaa 40-60 g/l, kylpy on tyhjennettävä ja vaihdettava. Syövyttävä lämmitin muodostaa 15-30 % tästä rautakuormituksesta. Tämän lähteen poistaminen pidentää kylvyn käyttöikää suhteessa. Aiemmin 8 viikkoa kestänyt kylpy voi kestää 10-12 viikkoa PTFE-lämmittimellä. Kylpyjätteiden vähentäminen säästää kemikaalikustannuksia, jätteiden hävityskustannuksia ja tuotantoseisokkeja ammeen vaihdossa.
Yhteenveto
Kiillotettujen ruostumattomasta teräksestä valmistettujen työkappaleiden pinnan pistesyöpyminen happopeittauksen aikana johtuu galvaanisista korroosiosoluista, jotka ovat käynnistetty liuenneista lämmittimen korroosiotuotteista kertyneiden metallihiukkasten vaikutuksesta. PTFE-lämmönvaihtimet eliminoivat tämän mekanismin vapauttamalla nollametalli-ioneja peittauskylpyyn. Työkappaleen pinnan laatu paranee mitattavasti, työstö- ja romumäärät vähenevät ja peittauskylvyn käyttöikä pidentää raudan kertymisen vähenemisen ansiosta.
Tekninen tuki PTFE-lämmönvaihtimen spesifikaatioille pinta{0}}kriittisissä peittaussovelluksissa on saatavilla, kun hapon tyyppi ja pitoisuus, käyttölämpötila, työkappaleen materiaali- ja pintaspesifikaatiot, nykyinen pistekorkeus ja kylvyn käyttöikätiedot on toimitettu.
