בעיית הפיטינג המסתורין
יצרן פלדת אל-חלד מדויק מחמצת רכיבים מלוטשים באמבט חומצה גופרתית 15% ב-65 מעלות. לאחר הכבישה, הרכיבים מראים מיקרו-בורות-קטנים ורדודים מפוזרים בקוטר 0.1-0.5 מ"מ משטחים שהיו חלקים לפני העיבוד. הבורות מופיעים באופן אקראי, לא בקורלציה עם כיוון חלק העבודה או מיקום האמבטיה. הם מתרחשים בכ-5-10% מהחלקים המעובדים, ויוצרים קצב עיבוד חוזר או גרוטאות יקר.
חקירה מבטלת את הסיבות הברורות. החומצה עוברת סינון. כימיה האמבטיה היא במסגרת המפרט. חלקי העבודה מנוקים היטב לפני הכבישה. מקורו במחמם הטבילה מנירוסטה. המחמם מחליד לאט בחומצה החמה, ומשחרר יוני ברזל, כרום וניקל לאמבטיה. מתכות מומסות אלו מפקידות על משטח העבודה כחלקיקים מתכתיים, ויוצרות תאים גלווניים מקומיים. פלדת היצירה מסביב לכל חלקיק שהופקד קורוזיה באופן מועדף, ויוצרת בור.
מחליף חום PTFE אינו משחרר יוני מתכת. מנגנון הפיתול מתבטל. איכות פני השטח של חלק העבודה חוזרת לקו הבסיס שנקבע על ידי כימיית הכבישה בלבד.
מנגנון הפיצה הגלווני
כאשר מחמם נירוסטה מאכל בחומצה גופרתית, תוצרי הקורוזיה הם יוני מתכת מומסים-בעיקר Fe²⁺, Ni²⁺ ו- Cr³⁺. בסביבת הכבישה החמה המחמצנת, ברזל ברזל מתחמצן לברזל ברזל. יוני ברזל הם מחמצנים חזקים. כאשר יון ברזל יוצר קשר עם משטח העבודה, ניתן לצמצם אותו בחזרה לברזל ברזל, תוך השקעתו כחלקיק תחמוצת ברזל או הידרוקסיד על פני השטח.
חלקיק זה, במגע חשמלי עם חומר העבודה מנירוסטה, יוצר תא גלווני. חלקיק תחמוצת הברזל הוא קתודי למצע הנירוסטה. אזור הפלדה הסמוך מיד לחלקיק הופך לאנודי ומתמוסס בצורה מועדפת. הפירוק יוצר בור. כאשר החלקיק בסופו של דבר מתנתק או נשטף, הבור נשאר.
המנגנון דורש מקור רציף של יוני מתכת מומסים באמבט הכבישה. תנור החימום המאכל מספק מקור זה. הסר את מקור הקורוזיה, ומנגנון הפירוק מפסיק-לא מיד, אלא לאחר שמלאי המתכות המומסות הקיים באמבטיה נצרך על ידי גרירה- החוצה וסינון.
| גורם מנגנון פיטינג | מחמם נירוסטה | מחליף חום PTFE |
|---|---|---|
| קצב קורוזיה של המחמם ב-15% H₂SO4 ב-65 מעלות (מ"מ לשנה) | 0.05-0.15 | 0 |
| קלט Fe מומס לאמבטיה (גרם ליום) | 1-3 | 0 |
| קלט Ni/Cr מומס לאמבטיה (גרם ליום) | 0.3-0.8 | 0 |
| ריכוז מתכות מומסות באמבט (ppm) | 20-60 | < 2 (drag-in only) |
| קצב שקיעת חלקיקים גלווני | רָצִיף | אַף לֹא אֶחָד |
| שיעור התפרצות של חלקי העבודה (%) | 5-10 | < 0.5 |
| עלות עיבוד מחדש/גריטה לשנה (יחסית) | 1.0 (קו בסיס) | 0.1 |
הטבת הארכת חיי האמבט
מתכות מומסות באמבט הכבישה גורמות לא רק לבור של חלקי העבודה אלא גם פוגעות בביצועי הכבישה. הצטברות ברזל מפחיתה את ריכוז החומצה החופשית על ידי יצירת קומפלקסים של ברזל סולפט. קצב הכבישה מואט. המפעילים מפצים על ידי הגדלת הטמפרטורה או ריכוז החומצה, מה שמאיץ את קורוזיית המחמם במחזור- חיזוק עצמי.
כאשר ריכוז הברזל המומס מגיע ל-40-60 גרם/ליטר, יש להשליך את האמבטיה ולהחליף אותה. המחמם המאכל תורם 15-30% מעומס הברזל הזה. ביטול מקור זה מאריך את חיי האמבט באופן פרופורציונלי. אמבטיה שנמשכה בעבר 8 שבועות עשויה להימשך 10-12 שבועות עם תנור PTFE. ההפחתה בהשלכת האמבט חוסכת בעלויות כימיות, עלות סילוק פסולת, וזמני השבתה בייצור לצורך החלפת אמבטיה.
תַקצִיר
חריפות פני השטח על חלקי עבודה מפלדת אל חלד מלוטשת במהלך כבישה חומצית נגרמת מתאי קורוזיה גלווניים המופעלים על ידי חלקיקי מתכת שהופקדו ממוצרי קורוזיה מומסים של מחמם. מחליפי חום PTFE מבטלים את המנגנון הזה על ידי שחרור יוני מתכת אפס לתוך אמבט הכבישה. איכות פני השטח של חלקי העבודה משתפרת באופן מדיד, שיעורי העיבוד החוזר והגרוטאות יורדים, וחיי אמבט הכבישה מתארכים באמצעות הצטברות ברזל מופחתת.
תמיכה הנדסית עבור מפרט מחליף חום PTFE ביישומי כבישה קריטיים-זמינה עם הגשת סוג וריכוז חומצה, טמפרטורת הפעלה, מפרט חומר העבודה ומפרט פני השטח, קצב הגלילה הנוכחי ונתוני חיי האמבט.
