בעיית ההכתמה
רכיבי נירוסטה מוחמצים בתערובות חומצה חנקתית-גופרית כדי להסיר גוון חום ואבנית. לאחר הכבישה, הרכיבים צריכים להיות בעלי משטח נקי, בהיר, חרוט אחיד. במקום זאת, חלק מהרכיבים מראים צביעת ברזל חומה-את שינוי צבע מקומי שיש להסיר על ידי עיבוד נוסף. הצביעה היא קוסמטית אך לא מקובלת ליישומים אדריכליים, בדרגת מזון- או פרמצבטיים.
המגהץ מגיע מדוד הטבילה. סליל החימום מפלדת אל-חלד מחליד את חומצת הכבישה החמה, ומשחרר יוני ברזל לתוך האמבטיה. הברזל המומס מתמקם על משטחי העבודה כמו הידרוקסיד ברזל או תחמוצת ברזל כאשר החלקים נשטפים. הברזל המושקע מכתים את פני השטח. ההכתמה מתרחשת למרות שחומר העבודה עצמו הוא נירוסטה-זיהום הברזל מהמחמם עוקף את עמידות היצירה המובנית בפני קורוזיה.
מחליף חום PTFE אינו משחרר ברזל. מקור הצביעה בוטל.
מנגנון העברת הברזל
באמבט הכבישה, מחמם הנירוסטה מחליד בקצב של 0.1-0.3 מ"מ לשנה. הקורוזיה משחררת אל החומצה יוני ברזל, כרום וניקל. הברזל קיים כיונים ברזליים (Fe²⁺) וברזליים (Fe³⁺). הברזל הברזל הוא בעייתי במיוחד - הוא עובר הידרוליזה בקלות כאשר ריכוז החומצה יורד במהלך השטיפה, ויוצר הידרוקסיד ברזל בלתי מסיס המתייצב על משטחי העבודה.
ריכוז הברזל המומס באמבטיה מצטבר עם הזמן. באמבטיה טרייה יש ברזל זניח. לאחר שבועות של פעולה עם מחמם מאכל, ריכוז הברזל יכול להגיע ל-500-2,000 ppm. כל חומר עבודה המעובד באמבט המזוהם בברזל נמצא בסיכון להכתמה.
ייתכן שהכתמה לא תופיע מיד לאחר הכבישה. זה יכול להתפתח במהלך שלב השטיפה, כאשר סרט החומצה על משטח העבודה מדולל וה-pH עולה, מה שגורם לברזל מומס לשקוע על פני השטח. ההכתמה מיוחסת לרוב לשטיפה לקויה, כאשר הסיבה העיקרית היא מקור הברזל-המחמם.
| פרמטר זיהום ברזל | מחמם נירוסטה | מחליף חום PTFE |
|---|---|---|
| קצב קורוזיה של מחמם בחומצה כבישה (מ"מ/שנה) | 0.1-0.3 | 0 |
| שחרור ברזל לאמבטיה (גרם ליום) | 5-15 | 0 |
| ריכוז ברזל באמבטיה לאחר 4 שבועות (ppm) | 500-2,000 | < 50 (workpiece dissolution only) |
| שיעור הכתמת חלקי עבודה (%) | 5-15 | < 1 |
| עלות עיבוד מחדש לכל חלק מוכתם ($) | 25-75 | N/A |
הארכת חיי האמבט
הצטברות ברזל לא רק גורמת להכתמה אלא גם פוגעת בביצועי הכבישה. הברזל המומס צורך חומצה חופשית על ידי יצירת קומפלקסים של ברזל סולפט. קצב הכבישה מואט. יש לזרוק את האמבטיה ולהחליף אותה כאשר ריכוז הברזל מגיע ל-40-60 גרם/ליטר. תנור החימום המאכל תורם חלק ניכר מעומס הברזל הזה. ביטול מקור זה מאריך את חיי האמבטיה, מפחית את העלות הכימית ואת סילוק הפסולת.
פתרון ה-PTFE
PTFE אינו מכיל ברזל ואינו מחליד בחומצת כבישה. ריכוז הברזל באמבטיה מגיע רק מהתמוססות של חלקי העבודה עצמם-מקור מבוקר וצפוי. מפלס מגהץ האמבט נשאר נמוך ויציב. הכתמת חלקי עבודה מברזל שמקורו במחמם- בוטלה.
משטח ה-PTFE גם אינו סופג ברזל מהאמבטיה. מחממים מתכתיים יכולים לספוג ברזל על משטחי התחמוצת שלהם במהלך הכבישה של חלקי פלדת פחמן, ואז לשחרר אותו בעת כבישה של פלדת אל חלד. הזיהום הצלב-זה אינו מתרחש עם PTFE.
תַקצִיר
הכתמת ברזל על חלקי עבודה מנירוסטה במהלך כבישה חומצית נגרמת על ידי ברזל מומס ממחממים מתכתיים מאכלים. מחליפי חום PTFE, שאינם מכילים ברזל ואינם משחיתים, מבטלים את מקור הזיהום הזה. מכתים חלקי עבודה כמעט בוטלו. חיי האמבט מתארכים על ידי הפחתת קצב הצטברות הברזל. נמנעת עלות עיבוד חוזר עקב פגמי כתמים.
תמיכה הנדסית למפרט מחליף חום PTFE ביישומי כבישה קריטיים-זמינה עם הגשת נתוני כימיה חומצה, חומרי עבודה, קצב צביעה נוכחי ונתוני חיי אמבטיה.
