اسید شویی استیل چیست و چه کاربردهایی دارد؟

در طول ساخت فولاد ضد زنگ ذرات آهن در سطح فلز جاسازی می شوند. طبق استاندارد، ASTM A380 این ذرات می‌ توانند موجب زنگ زدگی شوند. اگر بخواهیم ساده تر بیان کنیم، اسید شویی استیل یک فرآیند حمام اسیدی برای حذف رسوب اکسید آهن غیرقابل استفاده است که روی فولادهای گرم کاری شده و همچنین سایر ناخالصی ها ایجاد می شود. هنگامی که فولادها به صورت گرم کار می شوند، بالاتر از دمای تبلور مجدد، اکسیژن با لایه بیرونی آهن واکنش داده و یک لایه پوسته پوسته تولید می کند. این لایه کار و رنگ آمیزی استیل را دشوار می کند.

اصطلاح (Pickling) یا اسید شویی یعنی چه؟

فرآیند اسید شویی یا پیکلینگ (Pickling) شامل فرو بردن فلز در محلول برای حذف ناخالصی های سطحی است. محلول مورد استفاده، (Pickle liquor) نامیده می شود و از این رو فرآیند فرو بردن فلز در (Pickle liquor) به نام اسید شویی یا (Pickling) معروف است.

استیل چگونه اسیدشویی می شود؟

فولاد گرم کار شده را درون محفظه ای که حاوی اسید سولفوریک یا اسید کلریدریک است فرو می برند. فولادهایی با محتوای کربن بالاتر از 6٪ نیاز به یک مرحله اضافی با استفاده از اسید نیتریک، فسفریک یا هیدروفلوئوریک دارند. این فلز برای مدت زمان از پیش تعیین شده در محلول مورد نظر فرو می رود تا از خورده شدن بیش از حد فلز نیز توسط اسید جلوگیری شود. مقدار رسوبی که معمولاً برداشته می شود بین 1٪ تا 3٪ جرم استیل است. هنگامی که فلز از محفظه حاوی اسید خارج شد، آبکشی می شود و آماده ادامه پردازش است. معمولا استیل در این مرحله آماده سرد کاری است. اسید باقی مانده از مرحله قبل که آن را اصطلاحا (Liquor sludge) یا لجن اسید می نامند اکنون پر از فلس و پوسته های زنگ زده آهن است و به عنوان یک خطر زیست محیطی در نظر گرفته می شود. این محلول باقی مانده خطرناک معمولا با یک پایه (گاها آهک) خنثی شده و سپس دور انداخته می شود. البته یک سری سیستم های خاص برای بازیابی برخی محصولات مفید باقی مانده از اسید لجن، از جمله اسید هیدروکلریک و اکسید آهن وجود دارد. همچنین زباله های باقی مانده از مرحله اسید شویی طی یک فرآیند، امکان انتقال به کارخانه یا تاسیسات پخت و تف شویی دارند برای اینکه پوسته های حاصله و گرد و غبار اکسید آهن به توده جامدی از فولاد تبدیل شوند.

مرحله اسید شویی برای کیفیت محصول در مراحل بعدی مانند نورد و پوشش دارای اهمیت است.

جایگزین های اسید شویی

سطح تمیز صاف (SPS) یک روش مکانیکی برای از بین بردن رسوب است. همانطور که فولاد (معمولاً ورق) از میان یک سری غلتک عبور می کند، برس های ساینده پوسته را از روی فلز می خراشند. این روش بدون استفاده از آب و روغن،‌ رسوب را از بین می برد.

روش تمیز کردن توسط شعله (flame cleaning) یک فرآیند ساده است که از شعله اکسی‌استیلن برای تمیز کردن و حذف رسوب سطح استیل، معمولا فولاد ساختمانی، استفاده می شود.

غیرفعال سازی چیست ؟

غیرفعال سازی عبارت است از حذف آهن یا ترکیبات آهن برون زا از سطح یک فولاد ضد زنگ با استفاده از انحلال شیمیایی، معمولاً با استفاده از یک محلول اسیدی که باعث حذف مواد معدنی می شود. آلودگی سطحی است اما تأثیر قابل توجهی روی خود فولاد ضد زنگ نخواهد داشت.

غیرفعال سازی اولتراسونیک در مقایسه با روش های قدیمی دیپ تانک، مهار زنگ زدگی برتری را ارائه می دهد. کاویتاسیون اولتراسونیک اجازه می دهد تا لایه بیرونی ماده را که در ارتباط با شیمی غیرفعال سازی استفاده می شود، ریزش کند تا هرگونه احتمال اکسیداسیون فولاد ضد زنگ را از بین ببرد.

انواع اسید های مورد استفاده در اسید شویی استیل

اسید اولیه مورد استفاده، اسید هیدرولیک است، اگر چه اسید سولفوریک قبلاً رایج تر بود.

هیدروکلریک

مزایا :

• هزینه های گرمایش را کاهش می دهد زیرا محلول های اسید شویی در دمای اتاق استفاده می شود.
• حذف بیشتر و گسترده تر رسوب.
• نفوذ کمتر هیدروژن از طریق انتشار.
• رسوب کمتر نمک های آهن روی سطح اسید شویی شده.

معایب :

• خورندگی بیشتر نسبت به تجهیزات.
• هنگامی که بالاتر از دمای محیط گرم می شود بخار می شود.
• سیستم های بازیافت اسید گران قیمت هستند.
• هزینه دفع بیشتری نسبت به اسید سولفوریک دارد.

سولفوریک

مزایا :

• اسید را می توان با دفعات بیشتری تجدید کرد .
• سهولت بازیابی سولفات آهن.
• میزان اسیدی را می توان با تغییر دما کنترل کرد.

معایب :

• حمله اسیدی بیشتری به فلزهای پایه دارد.
• هیدروژن بیشتری در فولاد منتشر می کند.
• بقایای اسید شویی چسبندگی زیادی دارند.
• محلول های اسیدی باید گرم شوند.

فواید اسید شویی

دلایل قانع کننده ای برای اسید شویی استیل وجود دارد که هر کدام به بهبود کلی مواد کمک می کنند.

تمیزی سطح: اسید شویی به طور موثر زنگ زدگی، رسوب و ناخالصی ها را از بین می برد و در نتیجه سطح صاف و تمیزی ایجاد می کند.

ظاهر یکنواخت: اکسید رنگی عملیات قبلی را حذف می کند، رنگ ثابت و جذاب را برای محصول نهایی تضمین می کند و اغلب نیاز به فرآیندهای تکمیلی اضافی را کاهش می دهد.

افزایش مقاومت در برابر خوردگی: به خصوص در مورد استنلس استیل، اسید شویی مقاومت در برابر خوردگی مواد را بهبود می بخشد و آن را برای محیط های سخت مناسب تر می کند.

کاهش سایش سطحی: در مقایسه با روش های مکانیکی، اسید روی سطح فلز ملایم تراست و خطر فرورفتن ذرات را به حداقل می رساند.

بهبود جذابیت و زیبایی شناختی: صنایعی مانند تولید جواهرات از ترشی برای حذف لایه‌های غیرجذاب اکسید مس استفاده می‌کنند و ظاهر سطح را بهبود می‌بخشند.

سادگی و مقرون به صرفه بودن: اسید شویی یک فرآیند ساده، مقرون به صرفه و نسبتا آسان است که آن را برای طیف گسترده ای از کاربری ها قابل دسترسی می کند.

محدودیت های اسید شویی

در حالی که اسید ‌شویی استیل فواید زیادی دارد، اما بدون محدودیت و ملاحظات نیست.

نتایج متناقض: با گذشت زمان، اسید مورد استفاده در اسید شویی می تواند ضعیف شود و منجر به تغییر در مقدار مواد حذف شده شود. این می تواند منجر به نتایج متناقض شود و کنترل دقیق را به چالش بکشد.

پسماند های خطرناک: لجن اسید به عنوان زباله های خطرناک طبقه بندی می شود، که تابع مقررات زیست محیطی سختگیرانه است. این مقررات ممکن است استفاده از ترشی را در کاربردها و مناطق خاصی محدود کند.

تردی هیدروژنی: در برخی موارد، فرآیند اسید شویی می تواند هیدروژن را وارد کند و به طور بالقوه باعث شکنندگی هیدروژن شود که می تواند منجر به افزایش شکنندگی و کاهش استحکام مواد شود.

نگرانی های ایمنی: کار با مواد شیمیایی خطرناک اسید شویی، همراه با اقدامات احتیاطی مرتبط با ایمنی، در فرآیند اسید شویی مورد توجه قرار می گیرد.

متد های اسید شویی

طیف وسیعی از روش های اسید شویی وجود دارد که می تواند قابل استفاده در ساخت استنلس استیل، اجزای ساختمان و معماری فلزکاری باشد. متد های اصلی اسید شویی که توسط متخصصان اسید شویی برای ساخته های کامل و مساحت های بزرگ استفاده می شوند عبارتند از:

• اسید شویی غوطه وری در مخزن
• اسید شویی اسپری
• اسید شویی چرخشی

روش غوطه وری در مخزن: اگر ابعاد قطعه ساخته شده با ابعاد مخزن مطابقت داشته باشد، قطعه را می‌توان به طور کامل در مخزن اسید غوطه ور کرد. روش اسیدشویی غوطه وری در مخزن معمولا خارج از محل و در محل تخصصی اسید شویی و کارخانه سازنده انجام می شود. دمای غوطه وری و مدت زمان آن بر نتیجه فرآیند اسید شویی تاثیر گذار است.

روش اسپری: این روش مزیت اجرای در محل را ارائه می دهد، اما نیاز به نظارت متخصص و ایجاد شرایط مناسب برای دفع اسید و ایجاد ایمنی دارد.

روش اسید شویی چرخشی: در مورد لوله کشی هوایی که برای حمل مایعات خورنده در نظر گرفته شده است، اسید شویی چرخشی توصیه می شود. این روش شامل گردش مخلوط اسید از طریق سیستم است.

فرآیند روغن کاری چیست؟

روغن کاری فرآیندی برای جلوگیری از اکسیداسیون فلزات پس از اسید شویی، شستشو و خشک کردن است. فلز برای جلوگیری از خوردگی سریع پس از قرار گرفتن در جو، تحت فرآیند روغن کاری قرار می گیرد. زنگ زدگی فلز پس از اسید شویی اجتناب ناپذیر است. روغن کاری برای جلوگیری از زنگ زدگی و خوردگی فلز در حین نگهداری برای مدت طولانی در انبار ضروری است.

استیل اسید شویی شده را می توان به طور مستقیم برای فروش به بازار فرستاد یا برای پردازش بیشتر و نورد سرد به بخش های دیگر برد.

کاربرد های استیل اسید شویی شده :

• صنعت اتومبیل، فریم های خودرو
• کابین های برق
• صنعت مهر زنی
• قطعات ساختمانی

سخن پایانی

اسید شویی فولاد پس از غوطه ور کردن استیل در مخزن اسید هیدروکلریک یا فسفریک اسید، آلودگی ها را از بین می برد و سطح را تمیز می کند. روغن کاری اقدامات پیشگیرانه درازمدت از خوردگی را برای فولاد ارائه می دهد. درک پیچیدگی های فرآیند اسید شویی کردن، فواید و محدودیت های آن و ملاحظات مربوطه برای تصمیم گیری آگاهانه در مورد کاربرد آن ضروری است.

ممنون که تا پایان این مطلب همراه استیل مال بودید.