Pasivace kovů: technologie, efekt, s jakými kovy

Pasivační technologie patří mezi moderní prostředky, které napomáhají v boji proti korozi. O nutnosti takové ochrany ví každý, kdo musí pracovat s ocelovými díly a kovovými konstrukcemi.

Je mnohem jednodušší okamžitě chránit před rzí, než řešit následky nebo hledat náhradu za zcela poškozený a nepovedený výrobek.

V tomto článku si o metodě povíme podrobněji – dotkneme se rozsahu aplikace technologie, pasivačních podmínek, fází a typů zpracovávaných materiálů. To vám dá jasnou představu o tom, co proces může dělat a kde se používá.

Co je pasivace

Toto je název pro proces zaměřený na vzhled oxidového filmu na povrchu kovového produktu.

Technologie je založena na myšlence, že kov se začíná kazit v důsledku neustálého kontaktu s agresivním prostředím, včetně vody a vzduchu.

Když se vytvoří film a přilne ke kovu, chemická aktivita suroviny se mnohem sníží. Je důležité pochopit, že použití procesu přímo souvisí s destrukcí horní vrstvy materiálu.

Postiženo je ale minimum povrchu, jen pár nanometrů. Koroze, která se objeví při kontaktu s jinými kovy nebo agresivním prostředím, se nešíří hlouběji. To pomáhá předcházet ztrátě síly a postupné destrukci.

Vzhledem k tomu, že při pasivaci dochází k chemické reakci, je důležité vybrat správné oxidační činidlo a také vzít v úvahu, které kovy jsou pro takovou úpravu vhodné a které ne. O tom všem si povíme dále.

Jak se postup provádí

Při provádění postupu je důležité sledovat shodu s procesním algoritmem.

Pasivace je rozdělena do 4 fází:

• Trénink. Nezbytné pro reakci oxidačního činidla se slitinou. Kompozici lze aplikovat až po přípravě povrchu. Část je umytá a odmaštěná. Neměly by zde být žádné stopy barvy, rozpouštědel nebo jiných cizích chemikálií, které by mohly narušit reakci. Povoleno je i broušení, při kterém se vyhladí drobné nerovnosti. Po vysušení a kontrole kovového výrobku přejděte k další fázi.
• Aplikace oxidačního činidla. V práci se používají různé druhy činidel, které vytvářejí na produktu ochranný film. V jeho složení dominují oxidační produkty a sůl – to je pro materiál bezpečné, ale samotné ochranné indikátory se výrazně zvyšují. Stupeň účinnosti pasivace bude záviset na tom, zda odborníci pečlivě přistoupili k procesu a jaké kompozice použili. Zohledňuje se receptura roztoku a typ slitiny. V průmyslu se při pasivaci dobře osvědčují vysoce legované oceli včetně chromniklu. U karbonových odrůd je to obtížnější – tvoří se na nich sice ochranný film, ale méně vydrží.
• Čištění povrchu. Standardní mytí se provádí za účelem odstranění solí zadržených na jeho povrchu z produktu.
• Neutralizace oxidů. Provádí se pomocí dvou nebo tříprocentního roztoku amoniaku. Obsahuje také hydroxid sodný a kyselinu olejovou. Zpracování netrvá déle než tři minuty. Postup vyžaduje udržení stálého ohřevu média na teplotu 90 stupňů.

Pasivační efekt se rychle projeví. Na povrchu výrobku se objeví oxidovaná vrstva s charakteristickou barvou. Jsou oceli, které časem začnou tmavnout a jsou i takové, u kterých je možné zachovat určitý odstín.

Vlastnosti řešení používaných v procesu

Jak jsme uvedli výše, během pasivace dochází k chemické reakci. To znamená, že specialista potřebuje vědět, s jakou slitinou a řešením pracuje.

V níže uvedené tabulce popisujeme vlastnosti řešení a typy ocelí, se kterými pracují:

Řešení

Typ slitiny

Kyselina sírová a dusičná.

Vysoce legované slitiny odolné proti korozi.

Kyselina dusičná, dichroman draselný.

Kyselina fosforečná, anhydrid kyseliny chromové.

Hydroxid sodný, anhydrid chromitý, dichroman draselný.

Třída slitiny také ovlivňuje teploty používané při práci a dobu trvání procesu. Standardní rozsah ohřevu pro zpracování je od 18 do 90 stupňů. Krátké procesy trvají asi tři minuty, ale složité úkoly mohou trvat až hodinu.

S teplotou souvisí i rychlost procesu.

Druhy řízení

Výše jsme se podívali na to, u kterých kovů je pasivace odolnější vůči korozi. Nyní je čas rozhodnout o typu použitého procesu.

Existují dva hlavní typy procedur:

• Elektrochemické. V tomto případě se na kov aplikují jak elektrolyty, tak soli, stejně jako kyselé roztoky. Tímto procesem je možné vytvořit na povrchu nabité částice a dosáhnout jejich postupného usazování. Pokud je proces proveden správně, na materiálu se objeví rovnoměrný a odolný ochranný film. Proces využívá proud.
• Chemické. V tomto případě se používají speciální chemická činidla. Obsahují prvky jako nikl a chrom. Samotná aplikace se provádí nástřikem, případně namáčením do nádobky naplněné roztokem. Výhodou tohoto přístupu je, že samotný kov se stává tvrdším. Elektrolyt se zahřívá.

Vlastnosti zpracování různých druhů materiálů

Podívejme se na příklady pasivace pomocí běžných kovů.

• Ocel. Pasivace oceli se aktivně používá ve výrobě. Použití tohoto přístupu je spojeno s nutností důkladného odmaštění povrchu. Bylo prokázáno, že technologie pomáhá prodloužit maximální dobu používání materiálu a jeho ochranu před vnějšími agresivními faktory.
• Měď. V této práci jsou použity roztoky chrómu. Není tak snadné vytvořit na mědi film s vysokou hustotou, ale toto jsou řešení, která k tomu pomáhají. Samotná ochranná vrstva je přitom odolná a neopotřebovává se.
• Zinek V poslední době se stále více rozšiřuje. Produkty zinku jsou obvykle tenké, takže je důležité, aby film nebyl příliš silný. Oxidační proces ovlivňuje povrch. Díky tomu jsou zachovány všechny vlastnosti výrobku.
• Železo Při použití železa je vysoké riziko koroze. Standardním pasivačním činidlem je roztok kyseliny sírové. Podporuje tvorbu tenkého filmu, což umožňuje použití železných dílů venku se zárukou vysoké úrovně ochrany.

Oblasti použití technologie

Metoda se osvědčila v následujících případech:

• Zbarvení. Na vytvořenou ochrannou vrstvu lze snadno aplikovat polymerní sloučeniny. Tak lze dosáhnout nejen zvýšené odolnosti proti korozi, ale také odmašťování.
• Výroba parních turbín a dalších produktů ve styku s párou zahřátou na vysoké teploty. V tomto případě je možné zpracovat nerezovou ocel. Důvodem je, že dodává sílu, i když agresivní prostředí musí být v neustálém kontaktu. Obzvláště dobře to funguje na příkladu ochrany nejzranitelnější části konstrukce – svarů.
• Zubní výrobky je nutné chránit před korozí. Pasivace se v průmyslu používá k vytvoření dvousložkových implantátů. Takto se ošetřují speciální nosné části implantátů, čepy, na které se nasazuje korunka. Toto opatření zajišťuje, že v pacientově čelisti nedojde k postupnému kolapsu základny.
• Dekorace. Vytvořením speciálního filmu na výrobku jej lze nejen chránit před rzí, ale také zkrášlit. Důvodem je barva povrchové vrstvy a její příjemné duhové odstíny.

Technologie je rozšířená a postupem času se stává populárnější. To nejsou všechny příklady jeho použití v průmyslu.

Naše společnost je připravena nabídnout i další způsob protikorozní ochrany – zinkování výrobků na kvalitním zařízení.

Vše, co musíte udělat, je kontaktovat nás telefonicky nebo zanechat požadavek na webu.

Pasivace – Jedná se o postup pokrytí povrchu kovu tenkým, korozi odolným filmem pro ochranu produktu. Tento povlak zabraňuje kontaktu kovového podkladu s kyslíkem a agresivním prostředím. V moderních výrobních podmínkách se pasivace používá k dodání vlastností kovu, díky kterému vypadá jako ušlechtilý kov. Po zpracování není náchylný k oxidaci a dalším faktorům, které jej negativně ovlivňují. Když se vytvoří film a upevní se na kovovém podkladu, chemická reaktivita produktu se výrazně sníží. Každý, kdo pracuje s kovovými konstrukcemi a ocelovými výrobky, ví o potřebě a důležitosti tohoto druhu ochrany. Specialisté na Čistič kovů se opakovaně setkali se situacemi, kdy byla ve výrobních provozech našich klientů provozována potrubí, nádrže a nádrže, kotelny a další zařízení, která nebyla pasivována. Služby moření a pasivace nerezové oceli byly poskytnuty okamžitě a naši odborníci důrazně vyzývají k okamžité pozornosti ke stavu používaných produktů.

Pasivace kovů: podstata procesu

Co je to kovový pasivátor?

Pasivace se provádí pomocí speciálních prostředků tzv “pasivátory”. Během postupu je kovový výrobek ošetřen takovým výrobkem, po kterém se stane neaktivním. Přímo pasivátor je jakousi překážku vzniku korozivní vrstvy na povrchu kovu.

Etapy pasivačního řízení

1. Příprava produktu: písek ze všech stran, opláchněte odmašťovačem;
2. Smíchá se elektrolytický roztok obsahující kovový pasivátor;
3. Kontakty jsou připojeny ze zdroje konstantního proudu k samotnému produktu a nádrži (musíte se ujistit, že napětí je dostatečné a není nadměrné);
4. Obrobek je vystaven po odhadovanou dobu;
5. Provádí se dodatečné dodatečné zpracování, které je doprovázeno kontrolou kvality a jednotnosti aplikované oxidové ochrany.

Pasivační mechanismus

Pasivace oceli, železa a dalších kovů je založena na metodách založených na chemické interakci povrchové vrstvy kovu s různými roztoky jiných kovů. V důsledku toho na povrchu se vytvoří pasivační vrstva, který má nové chemické a fyzikální vlastnosti. Tato vrstva tvoří spolehlivou bariéru, která zabraňuje oxidaci, čímž vytváří spolehlivou ochranu proti rzi.

Pro chemické reakce se používají různé druhy kovů v závislosti na primárním materiálu součásti. Pro získání nových specifických vlastností se pro pasivaci používají tyto materiály: chrom, kobalt, nikl atd. Na základě jejich procentuálního zastoupení se připraví roztok a vybere se vhodné zařízení.

Například pro vytvoření spolehlivého antikorozního filmu na povrchu oceli se používá oxid chrómu. Provádí se postup chromování, v důsledku čehož se zcela změní fyzikální a chemické vlastnosti povrchu. Pokud bylo zpracování provedeno správně, vrstva bude rovnoměrná a hustá.

Navíc různé kyseliny pro pasivaci. Ve většině případů je roztok vytvořen na bázi kyseliny dusičné. Pomocí solí této látky je vytvořen ochranný film s vysokými ochrannými vlastnostmi na povrchu oceli.

Aplikace pasivace kovů

Pomocí pasivační technologie můžete:

• Zlepšit vodivost proudu v oblasti elektrického kontaktu;
• Zabránit rozvoji a dalšímu šíření rzi na povrchu materiálu;
• Chraňte svary (a další místa nově vytvořených spojů) před zničením;
• Proveďte mikroleptání v souladu s připravenými šablonami;
• Proveďte dokončovací zpracování, změňte dekorativní vlastnosti produktu.

Pasivační kontrola

Po technologickém procesu se posuzuje kvalita nanesené vrstvy. K tomu se používají různé metody ověřování. Například, chemická metoda: povrch je ošetřen roztokem ferrokyanidu draselného v kyselině dusičné. Postup umožňuje identifikovat oblasti nekvalitního zpracování. V oblasti, kde je výsledná vrstva docela tenká nebo žádná, se objeví modrý odstín. Tato metoda se používá především v továrních laboratořích. S jeho pomocí jsou selektivně kontrolovány produkty hotové šarže.

Druhá cesta jednodušší, ale dost časově náročné. Výrobek je umístěn na dlouhou dobu do obyčejné vody. V oblastech špatného obrábění se nakonec objeví koroze.

Typy pasivace

Chemická pasivace

Během procesu zpracování se používají speciální chemická činidla. Pasivační vrstva se nanáší ponořením kovu do nádoby naplněné roztokem nebo nástřikem. Hlavní výhodou této metody je kov potažený Chem. Přihrávka. se stává těžší.

Metal Cleaner doporučuje použití následujících pasivačních produktů:

• Pasivátor pro nerezovou ocel SteelGuard InoxPass Spray (metoda ponoru);
• Prostředek pro obnovu pasivních vrstev nerezové oceli SteelGuard InoxPass (metoda spreje).

Elektrochemická pasivace

Kov je ošetřen kyselými roztoky, jsou na něj aplikovány soli a elektrolyty. Proces zpracování využívá proud. Elektrolyt se zahřívá. Na povrchu součásti se tvoří nabité částice, načež se postupně usazují. Po správném postupu na materiálu se vytvoří stabilní, rovnoměrně rozprostřený ochranný film.

Výhody pasivace

Po pasivaci získává produkt následující pozitivní vlastnosti:

1. Vytvoří se vrstva, která má nové chemické vlastnosti;
2. Prezentace se zlepšuje, spotřebitelské vlastnosti se zvyšují;
3. Objeví se lesk, vzhled se stává estetičtějším;
4. Antikorozní aktivita klesá;
5. Zlepšují se fyzikální vlastnosti povrchu materiálu;
6. Zvyšuje se mechanická pevnost.

Pasivace různých druhů kovů

Pasivace nerezové oceli

Tento typ zpracování se aktivně používá v oblasti výroby. Použití tohoto druhu přístupu je dáno potřebou důkladně odmastit povrch produktu. Pomocí této technologie je možné výrazně zvýšit ochranu materiálu před vnějšími agresivními faktory a dobu jeho provozu.

Pasivace nerezových svarů

Ilustrovaný (foto, video) případ naší společnosti v Gamma Design Bureau si můžete prohlédnout v článku
„Jak trojnásobně zrychlíme zpracování svarů“.

Jakákoli kvalita nerezové oceli, i té nejvyšší kvality, může po svařování korodovat. Nejčastěji se korozní procesy na nerezové oceli vyvíjejí v oblasti svarů. Zpracování svarových spojů se tak stává jedním z nejdůležitějších úkolů při práci s nerezovou ocelí.

Naše společnost doporučuje pasivaci nerezových svarů pomocí zařízení na čištění svarů Steelguard. Elektrochemické instalace se snadno používají a zpracovávají šev ve vysoké kvalitě, což mu dodává „zrcadlový“ vzhled. To druhé bylo možné díky skutečnosti, že zařízení poskytují možnost elektrochemického leštění.

Pasivace mědi

Během procesu zpracování se používají speciální roztoky chrómu. Je poměrně obtížné vytvořit hustý ochranný film na měděném základu a právě díky takovým řešením je to možné. Vytvoří se hustá ochranná vrstva, která se následně nesmaže.

Pasivace hliníku

Na hliníkovém materiálu V přirozených podmínkách se vlivem kyslíku vytváří silný oxidový film. Většina si vzpomene na zkušenost svých školních let v hodinách chemie: hliníkový drát se ponoří do rtuti, načež se z něj pomocí jehlového pilníku odstraní malá vrstva. Poté se ošetřený konec vyjme z nádoby se rtutí a na vzduchu se okamžitě pokryje takzvaným „kožíškem“. Při vystavení atmosférickým podmínkám se však oxid hlinitý nemůže tvořit tak rychle, ale film je průhledný a jeho tloušťka nepřesahuje několik milimikronů (mmk). Hlavní nevýhoda přírodního filmu je, že je nestabilní při dlouhodobém vystavení aktivním kyselinám a náhlému zvýšení teploty.

Pro zajištění trvalé ochrany na hliníkovém výrobku je nutné podstoupit eloxovací proceduru, jejímž výsledkem jsou ochranné fólie (pasivní vrstva) o tloušťce 5-20 mm. Některé režimy umožňují vytvořit superpevnou fólii, která vydrží zatížení do 1500 kg na mm.

Pasivace stříbra

K ochraně vrchní vrstvy stříbra Materiál je zpracován v chromu, známém také jako dichroman draselný. K tomu se 60 g látky zředí 1 litrem vařené vody. Teplota výsledného roztoku by měla být v rozmezí 25-40 stupňů.

Stříbrný produkt se během procesu zpracování ponoří na 30 minut do nádoby s roztokem. Roztok je nutné čas od času promíchat. Pokud zředěný objem chrómu nestačí k úplnému pokrytí výrobku (objemné stříbrné svícny apod.), neměli byste praktikovat střídavé zpracování jeho povrchu. Nejlepší je naředit činidlo v požadovaném množství vody na příslušný objem.

Pasivace mosazi

Pasivace mosazi se používá pro výrobky používané při výrobě zbraní, letectví a lékařství. Dobrá odolnost proti korozi a trvanlivost při používání přitahují klenotníky a umělce, stejně jako osvětlovače.

Pasivace mosazi na díly zlatá barva. Tento způsob si osvojili rybáři, kteří takto pasivují rotačky vyrobené z mosazi. Film vytvořený na rybářském náčiní je stabilní a nepropouští vlhkost.

Chromová pasivace

Ve většině případů se používá pro zpracování pozinkovaných dílů. Kovové výrobky procházejí tímto způsobem zpracování pouze ve specializovaných výrobních zařízeních, které mají drenážní a čisticí systémy.

Pasivace potrubí

Více o chemickém čištění potrubí a jeho fázích (odmašťování, leptání a pasivace) se dočtete v článku „Čištění potrubí“ v sekci „Služby“.

Aby se zabránilo zničení nerezové oceli, je nutné pasivovat následující konstrukce:

• Trubka (často zpracovaná svařováním);
• Ti, kteří jsou v kontaktu se slanou vodou (těm, kterým nejvíce hrozí zničení);
• S přítomností spojovacích prvků (zde jsou díly obrobeny).

Skladby pro pasivaci

Každý roztok je aditiv kombinovaný s hlavním činidlem. Hrát klíčovou roli chromany je anhydrid, draslík a sodík. Pro vytvoření vhodného prostředí je nutné smíchat kyseliny a soli – společně urychlují reakci a podporují rovnoměrné vysrážení užitečných částic.

Pro zpracování neželezných kovů se používají pasivační sloučeniny na bázi sodíku a draslíku. Pro vytvoření kyselého prostředí se do elektrolytů přidávají soli a kyseliny, které urychlují tvorbu ochranného filmu a podporují jeho rovnoměrné rozložení v celém materiálu.

K pasivaci oceli se často používá sůl a kyselina dusičná. Měď se upravuje kyselinou sírovou, hliník kyselinou fosforečnou a při pasivaci zinku se používají přísady kyseliny sírové a dusičné.

Závěr

Při analýze hlavních důvodů vzniku koroze na nerezové oceli se ukazuje, že důvodem je destrukce oxidového filmu přírodního původu na povrchu oceli. Další ochranou materiálu je jeho úprava kyselinami jako je dusičná, chlorovodíková, sírová. Po vytvoření ochranné vrstvy na kovu je nutné ocel neutralizovat. Neutralizátor se smyje vodou a produkt se vytře do sucha.

Po úpravě pouze silné mechanické poškození vzniklé pasivační vrstvy spustí korozní mechanismus.