اسید شویی، تعریف، فرآیند و موارد دیگر

اسید شویی

بسیاری از فرآیندهای ساخت، بقایایی روی سطوح فلزی باقی می‌گذارند که باید قبل از پردازش بیشتر یا قبل از استفاده از قطعات فلزی، تمیز شوند. این ناخالصی های سطحی می توانند به شکل اکسیدهای فلزی، لکه ها، زنگ زدگی و سایر آلاینده ها وجود داشته باشند. برای دستیابی به این اهداف اغلب از فرآیندهایی مانند سنگ زنی، انفجار ساینده یا برس سیمی استفاده می شود. با این حال، این فرآیندها می توانند دقت کمتری داشته باشند و ممکن است گاهی مقادیر بیش از حد یا ناکافی فلز را حذف کنند. در این مقاله، ما یک جایگزین را بررسی خواهیم کرد، یک فرآیند تکمیل سطح قابل اطمینان تر به نام اسید شویی که معمولا برای از بین بردن رسوب و زنگ از سطوح فلزی استفاده می شود. بیایید شروع کنیم. 

ضربه گیر چوب پنبه، کاربردهای فراوانی در فعالیت‌های صنعتی و غیر صنعتی دارد. اصلی‌ترین کاربرد آن در واقع کاهش لرزش و حرکت تجهیزات در برابر ضربات است. بهترین ضربه گیر چوب پنبه را میتوانید از صنعت واشر اصفهان سفارش دهید!

اسید شویی فلز چیست؟

اسید شویی فلز فرآیند تمیز کردن سطوح فلزی آلوده با مواد شیمیایی خاص قبل از پردازش یا پوشش بیشتر است. معمولاً پس از فرآیندهای کار گرم انجام می شود زیرا آنها تمایل دارند یک لایه اکسید تغییر رنگ بر روی سطح باقی بگذارند. برای حذف این مقیاس، قطعه کار در حمام اسید غوطه ور می شود. بنابراین، قبل از عملیات نورد سرد، فولاد نورد گرم معمولاً از یک خط اسید شویی عبور می کند تا رسوب سطح را حذف کند.

فلزات و کاربردهای مختلف از اسیدهای مختلفی استفاده می کنند، اما رایج ترین آنها اسید کلریدریک و اسید سولفوریک است. از آنجایی که مواد شیمیایی مورد استفاده معمولاً به عنوان مایع اسید شویی شناخته می شوند ، این فرآیند به عنوان اسید شویی شناخته شد. اگر نیازی به رسوب زدایی نباشد، گاهی به آن اسیدشویی نیز گفته می شود.

قطعات فلزی از طریق حمام غوطه وری، اسپری یا استفاده با برس در معرض مایعات اسید شویی قرار می گیرند. در مورد لوله هایی که نیاز به اسید شویی داخلی دارند، مایع اسید شویی از طریق آنها پمپاژ می شود.  

اسید شویی اغلب بر روی فلزات آهنی ، فلزات نجیب، مس و آلیاژهای آلومینیوم انجام می شود . فلز اسید شویی دارای مزایای مختلفی مانند سطح جذاب، افزایش دوام، افزایش مقاومت در برابر خوردگی و حذف مناطق متاثر از حرارت است .

فرآیند اسید شویی – فولاد چگونه اسید شویی می شود؟

فرآیند اسید شویی کردن بسیار ساده است و می توان آن را به شش مرحله ساده تقسیم کرد:

1. قبل از تمیز کردن
2. تهیه محلول اسید شویی
3. اسید شویی
4. شستشو
5. خنثی سازی و کاربرد بازدارنده زنگ
6. خشک کردن

قبل از تمیز کردن

مرحله پیش تمیز کردن به تمیز کردن مواد با استفاده از محلول های چربی زدا یا سوزاننده اشاره دارد. ناخالصی های سطحی مانند روغن شل، کثیفی و هر گونه آلودگی دیگر باید در این مرحله حذف شوند.

تهیه محلول اسید شویی

ما معمولاً از اسید کلریدریک یا سولفوریک رقیق شده برای فرآیند اسید شویی استفاده می کنیم. غلظت و دما برای فلزات مختلف و سطح اسید شویی مورد نیاز متفاوت است. می توانید غلظت های ایده آل را با مراجعه به الزامات پروژه یا دستورالعمل های سازنده پیدا کنید.

محلول باید با احتیاط کامل تهیه شود. برای جلوگیری از پاشیده شدن اسید غلیظ، همیشه باید اسید به آب اضافه شود و نه برعکس.

اسید شویی

در این مرحله اگر کربن کمتر از 6 درصد باشد، فولاد کربنی را در حمام اسید کلریدریک یا سولفوریک غوطه ور می کنیم. اگر میزان کربن بیشتر باشد، ابتدا فولاد باید با اسید هیدروفلوئوریک، نیتریک یا فسفریک اسید شویی شود.

این ماده برای مدت زمان از پیش تعیین شده به طور کامل در محلول غوطه ور می شود. مدت زمان بستگی به میزان آلودگی و نوع فلز دارد . محدوده می تواند از چند دقیقه تا چند ساعت باشد. محلول باید هر از چند گاهی هم زده شود.

مقدار کمی از مواد (1 تا 3 درصد از جرم فولاد) با واکنش های شیمیایی از سطح خارج می شود و مواد اکسیدهای آهن را آزاد می کند. هنگامی که سطوح تمیز کردن کافی به دست آمد، فولاد از محلول خارج می شود.

مایع اسید شویی باقی مانده که اکنون به پوسته های زنگ و گرد و غبار اکسید آهن آلوده شده است، لجن اسید شویی نامیده می شود. بازیابی مقداری از اسید و اکسید آهن از طریق بازسازی امکان پذیر است، اما بقیه باید به درستی دور ریخته شوند زیرا به عنوان زباله های خطرناک طبقه بندی می شوند.

شستشو

سطح فولاد باید با شستشو با آب تمیز از تمام اسیدها پاک شود. تمام آثار محلول اسید شویی باید قبل از ادامه فرآیند حذف شود.

خنثی سازی و کاربرد بازدارنده زنگ

در برخی موارد، قطعه با استفاده از محلول قلیایی خنثی می شود تا سطح آن کاملاً تمیز شود و هر گونه اثری از عامل اسید شویی پاک شود. یک خنثی کننده تجاری یا جوش شیرین برای این منظور مناسب است. محلول های قلیایی نیز با بازدارنده های زنگ تکمیل می شوند تا خواص مقاوم در برابر خوردگی قطعه را افزایش دهند.

خشک کردن

پس از شستشو و خنثی سازی، قسمت قبل از اینکه فرآیند کامل در نظر گرفته شود، خشک می شود. پس از اتمام این مرحله، قطعه برای پردازش یا پوشش اضافی، در صورت نیاز، آماده است.

اسیدهای مورد استفاده برای اسید شویی

متداول ترین اسیدهای مورد استفاده برای اسید شویی فولاد عبارتند از اسید کلریدریک و اسید سولفوریک. این مواد شیمیایی برای انواع فلزات غیر از فولاد نیز کار می کنند.

اسید کلریدریک در حال حاضر رایج تر است، اما قبلاً اسید سولفوریک بود. اسید سولفوریک مقرون به صرفه تر از اسید کلریدریک است، اما به دلیل نیاز به مدت زمان تماس طولانی تر، برای خطوط فولادسازی سریع نامناسب است. کارخانه های فولادسازی اتوماتیک می توانند فولاد نورد گرم را با سرعت 243 متر در دقیقه تولید کنند که این امر مستلزم زمان اسید شویی سریع است.

اسید هیدروکلریک همچنین در از بین بردن تشکیل رسوب کارآمدتر است و هزینه های گرمایش را کاهش می دهد زیرا این فرآیند می تواند در دمای اتاق اتفاق بیفتد. همچنین دارای نفوذ هیدروژن کمتری از طریق انتشار و کاهش رسوب نمک آهن در قسمت اسید شویی است. با این حال، بازیابی اسید هیدروکلریک دشوار است و همچنین در دماهای کمی بالا شروع به بخار شدن می کند. همچنین نسبت به اسید سولفوریک خورنده تر و دفع آن سخت تر است.

اسید سولفوریک، علاوه بر مقرون به صرفه تر بودن، این مزیت را دارد که می تواند با تنظیم دمای فرآیند، نرخ اسید شویی را دستکاری کند. افزایش دما باعث می شود که غلظت اسید کمتر به طور موثرتری اسید شویی شود. بازیابی سولفات آهن که در حین اسید شویی کردن با اسید سولفوریک ایجاد می شود آسان تر است و اسید را می توان به دفعات تجدید کرد.

اما اسید سولفوریک با شدت بیشتری به فلز پایه حمله می کند. همچنین باعث انتشار عمیق تر هیدروژن می شود. باقی مانده های اسید شویی نیز چسبندگی بیشتری دارند و این فرآیند تقریباً همیشه نیاز به حرارت دارد.

فولادهای کربنی با محتوای کربن بیشتر از 6% (چدن) ابتدا با استفاده از اسید فسفریک، اسید نیتریک و اسید هیدروفلوریک قبل از درمان با محلول اسید کلریدریک یا سولفوریک، اسید شویی می شوند. اسیدهای نیتریک و هیدروفلوریک نیز برای اسید شویی فولادهای کروم نیکل مقاوم در برابر خوردگی و مقاوم در برابر اسید مناسب هستند.

اسید فسفریک بهترین گزینه برای از بین بردن لایه نازکی از اکسید آهن یا فلس آهن است. این فرآیند نیز نسبتاً گران است. با این حال، استفاده از اسید فسفریک منجر به تشکیل یک لایه نازک از فسفات آهن می شود که بلافاصله فلز را غیرفعال می کند .

آلیاژهای مس معمولاً با استفاده از اسید سولفوریک رقیق اسید شویی می شوند، در حالی که برنج بهتر است با مخلوطی از اسید نیتریک و سولفوریک غلیظ همراه با دوده و کلرید سدیم اسید شویی شود.

فواید اسید شویی

اسید شویی مواد برای مزایای زیر انجام می شود:

1. مواد از تمام ناخالصی های سطحی مانند زنگ زدگی و رسوب پاک می شوند. نتیجه نهایی یک سطح صاف و تمیز است .
2. این فرآیند رنگ حرارتی را از عملیات قبلی حذف می کند. محصول نهایی دارای رنگ یکنواختی است که از طریق فرآیندهای بسیار کمی تکمیل می شود.
3. مقاومت در برابر خوردگی مواد را بهبود می بخشد، همانطور که در مورد فولاد ضد زنگ است .
4. سایش کمتر سطح فلز در مقایسه با روش مکانیکی. احتمال جاسازی ذرات نیز از بین می رود.
5. ظاهر سطح را بهبود می بخشد. جواهرات اغلب اسید شویی می شوند تا لایه غیرجذاب اکسید مس را از سطح جدا کنند.
6. اسید شویی یک فرآیند ساده، مقرون به صرفه و نسبتا آسان است.
7. ما می توانیم محصولات با ارزش را از لجن اسید شویی با فرستادن مقیاس آسیاب زباله به یک کارخانه تف جوشی بازیابی کنیم، جایی که می توان آن را به یک توده فولادی جامد تبدیل کرد.

محدودیت های اسید شویی

1. ایجاد نتایج ثابت دشوار است زیرا اسید با گذشت زمان ضعیف تر می شود. مقدار مواد حذف شده در طول زمان با تحلیل رفتن حمام اسید متفاوت است.
2. لجن اسید شویی یک زباله خطرناک است. مقررات سختگیرانه EPA در مورد این مواد زائد استفاده از آن را تا حدی محدود می کند.
3. استفاده از مواد شیمیایی خطرناک اسید شویی یک نگرانی ایمنی مهم در فرآیند اسید شویی است.
4. در برخی موارد، انتشار هیدروژن می‌تواند منجر به شکنندگی هیدروژن شود و باعث شکننده و ضعیف شدن فولاد شود و بر خواص فیزیکی مواد تأثیر منفی بگذارد .