Повний посібник із пасивації

Що таке пасивація в контексті сталі?

Пасивація це важливий крок у матеріалознавстві, який передбачає обробку металів, наприклад сталі, для запобігання корозії. Цей процес спрямований на покращення якості поверхні матеріалу шляхом видалення домішок і формування захисного шару для запобігання окисленню. Пасивація забезпечує більшу стійкість матеріалу до впливу навколишнього середовища та покращує його довговічність.

Процес пасивації

Метал занурюють у кислий розчин для видалення домішок і забруднень при пасивації сталі. Після очищення матеріал промивають і ретельно висушують, щоб уникнути хімічних реакцій. Пасивацію можна здійснити кількома методами, включаючи занурення, розпилення або високошвидкісне промивання.

Пасивація нержавіючої сталі

Нержавіюча сталь є одним із найбільш часто пасивованих металів. Процес пасивації нержавіючої сталі передбачає видалення заліза з поверхні металу, щоб надати їй кращий вигляд. стійкість до корозії. Процес видаляє будь-які частинки заліза за допомогою хімічних реакцій, причому азотна кислота в основному використовується для розчинення сполук заліза.

Обробка пасивацією

Багато видів пасивації використовуються в промисловості, включаючи азотну кислоту, лимонну кислоту та соляну кислоту. Азотна кислота є однією з найбільш часто використовуваних процедур, але пасивація лимонною кислотою стає все більш популярною через її менш небезпечну природу та економічну ефективність. Електрополірування також використовується як пасиваційна обробка сталі, яка передбачає розчинення поверхневих шарів матеріалу, що дозволяє отримати більш гладку та чисту поверхню.

ASTM A967 і пасивація

The Американське товариство випробувань і матеріалів (ASTM) встановив стандарт для пасивації нержавіючої сталі через стандарт ASTM A967. Цей стандарт визначає мінімальні вимоги до пасивації, включаючи вимоги до хімічного складу, рівнів концентрації та температури. Такі заходи забезпечують рівномірне пасивування та прийнятний рівень якості.

Пасивація лимонною кислотою

Пасивація лимонною кислотою зазвичай використовується в промисловості, оскільки вона менш небезпечна, ніж інші методи. Цей процес пасивації передбачає обробку матеріалу лимонною кислотою для видалення заліза з поверхні та формування оксидного шару. Цей процес створює більш стабільну поверхню та усуває потребу в азотній кислоті. Деякі переваги використання лимонної кислоти як пасиваційної обробки включають чистіше, яскравіше покриття, менше утворення небезпечних відходів і кращі результати для певних сортів нержавіючої сталі. Однак цей метод має деякі недоліки, такі як більш тривалий час процесу та необхідність додаткового обладнання.

Чому пасивація необхідна для нержавіючої сталі?

Корозійна стійкість нержавіючої сталі

Корозія — це поступове руйнування матеріалів, зокрема металів, через хімічну реакцію з навколишнім середовищем. Нержавіючу сталь захищає від корозії тонкий шар оксиду хрому, який утворюється на її поверхні. Однак з часом цей шар може бути скомпрометований, особливо в суворих умовах. Пасивація нержавіючої сталі - це процес, який розвиває та відновлює захисний шар оксиду хрому.

Пасивація поверхні

Пасивація поверхні означає створення захисного пасивного шару на поверхні нержавіючої сталі шляхом видалення домішок і забруднень. Зазвичай це досягається шляхом хімічної обробки, яка покращує утворення та структуру шару оксиду хрому. Пасивація поверхні є життєво важливою для забезпечення довговічності виробів з нержавіючої сталі в корозійних середовищах.

Шар оксиду хрому

Шар оксиду хрому, який утворюється на поверхні нержавіючої сталі, створюється шляхом самопасивації. Це відбувається, коли нержавіюча сталь контактує з киснем повітря або води. Хром у нержавіючій сталі реагує з киснем, утворюючи захисний шар оксиду хрому. Цей шар має високу стійкість до корозії та служить першою лінією захисту від факторів навколишнього середовища, які викликають гниття.

Пасивація мінеральною кислотою

Пасивація мінеральною кислотою передбачає обробку нержавіючої сталі розчином азотної або лимонної кислоти для подальшого посилення захисного оксидного шару. Цей процес видаляє будь-які залишки забруднень на поверхні, забезпечуючи збереження захисного шару оксиду хрому. У результаті нержавіюча сталь стає ще більш стійкою до корозії та може довше служити в суворих умовах.

Захисний оксидний шар

Захисний оксидний шар, який утворюється на поверхні нержавіючої сталі під час пасивації, відіграє вирішальну роль у подовженні терміну служби виробів з нержавіючої сталі. Запобігаючи корозії та зберігаючи цілісність основного металу, шар гарантує, що вироби з нержавіючої сталі залишатимуться у хорошому стані протягом багатьох років. Крім того, пасивація є економічно ефективним рішенням, яке допомагає підтримувати якість виробів з нержавіючої сталі, заощаджуючи час і ресурси в довгостроковій перспективі.

Які переваги пасивації нержавіючої сталі?

Видалення вільного заліза з поверхні

Нержавіюча сталь містить залізо, яке може іржавіти під впливом агресивних умов. Пасивація видаляє вільне залізо з поверхні нержавіючої сталі за допомогою процесу хімічної обробки. Цей процес видаляє забруднення, бруд та інші домішки з поверхні сталі, які з часом можуть спричинити корозію.

Створення пасивного шару

Процес пасивації нержавіючої сталі створює на її поверхні пасивний шар. Цей шар являє собою тонку плівку, яка утворюється, коли сталь реагує з киснем повітря. Він діє як захисний бар'єр від корозії та інших форм деградації. Пасивний шар самовідновлюється і може регенерувати у разі пошкодження.

Підвищена стійкість до корозії

Однією з головних переваг пасивації нержавіючої сталі є підвищена стійкість до корозії. Пасивний шар, створений у процесі пасивації, є стійким до корозії. Це запобігає реакції сталі з хімікатами чи іншими речовинами, які можуть спричинити її корозію. Пасивний шар також робить сталь більш стійкою до точкової, щілинної та стресової корозії.

Покращена поверхня нержавіючої сталі

Процес пасивації покращує поверхню нержавіючої сталі шляхом видалення домішок і забруднень. Це призводить до чистої та гладкої поверхні, менш схильної до корозії. Покращена поверхня також полегшує догляд за сталлю та її очищення, що зменшує ризик її псування з часом.

Захист від хімічної реакції

Нержавіюча сталь вразлива до хімічних реакцій, які можуть спричинити її корозію. Процес пасивації захищає від хімічної реакції шляхом створення пасивного шару на поверхні сталі. Цей шар діє як бар’єр між сталлю та навколишнім середовищем, зменшуючи ризик хімічних реакцій, які можуть призвести до корозії.

Як виконується пасивація деталей з нержавіючої сталі?

Ванна з азотною кислотою

Одним із найпоширеніших методів пасивування деталей з нержавіючої сталі є використання ванни з азотною кислотою. Шматки занурюють у ванну з азотною кислотою, після чого промивають водою для видалення залишків кислоти. Це допомагає видалити будь-які забруднювачі заліза та сірки та створює пасивну оксидну плівку на поверхні деталей, що запобігає корозії.

Розчин кислоти для пасивації

Інший метод, який використовується для пасивації деталей з нержавіючої сталі, полягає у використанні кислотного розчину, призначеного спеціально для пасивації. Цей розчин, як правило, містить суміш азотної та лимонної кислоти, яка допомагає видалити забруднювачі, що проникли, і сприяє зростанню шару пасивного оксиду на поверхні. Цей метод зазвичай використовується для складних частин, де неможлива ванна з азотною кислотою.

Використання дихромату в азотній кислоті

Використання дихромату в азотній кислоті є ще одним методом, який можна використовувати для пасивації деталей з нержавіючої сталі. Цей процес передбачає використання суміші азотної та дихроматної кислоти, яка створює більш стійкий до корозії поверхневий шар. Однак цей метод також несе більш значні ризики для безпеки через використання високотоксичних матеріалів.

Методи пасивації нержавіючої сталі

Для деталей з нержавіючої сталі існує кілька інших методів пасивації, включаючи електрополірування, яке включає електричну активність і зазвичай використовується для медичного обладнання. Обробка чорним оксидом полягає у використанні хімічних речовин для створення чорної поверхні на частинах з нержавіючої сталі. Крім того, збирання та пасивація є двоетапним методом, який полягає у видаленні поверхневих забруднень з подальшою процедурою пасивації за допомогою розчину кислоти.

Пасивація після виготовлення

Пасивація після виготовлення – це метод, який виконується на деталях з нержавіючої сталі після їх виготовлення. Це передбачає очищення поверхні за допомогою знежирювача, видалення будь-яких забруднень і використання одного із затверджених методів пасивації. Пасивація після виготовлення є одним із найефективніших способів забезпечення довговічності та довговічності деталей з нержавіючої сталі.

Рекомендуємо прочитати： Спеціальні деталі для обробки з нержавіючої сталі: найкращий посібник

Яка роль пасивації в пасивації металу?

Пасивація різних металів

Пасивація зазвичай виконується на нержавіючу сталь, алюміній та титан. Нержавіюча сталь дуже стійка до іржі та корозії, але не повністю захищена від цих типів пошкоджень. Алюміній, як правило, має добру корозійну стійкість, але його поверхня може бути дуже реактивною до різних середовищ. У той же час титан відомий своєю стійкістю до корозії, особливо в середовищах, що містять хімічні речовини та морську воду.

Стійкість до корозії та пасивація металу

Корозія – це природний процес, який виникає, коли метали піддаються впливу повітря, води та інших елементів навколишнього середовища. Коли метал піддається корозії, він має тенденцію слабшати, ставати крихким і втрачати свої початкові фізичні та хімічні властивості. Корозійна стійкість - це ступінь стійкості будь-якого металу до впливу зовнішнього середовища. Пасивація є ефективним способом підвищення корозійної стійкості для металів із помірно низьким або відсутнім опором.

Переваги пасивування металевих поверхонь

Пасивація підвищує стійкість металевих поверхонь до корозії шляхом створення пасивного захисного шару на поверхні металу, який захищає його від впливу навколишнього середовища. Цей пасивуючий шар створює бар’єр між металом і навколишнім середовищем, запобігаючи руйнівним ефектам, викликаним окисленням, іржею або іншими формами корозії. Крім того, пасивація покращує зовнішній вигляд металу, його чистість і загальну довговічність.

Захист поверхневого шару

Захисний шар, утворений пасивацією, зазвичай настільки тонкий, що його важко побачити. Цей захист є природним процесом, коли металеві поверхні більшості сплавів реагують або з атмосферою, або з власними хімічними речовинами. Шар захищає основний метал від повітря та інших небезпек навколишнього середовища. Захисний шар не є додатковою деталлю, нанесеною на поверхню металу. Тим не менш, зміцнення зовнішнього шару для створення пасивної захисної плівки, яка зменшує потребу в обслуговуванні та очищенні.

Створення захисного шару

Створення захисного шару включає кілька наукових принципів, таких як електрохімія, хімічний склад, температура та тривалість процесу. Ці фактори відрізняються залежно від типу використовуваної техніки пасивації та конкретного металевого сплаву, який розглядається. Зазвичай використовувані методи пасивації включають пасивацію азотною кислотою, пасивацію лимонною кислотою та електрополірування. Пасивація азотною кислотою використовує розчин азотної кислоти для видалення забруднень з металу, тоді як пасивація лимонною кислотою використовує лимонну кислоту для розчинення поверхневої іржі та інших забруднень. Електрополірування подає електричний струм на металевий сплав для створення гладкої поверхні, що відбиває світло.

Рекомендуємо прочитати: Отримайте тут якісні деталі для обробки з нержавіючої сталі!

Питання що часто задаються

З: Що таке пасивація?

Відповідь: Пасивація — це процес після виробництва, який видаляє вільні забруднювачі заліза з поверхні нержавіючої сталі для підвищення її стійкості до корозії.

З: Як працює пасивація?

A: Пасивація створює тонкий пасивний шар на поверхні з нержавіючої сталі. Цей шар запобігає утворенню корозії та сприяє довговічності матеріалу.

З: Чому я повинен пасивувати нержавіючу сталь?

A: Пасивація є важливою для нержавіючої сталі, оскільки вона покращує її стійкість до корозії, видаляє забруднення та покращує її естетичну привабливість.

З: Коли я повинен пасивувати деталі з нержавіючої сталі?

A: Деталі з нержавіючої сталі слід пасивувати після механічної обробки або будь-якої обробки поверхні, щоб видалити забруднення та відновити стійкість поверхні з нержавіючої сталі до корозії.

З: Що таке процес пасивації?

A: Процес пасивації зазвичай передбачає очищення поверхні з нержавіючої сталі, нанесення пасивуючої кислоти або розчину, потім промивання та висушування деталей.

З: Які процедури пасивації зазвичай використовуються?

A: Двома поширеними способами пасивації нержавіючої сталі є пасивація дихроматом з використанням азотної кислоти та пасивація лимонною кислотою. Обидві обробки ефективно видаляють забруднення та пасивують поверхню з нержавіючої сталі.

Q: Чи пасивація тільки для нержавіючої сталі?

A: Так, пасивація в основному використовується для деталей з нержавіючої сталі, оскільки це допомагає оптимізувати їх корозійну стійкість. Інші матеріали можуть мати інші методи захисту від корозії.

З: Чи можна використовувати пасивацію для всіх сортів нержавіючої сталі?

Відповідь: Так, пасивація може бути використана для всіх марок нержавіючої сталі для покращення їх корозійної стійкості, незалежно від складу чи варіацій сплаву.

З: Чи є процес пасивації екологічним?

Відповідь: Процеси пасивації з використанням лимонної кислоти вважаються більш екологічними, ніж процеси з використанням біхромату. Використання лимонної кислоти як пасиватора знижує вплив на навколишнє середовище без шкоди для ефективності обробки.