پسیو شدن یا غیرفعالسازی در ورق استیل

تعریف Passivation:

در سطح پایه، فلزات ممکن است در یکی از دو شرایط سطحی وجود داشته باشند: فعال و غیرفعال. اتم های فلزی در ساختار یک آلیاژ را در نظر بگیرید. هر یک از اتم های موجود در بخش عمده فلز به اتم های همسایه متصل است. با این حال، آخرین اتم‌ها در سطح فلز با اتم‌های همسایه همان فلز پیوند نمی‌خورند، زیرا در یک طرف، فقط «هوا» در دسترس است.
هنگامی که یک فلز دارای اتم های سطحی است که (هنوز) به اتم های دیگر پیوند ندارند، نتیجه می گیریم که فلز در حالت "فعال" است. تبدیل یک فلز به حالت فعال با جدا کردن تمام اتم‌های سطحی از هر ماده و ترکیبات موجود از سطح، فرآیندی است که به طور کلی «فعال‌سازی» نامیده می‌شود. به عنوان مثال، یک فلز معمولاً باید قبل از هر فرآیند آبکاری در حالت فعال باشد.
یک فلز در حالت فعال مستعد واکنش با هر اتم مناسبی است که برای پیوند در دسترس است. به همین دلیل است که نیکل تازه آبکاری شده نمی تواند برای مدت طولانی در مخزن آبکشی بماند، زیرا نیکل با اکسیژن موجود در آب شستشو پیوند می یابد و سپس دیگر "فعال" نخواهد بود. اکسیژن، سولفیدها و مواد آلی مختلف ترکیبات رایجی هستند که حداقل تا حدی به سطوح فلزی فعال متصل می شوند و آنها را در حالت "غیرفعال" قرار می دهند. به طور کلی (بعضی از فلزات گرانبها استثنا هستند)، فلزات با هر محیطی که در معرض آن قرار می گیرند واکنش نشان می دهند و با توجه به زمان کافی، به حالت غیرفعال تبدیل می شوند.
بر اساس تعریف فوق، "غیرفعال سازی" را می توان یک اصطلاح عمومی برای هر فرآیندی در نظر گرفت که یک فلز فعال را به حالت غیرفعال تبدیل می کند. چنین فرآیندهایی شامل کروماتین، اکسید سیاه و فسفاته کردن هستند، اما اغلب، اصطلاح غیرفعال سازی برای توصیف فرآیندی استفاده می شود که در آن ورق استیل در محلول شیمیایی پردازش می شود که اکسیدهای فلزی روی سطح تولید می کند و در همان زمان حل می شود. هر آهن آزاد که می تواند به طور گالوانیکی سلول های الکترولیتی تولید کند که می تواند ورق استیل را مجدداً (به صورت محلی) فعال کند و لکه های خوردگی ایجاد نماید.

در یک کار تحقیقاتی انواع مختلفی از آلیاژهای ورق استیل را پوشش دادند، و همه این آلیاژها هنگام تولید توسط کارخانه فولاد در حالت "فعال" بودند. همانطور که فلز سرد شد، منفعل شد و حتی ممکن است یک لایه ضخیم از "فلز" اکسید رشد کرده باشد.
همچنین، از آنجایی که قطعات از طریق مهر زنی، برش، آهنگری، ریخته‌گری و غیره ساخته می‌شوند، روان‌کننده‌های مختلف و سایر مواد آلی یا به صورت فیزیکی روی سطح وجود دارند یا به اتم‌های سطح متصل می‌شوند. در واقع، در صورت وجود، باید مقیاس اکسید را قبل از غیرفعال سازی واقعی حذف کنیم. شرایط سطح ورق استیل که وجود رسوب و سایر باقیمانده ها را نشان می دهد ممکن است به طور کلی به عنوان وضعیت غیرفعال نامیده شود. با این حال، این مواد ناخوشایند هستند، باعث خوردگی ورق استیل در محیط‌های مختلف می‌شوند و برای استفاده در کاربردهای معمولی مانند خدمات غذایی یا ابزار پزشکی مناسب نیستند. بنابراین، ما چنین شرایطی را واقعاً غیرفعال نمی‌دانیم. در غیرفعال کردن ورق استیل، ما باید فلس‌ها، ریزه‌های ماشینکاری و روان‌کننده‌ها را از سطح حذف کنیم، فولاد را در حالت فعال قرار دهیم، سپس فولاد را در یک محلول شیمیایی که مخصوصاً برای غیرفعال کردن سطح در شرایط اکسیداتیو کنترل‌شده طراحی شده است، درمان کنیم. 

مراحل فرآیند:

همانطور که قبلاً بحث شد، قبل از اینکه ورق استیل را غیرفعال کنیم، باید فلس‌های اکسید و سایر ناخالصی‌های سطحی را که می‌توانند مانع یا جلوگیری از تشکیل یک فرآیند اکسیداتیو کنترل‌شده شوند، حذف کنیم. ما در مورد جزئیات چرخه های معمولی تمیز کردن و رسوب زدایی صحبت نمی کنیم، اما در اینجا چند "نکته" کلی وجود دارد:
قطعاتی که اشکال پیچیده ای دارند که ممکن است رسوب زدایی و تمیز کردن را به یک پیشنهاد دشوار تبدیل کند، باید از طریق تمیز کردن اولتراسونیک به عنوان بخشی از چرخه آماده سازی پردازش شوند. رسوب زدایی و تمیز کردن ناقص باعث مقاومت ضعیف در برابر خوردگی می شود. برای ظروف غذا/پزشکی، این می تواند یک مشکل بزرگ باشد، زیرا باقیمانده ها می توانند باکتری ها را در سرویس نگه دارند. به همین دلیل، هر ظروف غذایی/پزشکی باید پس از رسوب زدایی به طور کامل بررسی شود تا مطمئن شوید که فرآیند ایجاد حفره ندارد.
تمیز کردن حلال (چربی زدایی بخار) با استفاده از حلال های کلر می تواند منجر به مقاومت در برابر خوردگی ضعیف شود اگر قطعه دارای شکل پیچیده یا شکاف هایی باشد که می تواند باقیمانده حلال را به دام بیندازد که به نوبه خود می تواند با فرآیند غیرفعال سازی به کلرید تبدیل شود. کلریدهای به دام افتاده می توانند با توجه به زمان کافی، لکه های خوردگی ایجاد کنند. انفجار ساینده باید با استفاده از محیط های بدون آهن انجام شود.

ورق استیل آستنیتی جوش داده شده را در مخلوط اسید نیتریک-هیدروفلوئوریک رسوب زدایی نکنید، زیرا این محلول ها می توانند به نواحی جوش حمله کنند.
قبل از غیرفعال سازی، (حداقل برخی) قطعات رسوب زدایی/تمیز شده را بصری بازبینی کنید. طبق ASTM A380، بازرسی بصری باید با روشنایی عمومی در شمع های 100 فوتی و شمع های 250 فوتی روی سطحی که در حال بررسی است انجام شود. مناطقی که به راحتی قابل مشاهده نیستند باید با استفاده از پارچه های نخی یا سواب های بدون پرز پاک شوند. در خط فرآیند، مطمئن شوید که قطعات قبل از اینکه وارد محلول غیرفعال شوند، بدون آب هستند.
از آنجایی که فولادهای ضد زنگ در برخی کاربردهای بسیار حیاتی (به عنوان مثال هسته ای) مورد استفاده قرار می گیرند، مشخصات چنین قطعات مهمی شامل تمیز کردن، رسوب زدایی و رسیدگی به بایدها و نبایدهایی است که در این مقاله شرح داده شد.

گردآورنده: سید رحیم کیاحسینی