Проблемът с оцветяването
Компонентите от неръждаема стомана се ецват в смеси от сярна-азотна киселина, за да се премахнат топлинните нюанси и котлен камък. След ецване компонентите трябва да имат чиста, ярка, равномерно гравирана повърхност. Вместо това някои компоненти показват кафяво оцветяване от желязо-локализирано обезцветяване, което трябва да бъде отстранено чрез допълнителна обработка. Оцветяването е козметично, но е неприемливо за архитектурни,-хранителни или фармацевтични приложения.
Ютията идва от потапящия нагревател. Нагревателната намотка от неръждаема стомана корозира в горещата киселина за ецване, освобождавайки железни йони във ваната. Разтвореното желязо се отлага върху повърхностите на детайла като железен хидроксид или железен оксид, когато частите се изплакнат. Отложеното желязо оцветява повърхността. Оцветяването се получава, въпреки че самият детайл е от неръждаема стомана-замърсяването с желязо от нагревателя надделява над присъщата устойчивост на корозия на детайла.
PTFE топлообменник не отделя желязо. Източникът на оцветяване е елиминиран.
Механизмът за прехвърляне на желязо
Във ваната за декапиране нагревателят от неръждаема стомана корозира със скорост от 0,1-0,3 mm/година. Корозията освобождава йони на желязо, хром и никел в киселината. Желязото присъства като железни (Fe²⁺) и железни (Fe3⁺) йони. Трето желязото е особено проблематично - то се хидролизира лесно, когато концентрацията на киселина спадне по време на изплакване, образувайки неразтворим железен хидроксид, който се отлага върху повърхностите на детайла.
Концентрацията на разтвореното желязо във ваната се натрупва с течение на времето. Прясно направената вана има нищожно желязо. След седмици работа с корозиращ нагревател, концентрацията на желязо може да достигне 500-2000 ppm. Всеки детайл, обработен в тази замърсена с желязо вана, е изложен на риск от оцветяване.
Оцветяването може да не се появи веднага след ецване. Може да се развие по време на етапа на изплакване, когато киселинният филм върху повърхността на детайла се разреди и pH се повиши, което води до утаяване на разтвореното желязо върху повърхността. Оцветяването често се дължи на лошо изплакване, когато основната причина е източникът на желязо-нагревателят.
| Параметър на замърсяване с желязо | Нагревател от неръждаема стомана | PTFE топлообменник |
|---|---|---|
| Скорост на корозия на нагревателя в киселина за ецване (mm/година) | 0.1-0.3 | 0 |
| Освобождаване на желязо във ваната (g/ден) | 5-15 | 0 |
| Концентрация на желязо във ваната след 4 седмици (ppm) | 500-2,000 | < 50 (workpiece dissolution only) |
| Степен на оцветяване на детайла (%) | 5-15 | < 1 |
| Цена на преработване на зацапана част ($) | 25-75 | N/A |
Удължаването на живота на ваната
Натрупването на желязо не само причинява оцветяване, но и влошава ефективността на ецване. Разтвореното желязо консумира свободна киселина чрез образуване на железни сулфатни комплекси. Скоростта на ецване се забавя. Ваната трябва да се изхвърли и смени, когато концентрацията на желязо достигне 40-60 g/L. Корозиращият нагревател допринася за значителна част от това натоварване с желязо. Премахването на този източник удължава живота на ваната, намалявайки разходите за химикали и изхвърлянето на отпадъци.
PTFE решението
PTFE не съдържа желязо и не корозира в киселина за ецване. Концентрацията на желязо във ваната идва само от разтварянето на самите детайли-контролиран, предвидим източник. Нивото на ютията остава ниско и стабилно. Елиминира се оцветяването на детайла от желязото,-извлечено от нагревателя.
PTFE повърхността също не абсорбира желязо от ваната. Металните нагреватели могат да абсорбират желязо върху техните оксидни повърхности по време на ецване на части от въглеродна стомана, след което да го освободят при ецване на неръждаема стомана. Това кръстосано-замърсяване не възниква при PTFE.
Резюме
Оцветяването с желязо върху детайли от неръждаема стомана по време на киселинно ецване се причинява от разтворено желязо от корозиращи метални нагреватели. PTFE топлообменниците, които не съдържат желязо и не корозират, елиминират този източник на замърсяване. Оцветяването на детайла е практически елиминирано. Животът на ваната се удължава чрез намаляване на степента на натрупване на желязо. Избягват се разходите за преработка от дефекти при оцветяване.
Инженерна поддръжка за спецификация на PTFE топлообменник в критични повърхностни{0}}приложения за ецване е налична при подаване на данни за химичния състав на киселината, материал на детайла, текуща скорост на оцветяване и живот на ваната.
