Tubi elettrolucidati e lucidati meccanicamente, parte 1

Questo articolo in due parti riassume i punti importanti dell'articolo sull'elettrolucidatura e anticipa la presentazione di Tverberg all'InterPhex alla fine di questo mese. Oggi, nella Parte 1, esaminiamo l'importanza dell'elettrolucidatura dei tubi in acciaio inossidabile, delle tecniche di elettrolucidatura e dei metodi analitici. Nella Parte 2 presentiamo un'anteprima delle ultime ricerche sulla passivazione dei tubi in acciaio inossidabile lucidati meccanicamente.

Parte 1: Tubi in acciaio inossidabile elettrolucidatoLe industrie farmaceutiche e dei semiconduttori richiedono grandi quantità di tubi in acciaio inossidabile elettrolucidato internamente. In entrambi i casi la lega scelta è l'acciaio inossidabile tipo 316L. Occasionalmente vengono utilizzate leghe inossidabili al 6% di molibdeno; le leghe C-22 e C-276 sono importanti per i produttori di semiconduttori, soprattutto quando il gas dell'acido cloridrico viene utilizzato come agente di attacco.

Il tubo elettrolucidato è indicato per tantissime applicazioni grazie a:

Facile caratterizzazione dei difetti superficiali che altrimenti sarebbero mascherati nel labirinto di anomalie superficiali presenti nei materiali più comuni.

L'inerzia chimica dello strato passivo deriva dal fatto che sia il cromo che il ferro si trovano nello stato di ossidazione 3+ anziché come metalli zerovalenti. Le superfici lucidate meccanicamente, anche dopo una lunga passivazione a caldo con acido nitrico, mantengono ancora elevati livelli di ferro libero nella pellicola. Questo fattore da solo conferisce alle superfici elettrolucidate un grande vantaggio in termini di stabilità a lungo termine.

Un'altra importante differenza tra le due superfici è la presenza (nelle superfici lucidate meccanicamente) o l'assenza (nelle superfici elettrolucidate) di elementi di lega. Le superfici lucidate meccanicamente mantengono la composizione base della lega con solo un leggero impoverimento degli altri elementi di lega, mentre le superfici elettrolucidate contengono essenzialmente solo cromo e ferro.

Realizzazione di tubi elettrolucidati Per produrre una superficie liscia elettrolucidata è necessario iniziare con una superficie liscia. Ciò significa iniziare con acciaio di altissima qualità, fabbricato per la migliore saldabilità. Durante la fusione è necessario controllare lo zolfo, il silicio, il manganese e gli elementi disossidanti (ad es. Al, Ti, Ca, Mg) e la ferrite delta. Il nastro deve essere trattato termicamente per sciogliere tutte le seconde fasi che possono originarsi durante la solidificazione del fuso, o che possono formarsi durante la lavorazione ad alta temperatura.

Allo stesso modo il tipo di finitura del listello è molto importante. Tre finiture superficiali dei nastri laminati a freddo disponibili in commercio sono specificate nella norma ASTM A-480: 2D (ricotto in aria, decapato e rifinito con rulli opachi); 2B (ricotto in aria, decapato e finito con rulli lucidati); e 2BA (atmosfera protettiva ricotta lucida e rifinita con rulli lucidi).

La profilatura, la saldatura e il condizionamento del cordone devono essere tutti attentamente controllati per produrre un tubo quanto più rotondo possibile. Anche il più piccolo sottosquadro di saldatura o la linea di livellamento del cordone di saldatura sarà visibile dopo la lucidatura. Allo stesso modo, dopo l'elettrolucidatura saranno evidenti segni di rullatura, modelli di saldatura a rullo e qualsiasi danno meccanico alle superfici.

Dopo il trattamento termico, il diametro interno del tubo deve essere lucidato meccanicamente per rimuovere le imperfezioni superficiali derivanti dalla striscia e dal processo di formatura del tubo. Questo passaggio è il momento in cui la scelta della finitura del nastro diventa fondamentale. Se la rugosità è troppo profonda, è necessario rimuovere più metallo dalla superficie del diametro interno del tubo per produrre un tubo liscio. Se la rugosità è superficiale o inesistente, è necessario rimuovere meno metallo. Le migliori finiture di elettrolucidatura, generalmente nell'intervallo di 5 micro-pollici o più lisce, si ottengono da tubi lucidati a nastro longitudinalmente. Questo tipo di lucidatura rimuove la maggior parte del metallo dalla superficie, solitamente nell'intervallo di 0,001 pollici, rimuovendo così i bordi dei grani, i difetti superficiali e la formazione di imperfezioni. La lucidatura a vortice rimuove meno materiale, produce una superficie "sbavata" e generalmente fornisce un Ra più elevato (ruvidità superficiale media) nell'intervallo da 10 a 15 micropollici.

ElettrolucidaturaL'elettrolucidatura è semplicemente la galvanoplastica al contrario. La soluzione di elettrolucidatura viene pompata attraverso il diametro interno del tubo mentre un catodo viene tirato attraverso il tubo. Il metallo viene rimosso preferibilmente dai punti più alti della superficie. Il processo “vuole” rivestire il catodo con il metallo disciolto dall'interno del tubo, che costituisce l'anodo. È importante controllare l'elettrochimica per prevenire la placcatura catodica e mantenere la valenza corretta per ciascuno degli ioni.