Tubulação eletropolida e polida mecanicamente, parte 1

Este artigo de duas partes resume os pontos importantes do documento de eletropolimento e mostra a apresentação de Tverberg na InterPhex no final deste mês. Hoje, na Parte 1, examinamos a importância do eletropolimento de tubos de aço inoxidável, técnicas de eletropolimento e métodos analíticos. Na Parte 2, apresentamos uma prévia das pesquisas mais recentes sobre passivação de tubos inoxidáveis ​​mecanicamente polidos.

Parte 1: Tubo de aço inoxidável eletropolido As indústrias farmacêutica e de semicondutores requerem grandes quantidades de tubos de aço inoxidável eletropolido internamente. Em ambos os casos, o aço inoxidável tipo 316L é a liga de escolha. Ocasionalmente, ligas inoxidáveis ​​de molibdênio de 6 por cento são usadas; as ligas C-22 e C-276 são importantes para os fabricantes de semicondutores, especialmente quando o gás ácido clorídrico é usado como agente corrosivo.

A tubulação eletropolida é especificada para muitas aplicações devido a:

Fácil caracterização de defeitos de superfície que, de outra forma, seriam mascarados no labirinto de anomalias de superfície encontradas em materiais mais comuns.

A inércia química da camada passiva resulta tanto do cromo quanto do ferro estarem no estado de oxidação 3+ e não como metais de valência zero. Superfícies polidas mecanicamente, mesmo após longa passivação com ácido nítrico a quente, ainda retêm altos níveis de ferro livre no filme. Este fator por si só dá às superfícies eletropolidas uma grande vantagem na estabilidade a longo prazo.

Outra grande diferença entre as duas superfícies é a presença (em superfícies mecanicamente polidas) ou ausência (em superfícies eletropolidas) de elementos de liga. Superfícies polidas mecanicamente retêm a composição básica da liga com apenas um ligeiro esgotamento dos outros elementos da liga, enquanto as superfícies eletropolidas contêm essencialmente apenas cromo e ferro.

Fabricação de tubos eletropolidos Para produzir uma superfície eletropolida lisa, é necessário começar com uma superfície lisa. Isso significa começar com aço de altíssima qualidade, fabricado para a melhor soldabilidade. Durante a fundição, enxofre, silício, manganês e elementos desoxidantes (por exemplo, Al, Ti, Ca, Mg) e ferrita delta precisam ser controlados. A tira deve ser tratada termicamente para dissolver todas as segundas fases que podem se originar durante a solidificação do fundido ou que podem se formar durante o processamento em alta temperatura.

Da mesma forma, o tipo de acabamento da tira é mais importante. Três acabamentos superficiais de tiras laminadas a frio disponíveis comercialmente são especificados em ASTM A-480: 2D (recozido ao ar, decapado e acabado com rolos opacos); 2B (recozido ao ar, decapado e acabado com rolos polidos); e 2BA (atmosfera protetora brilhante recozida e acabada com rolos polidos).

A formação de rolos, a soldagem e o condicionamento do cordão devem ser cuidadosamente controlados para produzir um tubo o mais redondo possível. Mesmo o menor rebaixo de solda ou linha de nivelamento do cordão de solda ficará visível após o polimento. Da mesma forma, marcas de laminação, padrões de rolagem de solda e qualquer dano mecânico às superfícies ficarão evidentes após o eletropolimento.

Após o tratamento térmico, o DI do tubo deve ser polido mecanicamente para remover as imperfeições da superfície decorrentes da tira e do processo de conformação do tubo. Esta etapa é onde a seleção do acabamento da tira se torna crítica. Se a rugosidade for muito profunda, mais metal deve ser removido da superfície ID do tubo para produzir um tubo liso. Se a rugosidade for superficial ou inexistente, menos metal deve ser removido. Os melhores acabamentos de eletropolimento, geralmente na faixa de 5 micropolegadas ou mais suaves, são obtidos de tubos polidos longitudinalmente. Esse tipo de polimento remove a maior parte do metal da superfície, geralmente na faixa de 0,001 polegada, removendo assim limites de grão, defeitos de superfície e imperfeições de formação. O polimento em redemoinho remove menos material, produz uma superfície "manchada" e geralmente dá um Ra mais alto (rugosidade média da superfície) na faixa de 10 a 15 micropolegadas.

EletropolimentoO eletropolimento é simplesmente galvanoplastia ao contrário. A solução de eletropolimento é bombeada através do ID do tubo enquanto um cátodo é puxado através do tubo. O metal é removido preferencialmente dos pontos mais altos da superfície. O processo "quer" revestir o cátodo com o metal dissolvido do interior do tubo, que é o ânodo. É importante controlar a eletroquímica para evitar o revestimento do cátodo e manter a valência adequada para cada um dos íons.