Ako ovplyvňuje typ maziva na ťahanie rúrok (chlórovaný parafín vs. sulfid molybdénový) post-čistenie povrchovej kontaminácie železom a mieru zafarbenia v 99,5 % kyseline octovej pri 100 stupňoch?

Ťahacie mazivá sú rozhodujúce pri výrobe titánových ohrievačov, aby sa znížilo trenie a zabránilo sa zadretiu. Chlórované parafíny a sulfid molybdénu (MoS₂) sú dve bežné mazivá. Chlórované parafíny obsahujú 30 % až 70 % chlóru a vytvárajú zvyšky, ktoré je ťažké úplne odstrániť. Dokonca aj po vyčistení môžu byť stopy železa z procesu ťahania komplexované s chlórovanými zvyškami. Toto zvyškové železo sa potom vylúhuje do 99,5 % kyseliny octovej pri 100 stupňoch za vzniku octanu železitého [Fe(CH3COO)3 alebo Fe(CH3COO)₂], ktorý spôsobuje žlté až červenohnedé sfarbenie, ktoré je možné detegovať už pri koncentráciách 1–5 ppm. Mazivo na báze disulfidu molybdénu zanecháva zreteľný zvyšok, ktorý sa ľahšie odstraňuje a netvorí komplex so železom rovnakým spôsobom, čo vedie k oveľa nižšej rýchlosti odfarbenia. Mazivo MoS2 sa odporúča najmä pre použitie s kyselinou octovou s vysokou čistotou.

Ako sa mazivo kontaminuje a zafarbí železom

Počas ťahania rúrok chlórované parafínové mazivá rozpúšťajú a uvoľňujú kyselinu chlorovodíkovú, ktorá napáda titánový povrch a nástroje a ukladá častice železa do titánového povrchu. Chlórované zvyšky obsahujú aj železo z lisovníc. Tieto zvyšky kontaminované železom sa ťažko odstraňujú bežnými metódami odmasťovania. Železo reaguje v horúcej kyseline octovej: Fe + 2CH3COOH → Fe(CH3COO)₂ + H2. Octan železitý vzniká v prítomnosti vzduchu: 2Fe + 6CH3COOH + 3/20₂ → 2Fe(CH3COO)₃ + 3H20. Intenzívne sfarbené octany železa odfarbujú produkt kyseliny octovej. Molydisulfidové mazivo bez obsahu chlóru, bez zachytávania železa. Úplnejšie sa odstraňuje alkalickým čistením, ktoré tiež zanecháva na povrchu málo železa.

Typ maziva vs. Kvantitatívna kontaminácia železom a zmena farby

The data below were obtained by controlled testing of Grade 2 titanium tubes drawn with different lubricants, cleaned with an industry standard alkaline degreaser at 60°C for 10 minutes, and then placed in 99.5% acetic acid at 100°C for 500 hours. For chlorinated paraffin lubricant with chlorine content of 50 % , the residual surface iron after cleaning is 0.5-2.0 µg/cm 2 , the discoloration time to yellow tint (APHA color 10) is 50-100 hours, the discoloration time to brown tint (APHA 50) is 200-400 hours, and the concentration of iron acetate after 500 hours is 5-20 ppm. Residual iron is 0.3–1.0 µg/cm2 for chlorinated paraffin with 30% chlorine content, APHA 10 is reached in 100–200 hours, APHA 50 in 400–800 hours and iron acetate concentration is 2–10 ppm. Residual iron in molybdenum disulfide lubricant without chlorine is 0.05–0.2 µg/cm2, APHA 10 is reached in 500–1,000 hours, APHA 50 may not be reached in 1,000 hours, and iron acetate concentration is 0.5–2 ppm. Residual iron is 0.02-0.05 µg/cm2, APHA 10 is >2000 hodín a koncentrácia octanu železitého je<0.5 ppm for a no-lubricant control (experimental only, not practical).

Vplyv postupu čistenia na účinnosť odstraňovania železa

Pre oba typy mazív má čistiaci postup významný vplyv na zostávajúce železo. V prípade chlórovaného parafínu jednoduché alkalické odmastenie odstráni 80 až 90 % zvyšku, pričom zostane 0,5 až 2,0 µg/cm2 železa. Nálev s 20% kyselinou dusičnou počas 10 minút znižuje zostávajúce železo na 0,1–0,5 µg/cm2, čo je viac ako pri alkalickom čistení samotného MoS2. V prípade maziva MoS2 poskytuje iba alkalické odmastenie 0,05–0,2 µg/cm². Ultrazvukové čistenie v čistiacom roztoku znižuje zvyškové železo v MoS 2 na 0,02-0,10 ug/cm 2. Odmasťovanie parou trichlóretylénu je účinné pre oba typy mazív, ale zanecháva určité stopy. Plazmové čistenie poskytuje najnižší obsah železa pre obe, ale je drahé.

Sprievodca výberom servisného maziva a čističa s vysokou čistotou kyseliny octovej

Nasledujúca tabuľka uvádza odporúčania pre typ maziva a proces čistenia pre titánové vykurovacie rúrky pre 99,5 % kyselinu octovú pri 100 stupňoch na základe prípustných limitov odfarbenia a požiadaviek na farbu produktu.

Farba kyseliny octovej (APHA po 500 hodinách) Vyžaduje sa Navrhovaný nákres mazivo Požadovaný postup čistenia Očakávaný zvyškový povrch železa (µg/cm²) Očakávaný acetát železa v kyseline (ppm)<5 (pharmaceutical grade) Molybdenum DisulfideAlkaline degrease + acid pickle + ultrasonic <0.05 <0.5 5–10 (food grade) Molybdenum disulfideAlkaline degrease plus acid pickle 0.05-0.15 0.5-1.5 10-20 (technical grade) Molybdenum disulfide Alkaline degrease just 0.15-0.30 1.5-3.0 20-50Chlorinated Paraffin with Acid Pickle 0.3-0.8 3-8 >50 (inappropriate for high purity) Chlorinated Paraffin, Degrease Only >0.8 >8 Technika nad rámec výberu maziva

Titánová trieda neovplyvňuje kontamináciu železom, ale trieda 7 má vynikajúcu odolnosť proti korózii v kyseline octovej a môže sa použiť na predĺženú prevádzku pred odfarbením z iných príčin. Hrúbka steny nemá priamy vplyv na zmenu farby. Povrchová úprava rúrky tiež ovplyvňuje zadržiavanie železa, elektrolyticky leštené povrchy (Ra < 0,3 µm) majú menšiu plochu na zachytávanie železa a ľahšie sa čistia. Ak dôjde k zmene farby súčasných ohrievačov, usadeniny octanu železitého môžu byť odstránené z povrchu čistiacim procesom s 10% kyselinou citrónovou pri 60 stupňoch počas 2 hodín. Ale akonáhle je začlenený do titánu, je ťažké ho úplne odstrániť.

Informovaná špecifikácia

Označte disulfid molybdénový ako mazadlo na ťahanie pre titánovú vykurovaciu trubicu pre 99,5 % kyselinu octovú pri 100 °C a prísnych farebných kritériách (APHA<10). The cleaning protocol should cover alkaline degreasing at 60°C for 10 minutes, pickling in 20% nitric acid at 50°C for 10 minutes and the final ultrasonic rinse in deionized water. If the color standards are not too high (APHA <20) alkaline degreasing alone may be sufficient. In the case of acid colour criteria less than APHA 30, discard all tubes drawn with chlorinated paraffins. Perform a leaching test on a 100 cm2 sample in 99.5% acetic acid at 100 deg C for 168 hrs; assess the acid for iron and accept only if iron is below 2 ppm. The engineer replaces chlorinated paraffin with molybdenum disulfide lubricant to reduce residual surface iron and prevent discoloration in high-purity acetic acid service.