Curatare electrochimica piese din inox

Curatare electrochimica piese din inox

Curățarea electrochimică a cordoanelor de sudură realizate pe piese din oțel inoxidabil și marcarea electrochimică a pieselor

Tinand cont de faptul ca procedeul de curatare electrochimica a cordoanelor de sudura realizate pe piese din otel inoxidabil devine din ce in ce mai interesant pentru firmele care prelucreaza inoxul, voi detalia acest procedeu, diferentele dintre echipamentele existente pe piata si costurile de utilizare. Am decis sa revin asupra acestui aspect, deoarece prelucrarea inoxului este destul de răspândită în România, însă, de cele mai multe ori, din ignoranţă sau din neştiinţă, pentru curăţarea şi pasivizarea acestuia nu se acordă atenţia cuvenită, ceea ce duce, în timp, la probleme destul de grave.

Una din operaţiile care influenţează destul de mult starea oţelului inoxidabil este operaţia de sudare. După cum se știe, fluctuaţiile de temperatură din timpul operaţiilor de sudare a oţelului inoxidabil duc la formarea unor straturi de oxid, închise la culoare, pe suprafaţa cordoanelor şi în imediata lor apropiere. Aceste straturi de oxid modifică atât caracteristicile estetice, cât şi pe cele funcţionale ale componentelor sudate şi, din această cauză, este necesară eliminarea lor cât mai eficient posibil.

Curăţarea clasică a cordoanelor de sudură de pe piesele din inox se realizează în două moduri:

cu scule (perii, discuri abrazive etc) care permit eliminarea mecanică a stratului de oxid;

cu geluri decapante, care se aplică pe cordoanele de sudură sau cu substanțe chimice destinate decapării pieselor prin imersie. Aceste produse generează o reacţie chimică, ce elimină stratul de oxid şi pe cel de material de sub el, eliminând riscurile de oxidare ulterioară.

Din păcate, aceste procedee clasice de curăţare ridică destul de multe probleme pentru care nu există remediu! Printre aceste probleme putem enumera:

deteriorarea suprafeţei pieselor;

pasivizare neuniformă, fapt ce duce, în timp, la coroziune;

costuri ridicate ale consumabilelor;

poluarea gravă a mediului înconjurător (ținând cont de faptul că în urma curățării cu geluri decapante a 5 m de cordon de sudură rezultă circa 100 l de apă contaminată cu metale grele și cu substanțe chimice), fapt datorită căruia a şi apărut necesitatea găsirii unor procedee alternative de curăţare şi de pasivizare.

O soluţie din ce în ce mai utilizată pentru curăţarea şi pasivizarea pieselor din oţel inoxidabil sudate constă în utilizarea unor procedee electrochimice, realizate cu ajutorul unor echipamente special destinate acestei operații. Astfel de soluţii s-au dezvoltat foarte puternic în ultimii ani şi au eliminat, în bună parte, procedeele clasice, ajungând, astăzi, să reprezinte soluţia perfectă, atât pentru curăţarea şi pasivizarea cordoanelor de sudură realizate pe piese din inox cu echipamente de sudare TIG şi, respectiv, MIG/MAG, cât şi pentru polişarea acestora şi, respectiv, pentru marcarea suprafeţelor din oţel inoxidabil, aluminiu, titan, cupru, alamă, oțel, etc.

Totuși, deși oferta de astfel de echipamente este foarte variată, există la nivel mondial doar câțiva producători, toate celelalte firme cumpără sursele de la aceștia și le personalizează utilizând carcasele și culorile lor specifice.

Aceste tehnologii moderne de curăţare a oţelului inoxidabil utilizează, spre deosebire de procedeele clasice, curentul electric şi o soluţie electrolitică specială pe bază de acid fosforic pentru a îndepărta eficient stratul oxidat (având mai puţin de 12% crom) rezultat în urma operaţiei  de sudare a oţelului inoxidabil şi pentru a pasiviza instantaneu componentele sudate (pentru refacerea stratului de protecţie contra coroziunii).

Această decapare electrochimică are ca rezultat pasivizarea completă şi uniformă a pieselor (mult mai uniformă faţă de cazul procedeelor clasice), deoarece agentul chimic utilizat, stimulează oţelul inoxidabil să formeze un strat de protecţie uniform. Pe lângă substanțele pe bază de acid fosforic au fost dezvoltate și substanţe neutre, unele pe bază de NaCl, care permit obţinerea unor rezultate excelente, concomitent cu eliminarea impactului negativ asupra mediului înconjurător.

Principalele avantaje aduse de aceste noi tehnologii sunt:

Portabilitate şi flexibilitate deosebite, putând fi echipate cu diverse capete de curăţare (electrozi din grafit – foarte buni și în cazul în care se dorește polișarea pieselor, electrozi din cupru, electrozi din inox sau perii din grafit – speciale pentru a permite curățarea în zone greu accesibile) de forme și dimensiuni foarte diverse, pentru a se conforma oricărei cerinţe speciale;

Foto 1 – perie grafit

Foto 2 – diverse soluții electrolitice și diferiți electrozi și capișoane din fetru

Viteză mare de curăţare, fapt ce permite sporirea productivităţii, în special în cazul produselor realizate în serii mari;

Sunt singurele tehnologii care nu afectează suprafaţa materialului;

Se reduc substanţial timpii morţi datoraţi perioadelor lungi de aşteptare, necesare în cazul utilizării gelurilor şi pastelor decapante;

Această decapare electrochimică are ca rezultat pasivizarea instantanee, completă şi uniformă a pieselor, deoarece agentul chimic utilizat stimulează inoxul să formeze un strat de protecţie uniform. În acest mod se elimină complet riscul de apariţie a coroziunii în viitor, datorită unei pasivizări neuniforme, aşa cum se întâmplă în cazul utilizării pastelor decapante sau al curăţării mecanice;

Au fost dezvoltate şi unele substanţe neutre, care permit obţinerea unor rezultate excelente, concomitent cu eliminarea impactului negativ asupra mediului înconjurător.

Câteva astfel de echipamente permit şi polişarea directă a suprafeţelor, lucru care se realizează foarte rapid, fără necesitatea utilizării unor metode scumpe şi laborioase de polişare;

Costul de utilizare este mult mai mic faţă de curățarea clasică cu geluri decapante şi anume, costul de curăţare în cazul utilizării unui echipament prevăzut cu pompă pentru dozarea automată a cantității de lichid este de maxim 0,18 euro fără TVA/metru.

Să trecem însă în revistă și tipurile de echipamente care există pe piață și avantajele sau dezavantajele pe care ele le au:

Echipamente care au la bază tehnologie transformator sunt mai ieftine însă prezintă următoarele dezavantaje:

Sunt grele, deci mai dificil de transportat dacă este nevoie să li se schimbe frecvent poziția

Pot influența în mod semnificativ durata de viață a periei de grafit respectiv a electrodului și a capișonului din fetru datorită frecventelor scurtcircuite care se produc și a faptului ca electrodul (capișonul din fetru) trebuie să fie frecvent introdus în lichidul electrolitic pentru a putea fi utilizat.

Afectează suprafața pieselor datorită scurtcircuitelor care se produc.

Costuri ridicate de utilizare datorită:

Duratei scurte de viață a electrodului și a capișonului

Timpilor morți datorați frecventelor întreruperi necesare pentru a înmuia electrodul în lichidul electrolitic.

Unele echipamente de acest tip pot fi dotate cu un sistem extern pentru dozarea automată a lichidului electrolitic, însă acest lucru va crește și mai mult greutatea și costurile de achiziție.

Nu dispun de sistem pentru extracția noxelor generate în timpul procesului de curățare electrochimică.

Echipamente care au la bază tehnologie invertor au costul de achiziție mai mare însă prezintă următoarele avantaje:

Sunt ușoare, deci pot fi transportate ușor dacă este nevoie să li se schimbe frecvent poziția

Permit creșterea duratei de viață a electrodului și a capișonului din fetru datorită evitării scurtcircuitelor.

Nu afectează suprafața pieselor datorită evitării apariției scurtcircuitelor.

Costuri mici de utilizare datorită:

Duratei lungi de viață a electrodului și a capișonului

Eliminării timpilor morți (acest lucru se întâmplă doar în cazul echipamentelor prevăzute cu pompă automată sau manuală pentru dozarea cantității de lichid electrolitic, deoarece nu va mai fi necesară întreruperea operației de curățare pentru a se înmuia electrodul în lichid)

Vitezei mari de lucru.

Unele echipamente de acest tip sunt prevăzute cu pompă automată sau manuală pentru dozarea cantității de lichid electrolitic.

De asemenea, unele dintre ele dispun de sistem pentru extracția noxelor generate în timpul procesului de curățare electrochimică.

Foto 3 – Invertor NITTY-GRITTY Glinox Power capabil să curețe concomitent la două posturi de lucru (la un post cu o torță mare legată la un sistem de extracție noxe și la o pompă cu dozare automată a lichidului, iar la celălalt post cu o torță mică cu pompă manuală pentru dozarea lichidului)

În principiu, modurile de lucru ale acestor echipamente sunt următoarele:

Curățarea se realizează în curent alternativ

Polișarea (în cazul echipamentelor care permit realizarea acestei operații) se realizează in curent continuu, prin utilizarea unui electrod din grafit si a unor soluții electrolitice speciale.

Foto 4 – rezultat polișare electrochimică

Marcarea neagră (în cazul echipamentelor care permit realizarea acestei operații) – se realizează prin oxidare superficială (pe o adâncime de 3 – 4 micrometri) în curent alternativ și utilizând soluții electrolitice destinate special respectivului tip de material care se dorește a fi marcat

Marcarea albă (în cazul echipamentelor care permit realizarea acestei operații) – se realizează prin eroziune controlată (pe o adâncime de 3 – 4 micrometri) în curent continuu (în unele cazuri este necesară inversarea polarității – ex. în cazul marcării obiectelor din cupru sau alamă) și utilizând soluții electrolitice destinate special respectivului tip de material care se dorește a fi marcat.

Operaţiile de marcare au la bază un proces electrochimic în cadrul căruia se folosesc substanţe electrolitice neutre, care nu sunt nici corozive şi nici iritante. Marcarea se va face cu ajutorul unei site serigrafice sau a unei hârtii speciale, pe care este imprimat textul, codul de bare sau logo-ul dorit. Datorită acestor posibilităţi şi a faptului că aceste echipamente se pot automatiza cu un cost relativ redus, această tehnologie a devenit o alternativă foarte atractivă la echipamentele foarte costisitoare utilizate pe scară largă pentru marcare.

Foto 5 – mostre marcare electrochimică pe diferite materiale