Hvordan påvirker rørtrækssmøremiddeltypen (chloreret paraffin vs. molybdændisulfid) jernkontaminationen efter-rengøringsoverfladen og misfarvningsraten i 99,5 % eddikesyre ved 100 grader?

Trækningssmøremidler er kritiske i fremstillingen af ​​titanium varmerør for at reducere friktionen og forhindre gnidning. Klorerede paraffiner og molybdændisulfid (MoS₂) er to almindelige smøremidler. Klorparaffiner indeholder mellem 30 % og 70 % klor og producerer rester, der er svære at fjerne helt. Selv efter rensning kan jernspor fra tegneprocessen kompleksbindes med klorerede rester. Dette resterende jern udvaskes derefter i 99,5 % eddikesyren ved 100 grader for at danne jernacetat [Fe(CH₃COO)₃ eller Fe(CH₃COO)₂], hvilket forårsager en gul til rødbrun misfarvning, der kan påvises ved koncentrationer så lave som 1-5 ppm. Molybdændisulfid smøremiddel efterlader en tydelig rest, der er lettere at fjerne og ikke kompleksbinder jern på samme måde, hvilket resulterer i meget lavere misfarvningshastigheder. MoS2 smøremiddel anbefales især til eddikesyreservice med høj renhed.

Hvordan bliver smøremidlet forurenet og misfarvet af jern

Under rørtrækning opløses klorparaffinsmøremidler og frigives saltsyre, der angriber titaniumoverfladen og værktøjet og indlejrer jernpartikler i titaniumoverfladen. De klorerede rester indeholder også jern fra trækmatricerne. Disse jernforurenede rester er svære at fjerne ved konventionelle affedtningsmetoder. Jern reagerer i varm eddikesyre: Fe + 2CH₃COOH → Fe(CH₃COO)₂ + H₂. Jernacetat dannes i nærvær af luft: 2Fe + 6CH₃COOH + 3/2O₂ → 2Fe(CH₃COO)₃ + 3H₂O. De intenst farvede jernacetater misfarver produktet af eddikesyre. Klorfrit molydisulfid smøremiddel, ingen jernopsamling. Det fjernes mere fuldstændigt ved alkalisk rengøring, som også efterlader lidt jern på overfladen.

Smøremiddeltype vs. kvantitativ jernforurening og misfarvning

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 timer, og jernacetatkoncentrationen er<0.5 ppm for a no-lubricant control (experimental only, not practical).

Effekt af rengøringsprocedure på effektiviteten af ​​jernfjernelse

For begge typer smøremidler har rengøringsproceduren en betydelig effekt på det jern, der er tilbage. For kloreret paraffin fjerner en simpel alkalisk affedtning 80 til 90 % af restproduktet og efterlader 0,5 til 2,0 µg/cm2 jern. En 20% salpetersyresylte i 10 minutter reducerer det resterende jern til 0,1-0,5 µg/cm2, hvilket er højere end for alkalisk rengøring alene på MoS2. I tilfælde af MoS2 smøremiddel giver kun alkalisk affedt 0,05–0,2 µg/cm². Ultralydsrensning i vaskemiddelopløsning reducerer restjern i MoS 2 til 0,02-0,10 ug/cm 2. Trichlorethylendampaffedtning er effektiv til begge typer smøremidler, men efterlader nogle sporrester. Plasmarensning giver det laveste jernindhold for begge, men er dyrt.

Vejledning til valg af eddikesyreservice med høj renhed og smøremiddel

Følgende tabel giver anbefalinger for smøremiddeltype og rengøringsproces for titaniumvarmerør til 99,5 % eddikesyre ved 100 grader baseret på tilladte grænser for misfarvning og krav til produktfarve.

Eddikesyrefarve (APHA efter 500 timer) Påkrævet Foreslået tegning Smøremiddel påkrævet Rengøringsprocedure Forventet resterende overfladejern (µg/cm²) Forventet jernacetat i syre (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 Engineering Beyond Lubricant Selection

Titaniumkvaliteten påvirker ikke jernforureningen, men Grade 7 har overlegen korrosionsbestandighed i eddikesyre og kan bruges til længerevarende service før misfarvning af andre årsager. Vægtykkelse påvirker ikke misfarvning direkte. Overfladefinish af røret påvirker også jerntilbageholdelsen, elektropolerede overflader (Ra < 0,3 µm) har mindre overfladeareal til at fange jern og er lettere at rengøre. Hvis de nuværende varmelegemer er misfarvede, kan jernacetataflejringerne fjernes fra overfladen ved en renseproces med 10% citronsyre ved 60 grader i 2 timer. Men når først det er inkorporeret i titanium, er det svært helt at fjerne det.

Oplyst specifikation

Angiv molybdændisulfid som trækkesmøremiddel til titaniumvarmerør til 99,5 % eddikesyre ved 100°C og stramme farvekriterier (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.