1. Các phương pháp xử lý bề mặt phổ biến cho Monel 400
1.1 Xử lý bề mặt cơ học
Mài và đánh bóng
Đây là phương pháp xử lý cơ học cơ bản nhất. Sử dụng các công cụ mài mòn (ví dụ: vải nhám, đá mài hoặc bột nhão kim cương) để đánh bóng bề mặt của các thành phần Monel 400 có thể làm giảm độ nhám bề mặt xuống Ra 0,05–0,2 μm. Bề mặt mịn hơn sẽ giảm thiểu sự hình thành các kẽ hở nơi môi trường ăn mòn có thể tích tụ, do đó làm giảm nguy cơ ăn mòn cục bộ như rỗ và ăn mòn kẽ hở. Nó được sử dụng rộng rãi cho các bộ phận chính xác như van, trục bơm và các bộ phận dụng cụ trong môi trường ăn mòn.
Phun cát/nổ cát
Phun cát sử dụng-các viên đạn thép hoặc hạt gốm tốc độ cao để tác động lên bề mặt, trong khi phun cát sử dụng cát thạch anh hoặc chất mài mòn alumina. Cả hai quá trình đều loại bỏ cặn bề mặt, rỉ sét và các chất gây ô nhiễm, đồng thời tạo ra bề mặt nhám, đồng đều (Ra 1,5–3,0 μm). Phương pháp xử lý này giúp tăng cường độ bền liên kết giữa chất nền Monel 400 và lớp phủ (ví dụ: sơn, nhựa epoxy) và phù hợp với-các thành phần quy mô lớn như bể chứa, đường ống và vỏ trao đổi nhiệt.
Tẩy và tẩy cặn
Ngâm thường được kết hợp với xử lý cơ học. Dung dịch axit hỗn hợp (thường là axit nitric 5–10% + 1–2% axit hydrofluoric) được sử dụng để hòa tan các oxit bề mặt và than đen sinh ra trong quá trình gia công nóng hoặc hàn. Sau khi tẩy, bề mặt được rửa kỹ bằng nước khử ion và làm khô để tránh cặn axit-gây ra sự ăn mòn. Quá trình này là điều kiện tiên quyết cho quá trình xử lý thụ động hoặc phủ tiếp theo.
1.2 Xử lý bề mặt bằng hóa chất
Điều trị thụ động(phân tích chi tiết ở Phần 2)
Đây là phương pháp xử lý hóa học được sử dụng rộng rãi nhất cho Monel 400, tạo thành một lớp màng thụ động dày đặc trên bề mặt.
Mạ điện và ốp
Đối với môi trường ăn mòn khắc nghiệt, mạ điện hoặc phủ có thể được áp dụng cho bề mặt Monel 400. Các vật liệu phủ phổ biến bao gồm vàng, bạc hoặc Hastelloy C276. Mạ điện tạo ra một lớp kim loại mỏng, đồng nhất (5–20 μm) thông qua điện phân, trong khi lớp phủ liên kết một lớp hợp kim dày (0,5–5 mm) với chất nền thông qua các quá trình như hàn nổ hoặc liên kết cuộn. Những lớp phủ này cách ly chất nền Monel 400 khỏi môi trường khắc nghiệt (ví dụ: axit hydrofluoric khan, dung dịch clorua nhiệt độ cao) và được sử dụng trong các thiết bị hóa học chuyên dụng và các bộ phận hàng không vũ trụ.
Xử lý oxy hóa
Làm nóng Monel từ 400 đến 400–500 độ trong không khí khô hoặc hơi nước trong 1–2 giờ sẽ tạo thành một màng oxit dày, bám dính (màng composite NiO-CuO) trên bề mặt. Lớp màng này giúp tăng cường khả năng chống ăn mòn trong khí quyển và ăn mòn hóa học nhẹ của hợp kim, đồng thời là phương pháp xử lý-hiệu quả về mặt chi phí cho các bộ phận được sử dụng trong môi trường ngoài trời hoặc-có độ ăn mòn thấp.
1.3 Xử lý lớp phủ hữu cơ
Sơn phủ nhựa Epoxy
Lớp phủ epoxy có độ bám dính và kháng hóa chất mạnh, đồng thời có thể chịu được axit, kiềm và dung dịch muối loãng. Lớp epoxy dày 50–150 μm thường được thi công bằng cách phun hoặc quét, sau đó bảo dưỡng ở nhiệt độ phòng hoặc nhiệt độ cao. Nó thường được sử dụng để lót bên trong bể chứa Monel 400 và đường ống trong các nhà máy hóa chất.
Lớp phủ Fluoropolymer
Các lớp phủ như PTFE (polytetrafluoroethylene) hoặc FEP (fluorinated ethylene propylene) mang lại khả năng chống chịu đặc biệt với axit mạnh, kiềm mạnh và môi trường{0}có nhiệt độ cao. Lớp phủ được áp dụng thông qua quá trình thiêu kết (độ dày 20–50 μm) và tạo thành bề mặt không-dính, chống ăn mòn-. Nó lý tưởng cho các thành phần Monel 400 trong thiết bị xử lý hóa chất và thực phẩm có độ tinh khiết cao-.
2. Xử lý thụ động có thể cải thiện khả năng chống ăn mòn của Monel 400 không?
2.1 Cơ chế thụ động cho Monel 400
Quá trình thụ động điển hình: Thành phần Monel 400 được ngâm trong mộtDung dịch axit nitric 20–30%ở nhiệt độ phòng trong 30–60 phút (hoặc dung dịch hỗn hợp gồm 10–15% axit nitric + 0.5–1% natri dicromat để tăng cường khả năng thụ động).
Nguyên lý tạo màng: Axit nitric đóng vai trò là tác nhân oxy hóa mạnh, đẩy nhanh quá trình oxy hóa niken và đồng trên bề mặt hợp kim tạo thànhmàng thụ động dày đặc, đồng đều và bám dính(độ dày 0,5–2 μm). Màng có cấu trúc tinh thể nhỏ gọn, ngăn chặn sự xâm nhập của các ion ăn mòn và ngăn chặn các phản ứng điện hóa giữa chất nền và môi trường ăn mòn.
2.2 Cải thiện hiệu suất sau khi thụ động
Tăng cường khả năng chống ăn mòn cục bộ
Monel 400 thụ động cho thấy mộtKhả năng rỗ cao hơn 2-3 lầntrong môi trường chứa clorua-(ví dụ: nước biển) so với hợp kim không bị thụ động. Trong dung dịch NaCl 3,5% (nước biển mô phỏng) ở nhiệt độ phòng, khả năng tạo vết rỗ tăng từ khoảng +0.1 V (so với SCE) đến +0.3–0,4 V (so với SCE), ngăn chặn hiệu quả quá trình bắt đầu ăn mòn rỗ.
Cải thiện khả năng chống xói mòn axit
Trong các axit loãng (ví dụ: axit sunfuric 5%, axit clohydric 10%), màng thụ động làm giảm tốc độ ăn mòn của Monel 400 bằng cách40–60%so với trạng thái không thụ động. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng màng thụ động không hiệu quả trong axit flohydric đậm đặc hoặc axit sunfuric đậm đặc nóng, vì các môi trường này có thể hòa tan màng oxit.
Tuổi thọ kéo dài trong môi trường khắc nghiệt
Trong các ứng dụng hàng hải hoặc ven biển, các thành phần Monel 400 thụ động cóTuổi thọ dài hơn 1,5–2 lầnhơn những loại không bị thụ động, vì màng thụ động ổn định chống lại sự xói mòn do phun muối và dòng nước biển.
2.3 Hạn chế của phương pháp thụ động hóa
Màng thụ động rất nhạy cảm với nhiệt độ cao. Khi nhiệt độ vượt quá 150 độ, mật độ của màng giảm dần và tác dụng bảo vệ của nó mất dần.
Phim có thể bị hư hỏng do trầy xước hoặc mài mòn cơ học. Nếu màng bị thủng, hiện tượng ăn mòn cục bộ có thể xảy ra ở vị trí vết xước, cần phải-thụ động hóa lại hoặc sửa chữa bằng lớp phủ.
