1. روش های معمول درمان سطحی برای Monel 400
1.1 عملیات مکانیکی سطح
سنگ زنی و پرداخت
این اساسی ترین درمان مکانیکی است. استفاده از ابزارهای ساینده (مانند پارچه سنباده، چرخ های آسیاب یا خمیرهای الماس) برای صیقل دادن سطح اجزای Monel 400 می تواند زبری سطح را تا 0.05-0.2 میکرومتر کاهش دهد. یک سطح صاف تر، تشکیل شکاف هایی را که در آن مواد خورنده جمع می شوند به حداقل می رساند و در نتیجه خطر خوردگی موضعی مانند خوردگی حفره ای و شکافی را کاهش می دهد. به طور گسترده ای برای اجزای دقیق مانند شیرها، شفت پمپ ها و قطعات ابزار در محیط های خورنده استفاده می شود.
شات بلاست / سند بلاست
شات بلاست از شات‌های فولادی با سرعت بالا یا مهره‌های سرامیکی برای ضربه زدن به سطح-استفاده می‌کند، در حالی که سند بلاست از ماسه کوارتز یا ساینده‌های آلومینا استفاده می‌کند. هر دو فرآیند رسوب سطح، زنگ زدگی و آلاینده ها را حذف می کنند و سطحی یکنواخت و ناهموار ایجاد می کنند (Ra 1.5-3.0 میکرومتر). این عملیات استحکام پیوند بین بستر Monel 400 و پوشش‌ها (مانند رنگ، رزین اپوکسی) را افزایش می‌دهد و برای اجزای مقیاس بزرگ مانند مخازن ذخیره، خطوط لوله و پوسته‌های مبدل حرارتی مناسب است.
ترشی و رسوب زدایی
ترشی معمولاً با عملیات مکانیکی ترکیب می شود. محلول اسید مخلوط (معمولاً 5-10٪ اسید نیتریک + 1-2٪ اسید هیدروفلوئوریک) برای حل کردن اکسیدهای سطحی و لکه های ایجاد شده در حین کار گرم یا جوشکاری استفاده می شود. پس از ترشی کردن، سطح کاملاً با آب دیونیزه شسته و خشک می شود تا از خوردگی ناشی از باقی مانده اسید جلوگیری شود. این فرآیند پیش نیازی برای عملیات غیرفعال سازی یا پوشش دهی بعدی است.
1.2 عملیات شیمیایی سطح
درمان غیرفعال سازی(تحلیل تفصیلی در بخش 2)
این پرکاربردترین درمان شیمیایی برای Monel 400 است که یک فیلم غیرفعال متراکم را روی سطح تشکیل می دهد.
آبکاری و روکش فلزی
برای محیط های خورنده شدید، آبکاری یا روکش فلزی را می توان روی سطح Monel 400 اعمال کرد. مواد پوشش رایج عبارتند از طلا، نقره یا Hastelloy C276. آبکاری یک لایه فلزی نازک و یکنواخت (5 تا 20 میکرومتر) را از طریق الکترولیز رسوب می دهد، در حالی که روکش یک لایه آلیاژی ضخیم (5/0 تا 5 میلی متر) را از طریق فرآیندهایی مانند جوشکاری انفجاری یا اتصال رول به زیرلایه می چسباند. این پوشش‌ها بستر Monel 400 را از محیط‌های خشن (مانند اسید هیدروفلوئوریک بی آب، محلول‌های کلرید با دمای بالا) جدا می‌کنند و در تجهیزات شیمیایی تخصصی و اجزای هوافضا استفاده می‌شوند.
درمان اکسیداسیون
حرارت دادن مونل 400 تا 400 تا 500 درجه در هوای خشک یا بخار به مدت 1 تا 2 ساعت یک لایه اکسیدی ضخیم و چسبنده (فیلم کامپوزیت NiO-CuO) روی سطح تشکیل می‌دهد. این فیلم مقاومت آلیاژ را در برابر خوردگی اتمسفر و فرسایش شیمیایی خفیف افزایش می‌دهد و یک درمان مقرون به صرفه برای اجزای مورد استفاده در محیط‌های خارجی یا محیط‌های با خوردگی کم است.
1.3 درمان با پوشش آلی
پوشش رزین اپوکسی
پوشش های اپوکسی چسبندگی و مقاومت شیمیایی قوی دارند و می توانند اسیدهای رقیق، قلیایی ها و محلول های نمک را تحمل کنند. یک لایه اپوکسی با ضخامت 50 تا 150 میکرومتر معمولاً از طریق اسپری یا برس زدن اعمال می‌شود و به دنبال آن در دمای اتاق یا دمای بالا عمل می‌کند. معمولاً برای پوشش داخلی مخازن ذخیره سازی Monel 400 و خطوط لوله در کارخانه های شیمیایی استفاده می شود.
پوشش فلوروپلیمر
پوشش هایی مانند PTFE (پلی تترا فلوئورواتیلن) یا FEP (اتیلن پروپیلن فلوئوردار) مقاومت استثنایی در برابر اسیدهای قوی، قلیاهای قوی و محیط های{0}}در دمای بالا ارائه می دهند. پوشش از طریق تف جوشی (ضخامت 20 تا 50 میکرومتر) اعمال می شود و سطحی غیر چسبنده و مقاوم در برابر خوردگی را تشکیل می دهد. برای اجزای Monel 400 در تجهیزات-فرآوری شیمیایی و مواد غذایی با درجه خلوص بالا- ایده آل است.
2. آیا درمان غیرفعال سازی می تواند مقاومت در برابر خوردگی مونل 400 را بهبود بخشد؟
2.1 مکانیسم غیرفعال سازی برای Monel 400
فرآیند غیرفعال سازی معمولی: جزء Monel 400 در یک غوطه ور استمحلول 20-30٪ اسید نیتریکدر دمای اتاق به مدت 30-60 دقیقه (یا محلول مخلوط 10-15٪ اسید نیتریک + 0.5-1٪ دی کرومات سدیم برای افزایش غیرفعال سازی).
اصل تشکیل فیلماسید نیتریک به عنوان یک عامل اکسید کننده قوی عمل می کند و اکسیداسیون نیکل و مس را در سطح آلیاژ تسریع می کند تا یکفیلم غیرفعال متراکم، یکنواخت و چسبنده(ضخامت 0.5-2 میکرومتر). این فیلم ساختار بلوری فشرده ای دارد که مانع از نفوذ یون های خورنده شده و از واکنش های الکتروشیمیایی بین بستر و محیط خورنده جلوگیری می کند.
2.2 بهبود عملکرد پس از غیرفعال سازی
افزایش مقاومت در برابر خوردگی موضعی
مونل 400 غیرفعال شده الف را نشان می دهد2-3 برابر پتانسیل حفره شدن بیشتردر محیط‌های حاوی کلرید (مثلاً آب دریا) در مقایسه با آلیاژ غیر فعال. در محلول 3.5% NaCl (آب دریا شبیه سازی شده) در دمای اتاق، پتانسیل حفره شدن از تقریباً +0.1 V (در مقابل SCE) به +0.3-0.4 V (در مقابل SCE) افزایش می یابد، که به طور موثر شروع خوردگی حفره ای را سرکوب می کند.
بهبود مقاومت در برابر فرسایش اسیدی
در اسیدهای رقیق (به عنوان مثال، اسید سولفوریک 5٪، اسید کلریدریک 10٪)، فیلم غیرفعال شده نرخ خوردگی Monel 400 را کاهش می دهد.40–60%در مقایسه با حالت غیر فعال با این حال، باید توجه داشت که فیلم غیرفعال در اسید هیدروفلوئوریک غلیظ یا اسید سولفوریک غلیظ داغ بی اثر است، زیرا این محیط ها می توانند فیلم اکسید را حل کنند.
عمر طولانی خدمات در محیط های سخت
در کاربردهای دریایی یا ساحلی، قطعات مونل 400 غیرفعال شده دارای یکعمر مفید 1.5 تا 2 برابر بیشترنسبت به فیلم‌های غیر فعال، زیرا فیلم غیرفعال پایدار در برابر فرسایش توسط اسپری نمک و جریان آب دریا مقاومت می‌کند.
2.3 محدودیت های درمان غیرفعال سازی
فیلم غیرفعال شده به دماهای بالا حساس است. هنگامی که دما از 150 درجه بیشتر شود، چگالی فیلم کاهش می یابد و اثر محافظتی آن به تدریج محو می شود.
این فیلم ممکن است در اثر خراش های مکانیکی یا سایش آسیب ببیند. اگر لایه شکسته شود، ممکن است خوردگی موضعی در محل خراش ایجاد شود که نیاز به غیرفعال کردن مجدد یا تعمیر با پوشش دارد.
