Kako vrsta maziva za izvlačenje cijevi (hlorirani parafin naspram molibden disulfida) utječe na kontaminaciju gvožđem nakon čišćenja površine i stopu promjene boje u 99,5% sirćetne kiseline na 100 stepeni?

Maziva za vuču su kritična u proizvodnji titanijumskih grejača kako bi se smanjilo trenje i sprečilo nagrizanje. Hlorirani parafini i molibden disulfid (MoS₂) su dva uobičajena maziva. Klorirani parafini sadrže između 30% i 70% hlora i proizvode ostatke koje je teško potpuno ukloniti. Čak i nakon čišćenja, tragovi gvožđa iz procesa izvlačenja mogu biti složeni sa hlorisanim ostacima. Ovo zaostalo gvožđe se zatim ispire u 99,5% sirćetne kiseline na 100 stepeni da bi se formirao gvožđe acetat [Fe(CH₃COO)₃ ili Fe(CH₃COO)₂] koji uzrokuje žutu do crvenkasto smeđu boju koja se može detektovati pri koncentracijama od 1-5 ppm. Molibden disulfid lubrikant ostavlja jasan ostatak koji se lakše uklanja i ne stvara kompleksno željezo na isti način, što rezultira mnogo nižim stopama promjene boje. MoS2 mazivo se posebno preporučuje za upotrebu sirćetne kiseline visoke čistoće.

Kako se lubrikant kontaminira i mijenja boju gvožđem

Tokom izvlačenja cijevi, klorirana parafinska maziva otapaju i oslobađaju hlorovodoničnu kiselinu koja napada površinu titanijuma i alate i ugrađuje čestice gvožđa u površinu titanijuma. Klorirani ostaci također sadrže željezo iz kalupa za izvlačenje. Ove ostatke kontaminirane gvožđem je teško ukloniti konvencionalnim metodama odmašćivanja. Gvožđe reaguje u vrućoj sirćetnoj kiselini: Fe + 2CH₃COOH → Fe(CH₃COO)₂ + H₂. Željezni acetat nastaje u prisustvu vazduha: 2Fe + 6CH₃COOH + 3/2O₂ → 2Fe(CH₃COO)₃ + 3H₂O. Intenzivno obojeni željezni acetati mijenjaju boju produkta octene kiseline. Moli disulfidno mazivo bez klora, bez sakupljanja željeza. Potpunije se uklanja alkalnim čišćenjem, koje takođe ostavlja malo gvožđa na površini.

Tip maziva naspram kvantitativne kontaminacije željezom i promjene boje

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 sati, a koncentracija željeznog acetata je<0.5 ppm for a no-lubricant control (experimental only, not practical).

Utjecaj postupka čišćenja na efikasnost uklanjanja gvožđa

Za obje vrste maziva postupak čišćenja ima značajan utjecaj na preostalo željezo. Za klorirani parafin, jednostavno alkalno odmašćivanje uklanja 80 do 90% ostatka ostavljajući 0,5 do 2,0 µg/cm2 željeza. Kiselina od 20% dušične kiseline u trajanju od 10 minuta smanjuje preostalo željezo na 0,1-0,5 µg/cm2, što je više nego za samo alkalno čišćenje na MoS2. U slučaju MoS2 maziva, samo alkalno odmašćivanje daje 0,05–0,2 µg/cm². Ultrazvučno čišćenje u rastvoru deterdženta smanjuje zaostalo gvožđe u MoS 2 na 0,02-0,10 ug/cm 2. Odmašćivanje parom trihloretilena je efikasno za obe vrste maziva, ali ostavlja neke tragove. Čišćenje plazmom daje najniži sadržaj gvožđa za oba, ali je skupo.

Vodič za odabir servisnog maziva i čistača visoke čistoće sirćetne kiseline

Sledeća tabela daje preporuke za tip maziva i proces čišćenja titanijumskih grejača za 99,5% sirćetne kiseline na 100 stepeni na osnovu dozvoljenih granica promene boje i zahteva za boju proizvoda.

Boja octene kiseline (APHA nakon 500 sati) Potreban Predloženi lubrikant za crtanje Potreban postupak čišćenja Očekivani zaostali površinski gvožđe (µg/cm²) Očekivani željezni acetat u kiselini (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 Inženjering izvan izbora maziva

Kvalitet titana ne utiče na kontaminaciju gvožđem, ali Grade 7 ima superiornu otpornost na koroziju u sirćetnoj kiselini i može se koristiti za produženi rad pre promene boje zbog drugih uzroka. Debljina stijenke ne utječe direktno na promjenu boje. Završna obrada cijevi također utiče na zadržavanje gvožđa, elektropolirane površine (Ra < 0,3 µm) imaju manju površinu za zadržavanje gvožđa i lakše se čiste. Ako trenutni grijači promijene boju, naslage gvožđe acetata mogu se ukloniti sa površine postupkom čišćenja sa 10% limunske kiseline na 60 stepeni u trajanju od 2 sata. Ali kada se jednom ugradi u titan, teško ga je potpuno ukloniti.

Informirana specifikacija

Odrediti molibden disulfid kao lubrikant za crtanje titanijumske grejne cevi za 99,5% octenu kiselinu na 100°C i stroge kriterijume boje (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.