Контроль трехвалентной пассивации

Контроль растворов трехвалентной пассивации особенно важен из-за строгих требований к качеству, установленных производителями оборудования. Контроль всех трехвалентных пассиваторов основан на четырех основных параметрах: концентрация, pH, продолжительность погружения и температура. Каждый из этих параметров влияет на пассивирующее действие и эксплуатационные характеристики.

В представленной ниже таблице можно увидеть, как эти параметры влияют на толщину пассивирующей пленки. При повышении концентрации, температуры и/или длительности погружения толщина пленки увеличивается. Аналогично, при снижении pH пассивирующий раствор становится более кислым, что приводит к увеличению толщины пленки. И наоборот, снижение концентрации, температуры, продолжительности погружения или повышение pH приведет к уменьшению общей толщины пленки.

Эта информация имеет важное значение, поскольку на линии нанесения покрытий могут быть определенные ограничения, и каждую переменную можно рассматривать как рычаг для воздействия или компенсации других переменных. Например, если необходимо ускоренное погружение, чтобы компенсировать небольшую продолжительность погружения, которая может привести к уменьшению толщины пленки, можно либо повысить концентрацию или температуру, либо снизить pH, чтобы увеличить толщину.

Поэтому особенно важны поддержание основных параметров и контроль верхних и нижних значений. Применительно к вашему вопросу, контроль концентрации обычно выполняется с учетом уноса раствора для определения количества пассиватора, необходимого для поддержания заданной концентрации. Это важный аспект трехвалентной пассивации, поскольку при уносе раствора расходуется большая часть трехвалентного пассиватора. Расчет можно выполнить следующим образом:

• определить объем ванны;
• получить образец только что приготовленного пассиватора или образец с известной концентрацией;
• провести процесс с использованием данного раствора в течение определенного количества времени/барабанов, затем проанализировать образец;
• рассчитать унос раствора и объем добавления.

Пример.

Предположим, ванна для пассивирующего раствора на линии нанесения покрытий в барабанах имеет объем 250 галлонов. Мы получаем образец, анализируем раствор и делаем вывод, что пассивирующий раствор имеет концентрацию 10,0% по объему. Затем мы выполняем пассивацию в 16 барабанах (не добавляя пассивирующий раствор) и анализируем образец. Анализ показывает, что концентрация уменьшилась до 9,2% по объему. Можно сделать вывод, что на обработку 16 барабанов было израсходовано (унос и пассивация) 0,8% (по объему) концентрации раствора. 250 галлонов рабочего раствора x 0,8% по объему = 2 галлона пассиватора израсходовано на обработку 16 барабанов. Это означает, что на каждый барабан необходимо добавить примерно 0,125 галлона (473 мл) пассивирующего раствора. В данном примере с учетом 8-часовой рабочей смены и обработки 8 барабанов в час получается 64 барабана в день. Количество пассивирующего раствора: 64 барабана x 0,125 галлона = 8 галлонов в день.

Скорость уноса можно определить следующим образом:

Объем добавленного пассивирующего раствора / объем ванны * 100 = % уноса пассиватора за определенный промежуток времени

•   8 галлонов / 250 галлонов * 100 = 3,2% по объему (унос пассивирующего раствора в день)

В данном примере мы видим, что концентрация пассивирующего раствора снижается на 3,2% по объему в день. В некоторых случаях покрытчики добавляют раствор один раз в день для поддержания верхнего/нижнего предельного уровня. Однако, если в спецификации производителя оборудования указано, что концентрация должна быть в пределах 8,0-10,0% по объему для поддержания определенного уровня качества, то ожидание до конца дня приведет к снижению концентрации с 10,0% до 6,8% по объему, что может вызвать снижение коррозионной стойкости, ухудшение внешнего вида и снижение качества готовой продукции, что приведет к отбраковке или возврату деталей и повышению суммарных производственных затрат. Именно поэтому расчет скорости уноса и правильное пополнение раствора позволят вам избежать подобного сценария.

Что касается добавления раствора, можно полагаться на то, что оператор будет ежедневно делать это вручную, но в современном мире все более популярным становится использование дозировочных насосов с сенсорным переключателем / счетчиком. Дозировочные насосы можно настроить на перекачивание пассивирующего раствора по времени, по датчику барабанов и даже автоматически регулировать pH при перекачивании. Это позволяет оператору регулировать и контролировать скорость подачи пассиватора, обеспечивая оптимальную концентрацию для выполнения заданных требований к качеству. Поддержание концентрации в необходимых пределах с учетом фактической скорости уноса может обеспечить экономию затрат, сокращение ненужных отходов и снижение доли брака.

Помните, что, осуществляя контроль при трехвалентной пассивации, важно согласованно управлять параметрами, которые влияют на толщину пассивирующей пленки (концентрация, температура, pH и продолжительность погружения), но особенно важно рассчитать скорость уноса для правильного пополнения раствора, чтобы параметры находились в требуемом диапазоне.

При крупносерийном производстве детали могут отличаться друг от друга и, соответственно, скорость уноса также может меняться. Однако регулярное выполнение описанного расчета позволит поддерживать концентрацию в более узком диапазоне при выполнении небольших корректировок.

Технические знания и опыт вашего поставщика химической продукции при расчете скорости уноса и настройке дозировочного насоса для пополнения раствора помогут вам обеспечить эффективный контроль и высокое качество продукции.

Стивен Робертс — специалист технической поддержки в компании Columbia Chemical.

Сайт: http://www.columbiachemical.com