Nouvelles

Jul 01, 2023

Tubes électropolis et polis mécaniquement, partie 1

Cet article en deux parties résume les points importants de l'article sur l'électropolissage et donne un aperçu de la présentation de Tverberg à InterPhex plus tard ce mois-ci. Aujourd'hui, dans la première partie, nous examinons l'importance de

Cet article en deux parties résume les points importants de l'article sur l'électropolissage et donne un aperçu de la présentation de Tverberg à InterPhex plus tard ce mois-ci. Aujourd'hui, dans la première partie, nous examinons l'importance de l'électropolissage des tubes en acier inoxydable, des techniques d'électropolissage et des méthodes d'analyse. Dans la deuxième partie, nous présentons un aperçu des dernières recherches sur la passivation des tubes en acier inoxydable polis mécaniquement.

Partie 1 : Tubes en acier inoxydable électropoliLes industries pharmaceutique et des semi-conducteurs nécessitent de grandes quantités de tubes en acier inoxydable électropolis intérieurement. Dans les deux cas, l’acier inoxydable de type 316L est l’alliage de choix. Parfois, des alliages inoxydables à 6 pour cent de molybdène sont utilisés ; les alliages C-22 et C-276 sont importants pour les fabricants de semi-conducteurs, en particulier lorsque l'acide chlorhydrique gazeux est utilisé comme agent de gravure.

Les tubes électropolis sont spécifiés pour de nombreuses applications en raison de :

Caractérisation facile des défauts de surface qui seraient autrement masqués dans le dédale d’anomalies de surface trouvées dans des matériaux plus courants.

L'inertie chimique de la couche passive résulte du fait que le chrome et le fer sont à l'état d'oxydation 3+ plutôt que sous forme de métaux zérovalents. Les surfaces polies mécaniquement, même après une longue passivation à l'acide nitrique chaud, conservent toujours des niveaux élevés de fer libre dans le film. Ce seul facteur confère aux surfaces électropolies un grand avantage en termes de stabilité à long terme.

Une autre différence majeure entre les deux surfaces est la présence (dans les surfaces polies mécaniquement) ou l'absence (dans les surfaces électropolies) d'éléments d'alliage. Les surfaces polies mécaniquement conservent la composition de base de l'alliage avec seulement un léger épuisement des autres éléments de l'alliage, tandis que les surfaces électropolies ne contiennent essentiellement que du chrome et du fer.

Fabrication de tubes électropolisPour produire une surface électropolie lisse, il faut commencer par une surface lisse. Cela signifie commencer avec un acier de très haute qualité, fabriqué pour la meilleure soudabilité. Pendant la fusion, le soufre, le silicium, le manganèse et les éléments désoxydants (par exemple Al, Ti, Ca, Mg) et la ferrite delta doivent être contrôlés. La bande doit être traitée thermiquement pour dissoudre toutes les secondes phases qui peuvent apparaître lors de la solidification de la masse fondue ou qui peuvent se former lors du traitement à haute température.

De même, le type de finition des bandes est le plus important. Trois finitions de surface de bandes laminées à froid disponibles dans le commerce sont spécifiées dans la norme ASTM A-480 : 2D (recuit à l'air, décapé et fini avec des rouleaux émoussés) ; 2B (recuit à l'air, décapé et fini avec des rouleaux polis) ; et 2BA (atmosphère protectrice recuite brillante et finie avec des rouleaux polis).

Le profilage, le soudage et le conditionnement des cordons doivent tous être soigneusement contrôlés pour produire un tube aussi rond que possible. Même la moindre contre-dépouille de soudure ou la moindre ligne de nivellement du cordon de soudure sera visible après le polissage. De même, les marques de profilage, les motifs d'enroulement des soudures et tout dommage mécanique aux surfaces seront évidents après l'électropolissage.

Après le traitement thermique, le diamètre intérieur du tube doit être poli mécaniquement pour éliminer les imperfections de surface provenant de la bande et du processus de formage du tube. C’est à cette étape que la sélection de la finition des bandes devient critique. Si la rugosité est trop profonde, davantage de métal doit être retiré de la surface intérieure du tube pour produire un tube lisse. Si la rugosité est peu profonde ou inexistante, moins de métal doit être retiré. Les meilleures finitions d'électropolissage, généralement de l'ordre de 5 micropouces ou plus lisses, sont obtenues à partir de tubes polis longitudinalement par bande. Ce type de polissage élimine la plus grande partie du métal de la surface, généralement dans une plage de 0,001 pouce, éliminant ainsi les limites de grains, les défauts de surface et les imperfections de formation. Le polissage par tourbillon enlève moins de matière, produit une surface « tachée » et donne généralement un Ra (rugosité de surface moyenne) plus élevé dans la plage de 10 à 15 micro-pouces.

L'électropolissage est simplement une galvanoplastie inversée. La solution d'électropolissage est pompée à travers le diamètre intérieur du tube tandis qu'une cathode est tirée à travers le tube. Le métal est retiré préférentiellement aux points les plus élevés de la surface. Le processus « veut » plaquer la cathode avec le métal dissous de l’intérieur du tube, qui est l’anode. Il est important de contrôler l’électrochimie pour éviter le placage cathodique et pour conserver la valence appropriée pour chacun des ions.