اسید شویی، یکی از فرآیندهای رایج در تولید ورقهای فولادی به ویژه پس از نورد گرم است. این روش ساده اما کاربردی، با مزایا و محدودیتهای خاص خود همراه بوده و با توجه به اهمیت ورقهای فولادی در صنعت، از اهمیت بالایی برخوردار است. در این مقاله، به بررسی ورق اسید شویی، روشهای تولید و ویژگیهای آن میپردازیم.
اسید شویی ورق و دلیل اسید شویی چیست؟
اسید شویی ورق فلزی یک فرآیند تصفیه سطح تخصصی است که برای تمیز کردن سطوح فلزی آلوده با استفاده از محلولهای شیمیایی خاص طراحی شده است. اسید شویی اصولا بعد از فرایندهای کار گرم روی فلزات انجام میشود، چرا که در این فرایندها اصولا به دلیل تغییرات ساختاری و در اثر دما و حرارت ممکن است لایههایی از مواد ناخواسته مثلا اکسیدها تشکیل شود. هدف اصلی در اسید شویی از بین بردن این این ناخالصیها و بازگرداندن فلز به خالص ترین شکل آن است. فلزات و کاربردهای مختلف به انواع مختلفی از اسیدها برای اسید شویی نیاز دارند که اسید کلریدریک و اسید سولفوریک رایج ترین گزینهها هستند. در حالی که این فرایند بیشتر بر روی فلزات آهنی انجام میشود؛ فلزات نجیب، مس و آلیاژهای آلومینیوم هم میتوانند در مواردی تحت این فرایند قرار گرفته و ورق اسید شویی را تولید کنند.
مراحل تولید ورق اسید شویی
فرآیند تولید ورق اسید شویی شده شامل یک سری مراحل با دقت اجرا شده برای اطمینان از حذف موثر ناخالصی ها و ترمیم سطح فلز است. البته ممکن است بسته به نوع ورق، کاربرد مد نظر و موارد دیگر از روشهای مختلفی استفاده شود، اما در حالت کلی و ساده (اسید شویی غوطه وری) میتوان این مراحل را برای اسید شویی معرفی کرد:
۱. تمیز کردن اولیه
در این مرحله اولیه، مواد با استفاده از محلولهای چربی زدا یا سوزاننده تمیز میشوند. روغن سست، کثیفی و سایر آلایندهها باید به طور کامل از سطح پاک شوند تا فرایندهای بعدی را سادهتر کنند.
۲. تهیه محلول اسیدی
معمولا برای اسید شویی از اسید کلریدریک یا اسید یا سولفوریک رقیق شده استفاده میشود. غلظت و دمای محلول بسته به فلز و سطح مورد نیاز در ورق متفاوت است. هنگام تهیه محلول باید اطمینان حاصل شود که اسید به آب اضافه میشود (نه بالعکس) تا از پاشیده شدن اسید غلیظ جلوگیری شود.
۳. اسید شویی
ورق مد نظر (به طور مثال فولاد کربنی) در حمامی از اسید کلریدریک یا سولفوریک غوطهور میشود. مدت زمان غوطهوری بر اساس میزان آلودگی و نوع فلز متفاوت است و از چند دقیقه تا چند ساعت متغیر است. همچنین محلول به صورت دورهای هم زده میشود تا فرآیند اسید شویی تسهیل شود. در این مرحله مقداری از مواد از طریق واکنشهای شیمیایی از سطح خارج شده و اکسیدهای آهن را از بین میبرند.
۴. شستشو
پس از طی شدن زمان غوطهوری، سطح ورق آهن با آب تمیز کاملا شستشو میشود تا تمام آثار محلول اسیدی پاک شود. حذف کامل قبل از ادامه پردازش بیشتر بسیار مهم است زیرا باقی ماندن اسید میتواند به مشکلات بعدی منجر شود. در این مرحله اگر زمان کافی داده شده باشد، لایه اکسیدی به خوبی از بین میرود.
۵. خنثی سازی و روغن کاری
در برخی موارد، خنثی سازی با استفاده از محلول قلیایی برای تمیز کردن سطح و از بین بردن هر گونه مواد ترشی باقی مانده انجام می شود. همچنین ممکن است از بازدارندههای زنگ مانند روغن برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی استفاده شود.
روشهای مختلف اسیدشویی ورق
همانطور که گفته شد، اسید شویی به وسیله غوطه وری در مخزن از گستردهترین و سادهترین روشهای این فرایند است. با این وجود بسته به موارد مختلفی مانند حجم و اندازه انواع ورق، جنس، بودجه و بسیاری از موارد دیگر ممکن از روشهای مختلفی برای اسید شویی استفاده شود. حتی خود روش غوطه وری میتواند در شرایط مختلفی انجام شود. موارد زیر روشهای دیگری برای اسید شویی هستند:
- اسید شویی به روش گردشی
- اسید شویی با اسپری اسید
- اسید شویی موضعی با ژل مخصوص
گریدها و استانداردهای ورق اسید شویی
از مهمترین استانداردها و گریدهای ورق اسید شویی میتوان به موارد زیر اشاره کرد که در انواع بینالمللی دسته بندی شدهاند:
ASTM | DIN | EN |
A1011 | DIN 17100 | EN 1011 |
A1018 | DIN 1614 | EN 10025 |
A36 | DIN 2395 | |
A656 | ||
A572 |
کاربرد ورق اسید شویی چیست؟
کاربردهای مختلفی برای ورق اسید شویی و مخصوصا ورق نورد گرم شده فولادی وجود دارد. این مدل ورق بیش از هر چیزی در صنعت خودروسازی برای ساخت پانلهای بدنه خودرو و سایر اجزاء و همچنین در صنعت ساخت و ساز برای ساخت تیرآهن و اجزای سازهها استفاده میشود. ورق استیل اسید شویی همچنین در صنایع غذایی و نوشیدنی هم استفاده میشود، زیرا در برابر خوردگی مقاوم است و میتواند در فرآیندهای تمیز کردن و استریل کردن دوام بیاورد. برای ساخت تجهیزات و ماشین آلات، پردازش و بسته بندی مواد غذایی و نوشیدنی و همچنین برای ساخت مخازن ذخیره سازی و سایر ظروف هم میتوان از این ورق بهره برد.
مزایا و معایب اسیدشویی
مانند هر روش و فرایند دیگر، تولید ورق اسید شویی هم مزایا و محدودیتهای خاص خودش را دارد. از مزایای مهم اسید شویی میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- تمیزی سطح: اسید شویی به طور موثر زنگ زدگی، رسوب و ناخالصیها را از بین میبرد و در نتیجه سطح تمیز و عاری از آلودگی ایجاد میکند.
- ظاهر یکنواخت: این روش لکههای حرارتی عملیات قبلی را حذف میکند، رنگ ثابت و جذابی را برای محصول نهایی تضمین میکند و اغلب نیاز به فرآیندهای تکمیلی اضافی را کاهش میدهد.
- افزایش مقاومت در برابر خوردگی: مخصوصا در مورد ورق استیل ضد زنگ، اسید شویی میتواند مقاومت در برابر خوردگی را بهبود میبخشد و آن را برای محیطهای خشنتر مناسبتر میکند.
- کاهش ساییدگی سطح: در مقایسه با روشهای مکانیکی، اسید شویی روی سطح فلز ملایمتر است و خطر ایجاد سطح ناصاف را به حداقل میرساند.
- سادگی و مقرون به صرفه بودن: اسید شویی فرآیندی ساده، مقرون به صرفه و نسبتا آسان است که آن را برای طیف وسیعی از کاربردها مناسب و کاربردی میکند.
در مقابل این روش محدودیتهایی هم دارد که از مهمترین آنها میتوان به موارد زیر اشاره کرد، هرچند برخی از این مشکلات با تغییر روش قابل حل هستند.
- نگرانیهای ایمنی: استفاده از مواد شیمیایی خطرناک اسیدی و فراید رقیق کردن آن باید با احتیاط کامل انجام شود وگرنه میتواند مشکلات زیادی را به وجود آورد.
- تردی هیدروژنی: در برخی موارد، فرآیند اسید شویی ممکن است هیدروژن را وارد ورق کند و به طور بالقوه باعث تردی هیدروژنی شود که میتواند منجر به افزایش شکنندگی و کاهش استحکام مواد شود.
- زبالههای خطرناک: باقیمانده مواد اسید شویی که به آن لجن اسید شویی هم گفته میشود، به عنوان زبالههای خطرناک طبقهبندی میشوند که دارای مقررات سختگیرانه زیست محیطی هستند. این مقررات ممکن است استفاده از این روش را در کاربردها و مناطق خاصی محدود کند.
جمع بندی
ورقهای فولادی استفادههای بسیاری در صنعت دارند و بسیاری از آنها هم تحت نورد گرم قرار میگیرند. این فرایند ممکن است آثار جانبی ناخواستهای هم داشته باشد که از جمله آنها تغییرات ظاهری و اکسیدی شدن سطح ورق است. اسید شویی یکی از سادهترین و رایجترین راهها برای حذف این آثار ناخواسته است و در این مقاله سعی کردیم جنبههای مختلف این روش را بررسی کنیم.