ورق اسید شویی ST37 , W22

بیشتر محصولات فلزی که در بازار وجود دارد مثل انواع پروفیل‌های ساختمانی و قطعات صنعتی از ورق ساخته می‌شوند. ورقی که در ساخت این محصولات استفاده می‌شود باید دارای ویژگی‌ها و مشخصات فنی خاصی باشد. به طور کلی ورق‌های فلزی تولیدی در داخل کشور به 7 دسته تقسیم می‌شود که ورق اسیدشویی یکی از پرکاربردترین آنهاست. ورق اسیدشویی نوعی ورق نورد گرم است که طی یک فرآیند خاصی با اسید شسته و تمیز می‌شود. در برخی از مواقع می‌توان از این عملیات به جای روش‌های پوشش‌دهی ورق نیز استفاده کرد. در این مقاله بیشتر در مورد این محصول، ویژگی‌ها و کاربردهای آن صحبت می‌کنیم.

ورق اسیدشویی چیست؟

ورق اسیدشویی به نوعی از ورق فولادی گفته می‌شود که از ورق نورد گرم یا همان محصولی که به نام ورق سیاه در بازار شناخته می‌شود ساخته می‌شود. از آنجایی که ورق سیاه به دلیل انجام عملیات حرارتی ظاهر مناسبی برای تولید اکثر محصولات ندارد؛ کارخانه‌های تولیدکننده ورق اسید شویی تهران با انجام فرآیند اسیدشویی روی آن، این ورق را از نظر ظاهری و کیفیت آماده استفاده در ساخت بسیاری از محصولات می‌کنند. ورق سیاه را با عبور دادن از فرآیندی که تحت حرارت انجام می‌شود به ضخامت مورد نظر می‌رسانند. این فرآیند باعث می‌شود روی سطح ورق چربی‌ها و آلودگی‌هایی بماند. در روند اسیدشویی، سطح این ورق را با استفاده از نوعی اسید که اغلب اسید کلریدریک است؛ شستشو داده تا از آلودگی و چربی زدوده شود. اگر به طور خلاصه بخواهیم بگوییم که ورق اسید شویی چیست باید بگوییم که خروجی این شستشو همان محصولی است که به آن ورق اسیدشویی گفته می‌شود. عملیات فلاکسینگ زغال‌های سطحی و مقداری از ناخالصی‌های سطح روی ورق را از بین برده و ظاهری براق به آن می‌دهد. بنابراین ورق اسیدشویی در مقایسه با ورق‌های نورد گرم مانند ورق سیاه از ظاهری درخشان‌تر و سطحی تمیز و عاری از اکسیدها و آلودگی‌ها برخوردار است. این عملیات صنعتی حتی می‌تواند تا حد زیادی به پوسته‌زدایی از روی ورق کمک کرده و کیفیت سطحی این محصول را ارتقا دهد.

هدف از اسیدشویی ورق گرم چیست؟

همانطور که اشاره شد؛ ورق سیاه برای رسیدن به ضخامت مورد نظر، متحمل دمای بالایی می‌شود. این افزایش دما باعث می‌شود که پوسته‌های اکسیدی روی سطح ورق تشکیل شود. بنابراین معمولا هر چقدر هم که در فرآیند تولید دقت به خرج دهیم؛ باز هم ورق سیاه از نظر زمینه، رنگ و ضخامت ناهمگون است. عملیات اسیدشویی به تولیدکننده کمک می‌کند که این نقیصه را در محصول رفع کرده و آن را پوسته‌زدایی کند.

البته هدف اسیدشویی فقط همین نیست؛ بلکه گاهی از آن برای مهیا کردن ورق‌های سیاهی که قرار است عملیات نورد سرد را طی کنند نیز استفاده می‌کنند. از آنجایی که پوسته‌های اکسیدی ایجاد شده روی سطح ورق سیاه، اغلب سخت و ضدسایش هستند؛ ممکن است انجام عملیات نورد سرد باعث آسیب رساندن به سطح صیقلی غلتک‌های نورد سرد شده و آنها را از تلرانس خارج کند. حتی اگر این اکسیدها سست باشند ممکن است مشکلات بیشتری نیز برای فرآیند نورد سرد و تجهیزاتی که در این فرآیند استفاده می‌شوند ایجاد کند. به همین خاطر معمولا تمام ورق‌هایی که قرار است عملیات نورد سرد را طی کنند را اسیدشویی می‌کنند.

از چه اسیدی در فرآیند اسیدشویی استفاده می‌شود؟

برای اسیدشویی ورق‌های سیاه نیاز به یک ماده اسیدی معدنی رقیق شده است. در بیشتر کارخانه‌های تولید این محصول از اسیدهایی مانند فسفریک، هیدروفلوریک، نیتریک، هیدروکلریک و اسید سولفوریک به تنهایی یا با ترکیب‌های گوناگون با یکدیگر استفاده می‌شود. اما از بین همه این اسیدها، شستشوی ورق با اسید نیتریک به دلیل حذف گرما و قابلیت انجام در دمای اتاق هزینه کمتری دارد. علاوه بر این، این اسید از نفوذ هیدروژن نیز جلوگیری کرده و باعث می‌شود ورق طی اسیدشویی دچار عیب نشود. جلوگیری از تشکیل نمک طی فرآیند شستشو نیز یکی دیگر از مزایای این نوع اسید است. فقط باید هنگام استفاده از اسید نیتریک مراقب دمای فرآیند باشید؛ چرا که این اسید در دمای بیشتراز دمای محیط، کف می‌کند. علاوه بر این اسید نیتریک قدرت خورندگی بالایی دارد و علاوه بر احتمال آسیب زدن به تجهیزات، بازیابی و دفع آن نیز هزینه‌بر است.

البته در گذشته برای اسیدشویی ورق‌هایی که در آلیاژ فولادشان مقدار زیادی کربن وجود داشت از اسید سولفوریک استفاده می‌شد. غلظت مناسب این اسید برای شستشوی ورق‌های فولادی تابعی است از تغییرات دما. هر چقدر دمای عملیات بیشتر شود؛ غلظت این اسید نیز باید کمتر شود. یکی از معایب اسید سولفوریک این است که هنگام استفاده از آن ممکن است هیدروژن به ورق نفوذ کرده و موجب ایجاد مشکلاتی در آن شود. اما چون بازیابی و استفاده مجدد از آن هزینه کمی دارد؛ هنوز هم در بسیاری از کارخانه‌ها از آن به عنوان ماده موثر برای شستشوی ورق سیاه استفاده می‌شود. با این وجود این روزها در اکثر کارخانه از اسید کلریدریک برای اسیدشویی انواع ورق استفاده می‌شود.

استفاده از اسید کلریدیک نسبت به اسید سولفوریک چه مزایایی دارد؟

• اسید کلریدیک اقتصادی‌تر است و قیمت بسیار کمتری از اسید سولفوریک دارد.
• اسید کلریدیک خاصیت اسیدشویی بالاتری دارد و می‌تواند در یک مرحله حجم بیشتری از اکسیدها را در خود حل کند. این خاصیت باعث صرفه‌جویی در میزان مصرف اسید می‌شود.
• احتمال حمله اسید کلریدریک به فولاد کمتر است و این موضوع باعث می‌شود که میزان هدر رفتن فلز طی فرآیند اسیدشویی کمتر باشد.
• اسید کلریدیک بر اثر واکنش با اکسید آهن، نمک آهن تولید می‌کند؛ اما مقدار این نمک آنقدر کم است که احتمال آسیب زدنش به فولاد وجود ندارد.
• میزان هیدروژنی که در این اسید قابلیت حل شدن دارد کم است و به همین خاطر احتمال آسیب دیدن ورق بعد از اسیدشویی کم است.
• برای کار با اسید کلریدریک نیاز به دمای کمتری دارید. دمای کاری بهینه برای این اسید ۷۰ تا ۸۰ درجه سانتی‌گراد است. این در حالی است که برای اسیدشویی ورق با اسید سولفوریک باید دمای محیط بین ۱۰۰ تا ۱۵۰ درجه سانتی‌گراد باشد.
• البته این اسید یک عیب بزرگ نسبت به اسید سولفوریک دارد که آن هم خاصیت فرار بودنش است. به همین خاطر محفظه‌های نگهداری از این اسید را ایزوله می‌کنند تا از هدر رفتن آن جلوگیری شود.
• اسید سولفوریک در دمای بیشتری در مقایسه با اسید کلریدریک برای اسیدشویی استفاده می‌شود. این دمای بالا ممکن است دود زیادی تولید کرده که برای سیستم تنفسی خطرناک است.

مراحل اسیدشویی ورق

ورق‌های فولادی نورد گرم به محض تولید اگر در معرض هوا قرار بگیرند؛ دچار خوردگی و اکسیداسیون می‌شوند. اگر میزان خوردگی و زنگ‌زدگی روی سطح ورق زیاد و یا عمیق باشد؛ قبل از اسیدشویی باید زنگار به کمک روش‌های مکانیکی رفع شود. برای اسیدشویی روش‌های مختلفی وجود دارد؛ اما غوطه‌ور کردن ورق در حمام حاوی هیدروکلریدریک با غلظت 20 تا 30 درصد متداول‌ترین روش برای تمیز کردن سطح از آلودگی و چربی است. سرعت عبور ورق از داخل وانی که با این ماده پر شده است باید یکنواخت باشد تا همه بخش‌ها به صورت یکسان در معرض اسید قرار بگیرند. اگر بعد از این مرحله رسوب و آلودگی روی سطح ورق باقی مانده بود؛ آن را وارد حوضچه شستشو کرده و با آب خالص می‌شویند.

این حوضچه‌ها معمولا به هم پیوسته هستند و طوری در خط تولید چیده شده‌اند که ورق بعد از خروج از یک حوضچه، وارد حوضچه بعدی می‌شود. حوضچه‌های مخصوص اسیدشویی فرمی شیب‌دار داشته و این جهت شیب مخالف با حرکت ورق‌های فولادی است.

سرعت اسیدشویی و تولید انواع ورق اسیدشویی بستگی به عوامل مختلفی دارد که برخی از آنها عبارتند از:

• نوع اسید مورد استفاده
• نوع اکسید موجود در سطح فلز
• میزان ضخامت چسبندگی لایه اکسیدی به سطح
• نوع و ترکیب شیمیایی اکسید
• دمای ورق، محیط و اسید
• غلظت محلول پاک‌کننده اسیدی
• نوع غوطه‌وری فلز در اسید
• زمان نگه‌داری فلز در محلول
• حضور یا عدم حضور بازدارنده‌های موجود در محلول اسیدی که واکنش اسید با فلز را دچار کندی می‌کنند.

از بین این عوامل می‌توان گفت که دما، نوع و غلظت اسید بیشترین نقش را در فرآیند اسیدشویی بازی می‌کنند. به عنوان مثال برای اسیدشویی ورق با اسید سولفوریکی که غلظتش ۱۵ درصد است و در محدوده دمایی ۲۰ تا ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد قرار دارد؛ به ازای هر ده درجه افزایش دمای اسید، نرخ اسیدشویی دو برابر می‌شود. بنابراین نرخ اسیدشویی این نوع اسید در دمای ۸- درجه سانتی‌گراد بیش از ۵ برابر بیشتر از نرخ آن در دمای اتاق خواهد بود.

بعد از اینکه سطح ورق در تماس با اسید عاری از هرگونه ناخالصی شد؛ ورق‌ها برای خشک شدن وارد تونلی می‌شوند که درونش هوای گرم جریان دارد. البته شرایط محیطی این تونل به صورتی است که باعث می‌شود ورق‌ها مجددا در اثر تماس با هوا دچار خوردگی و اکسید نشوند. ضمن اینکه این شرایط باید در انبار نیز رعایت شود.

برای مراقبت از ورق‌های شسته شده؛ پیش از کلاف کردنشان، آنها را توسط یک لایه نازک از روغن‌های معدنی می‌پوشانند. به این فرآیند روغن‌کاری گفته می‌شود. بخشی از تولیدات کارخانه در همین مرحله بسته‌بندی و آماده عرضه به بازار می‌شوند؛ اما از آنجایی که ورق‌های اسیدشویی بیشترین کاربرد را در تولید ورق‌های سرد دارند؛ بخش اعظمی از آنها بعد از شستشو وارد قسمت نورد سرد می‌شوند.

البته در این مرحله باید ورق‌ها تحت بازرسی قرار گرفته تا اگر عیب ظاهری دارند؛ طی فرآیندهایی مانند صافکاری، موج‌گیری و لبه‌بری اصلاح شوند. ورق‌های اسیدشویی به دو صورت رول و شیت بسته‌بندی و آماده عرضه به بازار می‌شوند. عرض ورق‌های اسیدشویی رول معمولا ۱۰۰، ۱۲۵ و ۱۵۰ سانتی‌متر است و رول‌هایی که بیش از ۱۵۰ سانتی‌متر عرض دارند معمولا ضخیم‌ترند و با ضخامتی بیش از ۳ میلی‌متر تولید می‌شوند.

انواع روش‌های اسیدشویی ورق

روش اسیدشویی ورق‌ها بسته به نوع مقطعی و کاربری محصول بعد از خروج از خط تولید متفاوت است. اما معمولا در اکثر کارخانه‌ها از یکی از روش‌های زیر برای انجام این فرآیند استفاده می‌شود:

غوطه‌وری در مخزن:

همانطور که توضیح دادیم؛ این روش متداول‌ترین روش تولید انواع ورق اسیدشویی است که با استفاده از غوطه‌ور کردن ورق‌ها در مخازنی به شکل وان انجام می‌شود. این روش تولید باعث می‌شود که تمام نقاط ورق به یک میزان در معرض اسید قرار گرفته و خوردگی سطحی به صورت یکنواخت از بین برود.

اسیدشویی ساکن:

در این روش به جای اینکه ورق در اسید حرکت کند؛ محلول در حرکت است. روش اسیدشویی ساکن بیشتر در صنعت آبکاری مورد استفاده قرار می‌گیرد.

اسیدشویی دسته‌ای:

همانطور که از نام این روش مشخص است، قطعات برای اسیدشویی به صورت دسته‌ای در محلول غوطه‌ور می‌شوند.

اسیدشویی به روش افشانه‌ای (اسپری):

روش اسپری یک روش حساس است که باید در حضور متخصص و با رعایت تمامی نکات ایمنی انجام شود.

اسیدشویی به روش بازگردشی:

اگر مقطعی که قرار است اسیدشویی شود لوله‌ای باشد که نیاز است سطح داخلی‌اش شستشو داده شود از این روش استفاده می‌شود.

کاربردهای ورق اسیدشویی چیست؟

اسیدشویی فرآیندی است که باعث می‌شود سطح ورق درخشان، تمیز و عاری از هر گونه اکسید و آلودگی شود. بنابراین محصولی که خروجی این فرآیند است؛ ظاهری بسیار باکیفیت‌تر از محصولی مانند ورق سیاه دارد. به همین خاطر ورق‌های شسته شده با اسید را معمولا به عنوان ماده خام برای تولید دیگر انواع ورق فولادی مورد استفاده قرار می‌دهند. ورق گالوانیزه یکی از معروف‌ترین تولیدات است که ماده خام مورد نیاز برای ساختش همین ورق اسیدشویی است. علاوه بر این، در همه کارخانه‌هایی که نیاز است روی ورق‌ها فرآیند تکمیلی مانند رنگ‌کاری انجام شود از ورق اسیدشویی استفاده می‌شود. از دیگر کاربردهای این ورق می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• صنایع لوله‌سازی برای تولید انواع لوله‌های انتقال آب، نفت و گاز
• صنایع خودروسازی برای ساخت قطعاتی مانند رینگ و شاسی
• تولید مخازن تحت فشار و مخازن مایعات و گازها
• صنعت ساختمان برای تولید لوله و پروفیل
• تولید محصولات گالوانیزه
• شکل‌دهی سرد و کشش عمیق سیلندر گاز