زمانی که ورق سیاه در اسید غوطه ور شود، محصول جدیدی به نام ورق اسیدشویی تولید می شود. در واقع، زمان تولید ورق سیاه به دلیل دمای بالای فرآیند، در ورق پوسته های اکسیدی سطحی به وجود می آید که این پوسته ها با اسیدشویی حذف می شوند. بعد از فرآیند اسیدشویی، ورق ها سطحی صاف و بدون پوسته پیدا می کنند و خواص آن ها نیز از نظر ماشینکاری، جوشکاری و برش بهبود پیدا می کند. از آنجایی که اسیدشویی ورق، حساسیت بالایی دارد، باید با توجه به استانداردها و الزامات خاصی انجام گیرد. در نهایت نیز محصولی با مزایا و کاربردهای خاص تولید می شود که در این مقاله با آن ها بیشتر آشنا می شویم.
نسخه صوتی ورق اسیدشویی چیست؟
| آهن ملل | ویژگی های محصول | |
|---|---|---|
| ۱ | نام محصول | ورق اسیدشویی یا HRPO (Hot Rolled Pickled and Oiled Steel) |
| ۲ | ورق پایه در تولید ورق اسیدشویی | ورق سیاه |
| ۳ | انواع پرکاربرد در ایران | گرید ST37 و گرید STw22 |
| ۴ | ابعاد قابل تولید | ضخامت ۲ تا ۵۰ میلی متر عرض ۱۰۰ و ۱۲۵ و ۱۵۰ میلی متر |
| ۵ | روش تولید | حذف پوسته‌های اکسیدی در حوضچه‌های اسید |
| ۶ | اسیدهای مورد استفاده | اسید سولفوریک، کلریدریک، نیتریک، فسفریک یا هیدروفلوئوریک |
ورق اسید شویی چیست؟
ورق اسید شویی در استاندارد ملی ایران، اینگونه معرفی شده است: «ورق فولادی گرم نوردیده که اکسید یا پوسته سطح آن توسط اسیدشویی در یک محلول اسیدی زدوده شده است.»
برای این که ورق اسید شویی را بهتر بشناسیم، باید نگاهی به ورق گرم نوردیده (ورق سیاه) داشته باشیم.
همانطور که در مقاله ورق سیاه چیست توضیح دادیم، ورق نورد گرم یا همان ورق سیاه، ابتدایی ترین شکل ورق های فولادی است. اما زمان تولید این ورق در خط نورد گرم، به دلیل دمای بالای فرآیند، محصول تولیدشده دارای پوسته های اکسیدی سطحی است که باید این پوسته ها در کاربردهای حساس حذف گردد.
روش حذف این اکسیدها (feo, fe2o3) استفاده از اسیدهای مختلف از جمله اسید کلریدریک به عنوان حلال می باشد. ممکن است شما اکسید آهن را به عنوان زنگ آهن بشناسید، اما در واقع حداقل ۱۵ آلوتروپ شناخته شده دیگر از اکسید آهن وجود دارد.
اسیدشویی ورق، فرآیندی برای حذف اکسید آهن و سایر ناخالصی های تشکیل شده روی ورق های گرم می باشد.
نکته: ورق اسیدشویی به انگلیسی اختصارا HRPO نامیده می شود که مخفف Hot Rolled Pickled and Oiled Steel به معنی «ورق نورد گرم اسیدشویی و روغن کاری شده» است.
چرا اسیدشویی ورق اهمیت دارد؟
پوسته ها و اکسیدهایی که پس از تولید ورق سیاه ایجاد می شود، در بسیاری از کاربردها و فرآیندهای تولیدی مشکل ساز است. به طور مثال، اگر ورق بدون پاکسازی و تمیزشدن سطح (بدون اسیدشویی) وارد خط نورد سرد شود، غلتک ها ساییده شده و آسیب می بینند. همچنین در صورت عدم اسیدشویی ورق فولادی، کار با فولاد و رنگ آمیزی آن دشوار خواهد بود.
برای مبارزه با مشکل اکسید سطح ورق، کارخانه ها اقدام به اسیدشویی ورق می کنند تا محصول مطلوب تری برای مصرف کنندگان نهایی ایجاد کنند.
تاریخچه تولید ورق آهن اسید شویی
اگر بخواهیم دلیل محبوبیت و استفاده از ورق اسیدشویی را بدانیم، باید بفهمیم تولید ورق اسیدشویی به چه دلیل آغاز شد.
زمانی که از ورق های فولادی برای تولید لوله استفاده می شد، دو نوع ورق وجود داشت: ورق های سردی که ضخامت کمتر از ۲ میلی متر داشتند و ورق های گرم با ضخامت بالاتر از ۲ میلی متر.
به دلیل ضخامت بالای ورق های گرم، تولیدکنندگان گزینه ای جز استفاده از ورق های سرد برای تولید لوله نداشتند. (این که ورق گرم و ورق سرد چیست و هر کدام شامل چه نوع ورق هایی می شوند را می توانید به طور کامل و جامع در مقاله انواع ورق آهن مطالعه کنید.
اما در ادامه و طی پیشرفت فرآیند تولید ورق نورد گرم، این ورق با ضخامت های ۱.۲ میلی متر تا ۲ میلی متر نیز در دسترس قرار گرفت. در این زمان برای کاهش هزینه های تولید (به دلیل گران تر بودن ورق سرد) تولیدکنندگان شروع به استفاده از ورق نورد گرم کردند.
در ادامه‌ی پیشرفت های خط تولید ورق گرم، محصول جدیدی به نام ورق اسید شویی به بازار عرضه شد. از آنجایی که ورق اسیدشویی همان ورق نورد گرم است که به وسیله اسید سطح آن شسته شده، مزایای بیشتری به همراه دارد و به همین دلیل توجه تقریبا ۷۰درصد تولیدکنندگان را به خود جلب کرد. در ادامه نیز تولید و محبوبیت ورق اسید شویی به منظور فروش یا مصرف توسط خطوط پایین دستی افزایش پیدا کرد.
مراحل اسید شویی ورق فولادی
ابتدا ورق سیاه یا ورق هایی که به روش نورد گرم تولید شده اند وارد خط اسیدشویی می شوند.
در خط اسید شویی، رول های ورق پس از باز شدن در کلاف پیچ، توسط غلتک هایی به حوضچه های اسید هدایت می شوند و در چند مرحله، پوسته های اکسیدی از روی سطح حذف می شوند.
این حوضچه ها معمولا حاوی اسید سولفوریک یا کلریدریک هستند. فولادهایی با کربن بالاتر از ۶ درصد به یک مرحله اضافی با استفاده از اسیدنیتریک، فسفریک یا هیدروفلوئوریک نیاز دارند.
فلز برای مدت زمان از پیش تعیین شده در حمام اسید فرو می رود تا از خورده شدن بیش از حد آن توسط اسید جلوگیری شود. در اسید شویی آهن، مقدار رسوبی که معمولا برداشته می شود بین ۱ تا ۳ درصد جرم فولاد است.
این کلاف و رول ورق ها پس از خروج از حوضچه های اسید با آب شسته شده و طی عبور از تونل های هوای گرم، خشک می شوند. پس از روغن کاری، مجددا به شکل کلاف در می آیند و در انبار نگهداری می شوند. استفاده از روغن روی سطح ورق به منظور جلوگیری از زنگ زدگی است.
در نهایت، ظاهر ورق مقداری براق و صیقلی شده و به ورق روغنی (سرد نوردیده) شباهت پیدا می کند. اما ورق اسید شویی شده همچنان جزء ورق های نورد گرم در نظر گرفته می شود، حتی اگر هیچ پوسته و ناخالصی سطحی نداشته باشد.
مزیت اسیدشویی با اسیدکلریدریک
در حال حاضر برای اسیدشویی، اغلب از اسیدکلریدریک استفاده می شود. مزایای استفاده از این نوع اسید را می توان به صورت زیر بیان کرد:
- قابلیت پاک سازی و اسیدشویی با اسید کلریدریک ۲.۵ تا ۳.۵ برابر بیشتر از میزان اسیدشویی با اسیدسولفوریک است.
- پاکسازی سطح ورق با اسید کلریدریک بسیار بهتر انجام می شود.
- این نوع اسید باعث خوردگی کمتر فلزها می گردد.
- در آخر، مهمترین مزیت آن نسبت به اسیدسولفوریک، هزینه کمتر آن است.
انواع روش های اسیدشویی ورق
فرآیند اسیدشویی، بسته به کاربرد و نوع مقطع مورد نظر، به روش های مختلفی انجام می شود.
غوطه وری در مخزن: در این روش، ورق ها در مخزن، اسیدشویی می شوند که باعث یکنواختی خوردگی سطح می گردد. لازم به ذکر است غوطه وری در مخزن از رایج ترین روش های اسیدشویی است.
اسیدشویی ساکن: در این روش، ورق ساکن و محلول در حرکت است.
اسیدشویی دسته ای: ورق های مورد نظر، دسته ای در حمام اسیدی غوطه ور می شوند.
اسیدشویی به روش بازگردشی: محلول اسیدی از داخل قطعات عبور داده می شود و داخل آن ها را پاکسازی می کند. این روش برای اسیدشویی مقاطعی مانند لوله، پروفیل و … مناسب است.
اسیدشویی افشانه ای (اسپری): در این روش، محلول اسید روی نقاط مورد نظر برای شست و شو اسپری می شود.
حالت عرضه و ابعاد ورق اسیدشویی
ورق اسیدشویی به هر دو حالت رول و شیت (فابریک و برشی) تولید می شود، اما بیشترین عرضه به صورت رول ورق است. ابعاد ورق اسیدشویی نیز بیشتر به صورت زیر می باشد:
- ضخامت ورق اسید شویی: ۲ تا ۵۰ میلی متر قابل تولید است که محبوب ترین ضخامت آن ۲ تا ۴ میلی متر می باشد.
- عرض ورق اسید شویی: معمولا در عرض های ۱ – ۱.۲۵ و ۱.۵ متر تولید می شود.
- طول ورق اسید شویی: بیشتر از ۱ متر
استانداردهای تولید ورق اسیدشویی
فرآیند اسیدشویی حساست بالایی دارد و باید بر اساس استانداردهای جهانی و دستورالعمل های لازم انجام شود تا نتیجه دلخواه، بدون آسیب رسیدن به ورق حاصل گردد. برخی از استانداردهایی که برای این منظور تدوین شده اند به صورت زیر است:
| استانداردهای تولید ورق اسیدشویی | |||
| ASTM | DIN | JIS | EN |
| ASTM A1011 | DIN 17100 | JIS G 3131 | EN 10025/93 |
| ASTM A1018 | DIN 1614 | JIS G 3101 | EN 1011/96 |
| ASTM A36 | DIN 2395 | JIS G 3116 | |
| ASTM A572 | JIS G 3132 | ||
| ASTM A656 | JIS G 3113 | ||
انواع ورق اسیدشویی
انواع ورق اسید شویی را می توان با توجه به گریدهای تولیدشده طبق استانداردهای بین المللی به صورت زیر معرفی کرد:
گریدهای ورق اسید شویی طبق استانداردهای DIN
- ورق اسیدشویی گرید: St33 – st37 – st44
- ورق اسیدشویی گرید: Stw22 – stw 24 – rrstw 23
- ورق اسیدشویی گرید: M22
- ورق اسیدشویی گرید: St22 – st23 – st24
گریدهای ورق اسید شویی طبق استاندارد ASTM
- ورق اسیدشویی گرید: A283 – A621 – A622 – A414
گریدهای تولیدشده بر اساس استاندارد EN
- ورق اسیدشویی گرید: S235JR – S275JR – S355JR
- ورق اسیدشویی گرید: DD11 – DD12 – DD13
کدام گرید ورق اسیدشویی در ایران عرضه می شود؟
رایج ترین ورق های اسیدشویی در بازار ایران دو گرید ST37 و STw22 می باشد که هر دو طبق استاندارد DIN آلمان تولید می شوند. اگر قصد خرید ورق اسید شویی st37 یا ورق اسید شویی W22 را دارید، توصیه می کنیم مقاله راهنمای خرید ورق اسیدشویی را مطالعه کنید. در این مقاله در مورد نحوه خرید این دو گرید ورق اسیدشویی، راهنمایی های لازم ارائه شده است.
# حتما بخوانید
کاربرد ورق اسید شویی
ورق های اسیدشویی در تولید بسیاری از محصولات و همچنین در صنایع مختلف کاربرد گسترده ای دارند.
این ورق به دلیل ویژگی های مطلوبش، پتانسیل زیادی برای استفاده در ساخت لوله های فولادی گالوانیزه دارد.
ورق اسید شویی به نوعی ورق اولیه برای تولید دیگر ورق های فولادی، مانند ورق گالوانیزه، قلع اندود، رنگی، روغنی و غیره به شمار می رود.
به دلیل سطح صاف و نسبتا صیقلی ورق اسیدشویی، از آن در ساخت قطعات خودرو و قسمت های مختلف آن، مانند رینگ، شاسی و چرخ خودرو استفاده می شود. کیفیت مورد نیاز برای تولید این قطعات، SAPH370-SAPH310 تا SAPH440 می باشد و برای تولید چرخ اتومبیل به ورق با کیفیت QSTE380 نیاز است.
همچنین از آن برای ساخت لوله های انتقال آب، نفت و گاز و ساخت کشتی و قایق ها با کیفیت GR.A و NVA استفاده می شود.
نکات مهم در افزایش سرعت اسید شویی فلزات
افزایش سرعت در اسید شویی ورق سیاه و کاهش اتلاف وقت به فاکتورهای مختلفی بستگی دارد که مهم ترین آن ها عبارتند از:
- نوع اکسید
- ضخامت لایه اکسیدی
- چسبندگی لایه اکسیدی به سطح
- نوع، دما و غلظت محلول اسیدی
- مخلوط کردن و هم زدن محلول اسیدی
- زمان نگهداری در محلول اسیدی
- وجود بازدارنده های موجود در محلول اسیدی که باعث کندی واکنش می شوند.
به طور کلی، دما، نوع و غلظت اسید از مهم ترین عواملی هستند که در کیفیت عملیات اسیدشویی تاثیر دارند. به طور مثال، اسیدشویی با غلظت ۱۵ درصد اسیدسولفوریک، در دمای ۲۰ تا ۱۰۰ سانتی گراد صورت می گیرد و به ازای هر ۱۰ درجه افزایش دمای اسید، نرخ اسید شویی ۲ برابر می شود. به بیان دیگر، میزان اسیدشویی در دمای ۸۰ درجه سانتیگراد ۵ برابر بیشتر از میزان آن در دمای اتاق است.
مزایای عملیات اسید شویی
مهم ترین مزیتی که برای فرآیند اسیدشویی وجود دارد و بالاتر به آن اشاره شد و همچنین سایر مزیت های این فرآیند به صورت زیر است:
پاک سازی سطح ورق های سیاه از لایه های اکسیدی: با عملیات اسیدشویی، ورق ها ظاهر بهتر و شکیل تری پیدا می کنند.
امکان انجام عملیات نورد سرد برای ورق ها: لایه اکسیدی بر سطح ورق های تولیدشده باعث سختی آن ها می شود. اگر ورقی بدون پاکسازی و تمیز شدن سطح، نورد سرد شود، غلتک ها ساییده شده و آسیب می بینند.
رنگ آمیزی بهتر: همچنین پاک شدن سطح ورق از اکسید و پوسته، باعث می شود رنگ آمیزی ورق بسیار راحت تر انجام شود. به این صورت که رنگ روی ورق های اسیدشویی، چسبندگی بهتری پیدا می کند و همچنین براق تر نشان داده می شود.
- دیگر مزایای ورق اسیدشویی را می توان به صورت زیر بیان کرد:
- بهبود قابلیت خمش و شکل دهی + بهبود طول عمر دستگاه پرس و پانچ
- بهبود فرآیند جوشکاری به دلیل نبود پوسته و اکسید در سطح ورق
- افزایش سرعت برشکاری با لیزر تا حدود ۱۵ درصد
- کاهش هزینه های تولید با حذف مراحل اضافی تولید
معایب عملیات اسیدشویی
در فرآیند اسیدشویی، احتمال خوردگی و آسیب فلز بسیار بالا می باشد. همچنین محلول های اسیدی را نمی توان به آسانی بازیافت یا دفع کرد و هزینه های زیادی را در بر می گیرد. مصرف زیاد آب نیز از دیگر مشکلات و معایب این فرآیند است.
قیمت ورق اسیدشویی
قیمت ورق اسیدشویی با توجه به نوع ورق، کارخانه تولیدکننده و کیفیت تولید متفاوت است. ابعاد ورق نیز تاثیر مستقیم روی قیمت ورق اسیدشویی دارد. همچنین عوامل خارجی مانند میزان عرضه و تقاضا، نرخ دلار، قیمت جهانی و … نیز قیمت ورق اسیدشویی را تحت تاثیر قرار می دهد. برای استعلام قیمت ورق اسیدشویی در گریدهای پرکاربرد و مشاهده نوسان قیمت این محصول، وارد صفحه قیمت ورق اسیدشویی شوید.
مشاهده قیمت و خرید ورق اسید شویی
آهن ملل؛ توزیع کننده انواع ورق اسیدشویی به صورت آنلاین و حضوری
خرید ورق اسیدشوییسخن آخر
عملیات اسیدشویی جهت پاکسازی سطح ورق های سیاه انجام می شود. سطح ورق های تولیدشده طی نورد گرم، ناصاف و سخت است. بنا بر این، در مواردی که ظاهر اهمیت دارد، اگر بخواهیم از ورق های تولیدشده استفاده کنیم، لازم است فرآیند اسیدشویی انجام بگیرد تا ورق ها ظاهر شکیل تری پیدا کنند. ورق اسیدشویی تا حدودی به ورق روغنی شبیه است. عملیات اسیدشویی، روش های مختلفی دارد که شامل غوطه وری در مخزن، اسیدشویی ساکن، اسیدشویی دسته ای، اسیدشویی افشانه ای و اسیدشویی به روش بازگردشی هستند.
سوالات متداول ورق اسیدشویی؛ کاربرد و فرآیند تولید آن
ورق اسیدشویی چیست؟
زمان تولید ورق و در خط نورد گرم به دلیل دمای بالای فرآیند، ورق تولیدشده دارای پوسته های اکسیدی سطحی است که این پوسته ها در کاربردهای حساس باید حذف گردد. با اسیدشویی ورق، این پوسته ها حذف می شود.
انواع روش های اسیدشویی ورق کدامند؟
انواع روش های اسیدشویی ورق، شامل غوطه وری در مخزن، اسیدشویی ساکن، اسیدشویی دسته ای، اسیدشویی به روش بازگردشی و اسیدشویی افشانه ای می باشند.
معایب عملیات اسیدشویی چیست؟
در فرآیند اسیدشویی احتمال خوردگی و آسیب فلز بسیار بالا می باشد. همچنین محلول های اسیدی را نمی توان به آسانی بازیافت یا دفع کرد و هزینه های زیادی را در بر می گیرد.
