피클링(금속)
Pickling (metal)피클링은 철금속, 구리, 귀금속, 알루미늄 합금 등에서 얼룩, 무기오염물질, 녹 또는 비늘 등의 불순물을 제거하는 데 사용되는 금속표면처리제다.[1] 보통 산을 함유하고 있는 피클주라는 용액을 사용하여 표면 불순물을 제거한다. 그것은 다양한 제강 공정에서 강철을 내리막이나 청결하게 하는데 흔히 사용된다.
과정
금속 표면에는 제품의 사용이나 금속이나 도장 등의 추가 가공에 영향을 미칠 수 있는 불순물이 포함될 수 있다. 이러한 불순물을 정화하기 위해 다양한 화학 용액이 주로 사용된다. 염산과 황산과 같은 강한 산은 흔하지만, 다른 용도는 다양한 다른 산을 사용한다. 또한 알칼리성 용액은 금속 표면을 청소하는 데 사용될 수 있다. 용액에는 일반적으로 습식제, 부식억제제 등의 첨가제도 들어 있다. 피클링은 때때로 디센싱이 필요하지 않으면 산성 청소라고 불린다. [2][3]
고온에서 발생하는 많은 고온 작업 공정과 기타 공정은 표면에 변색된 산화층이나 스케일을 남긴다. 저울을 제거하기 위해 공작물을 피클주 한 통에 담근다. 냉간 압연 작업 전에는 표면에서 저울을 제거하기 위해 열간 압연 강철이 피클 라인을 통과한다.
제강에서 사용되는 일차산은 염산이지만, 황산은 이전에는 더 흔했다. 염산은 황산보다 비싸지만, 염산은 훨씬 빨리 피클되면서 염산의 염기 금속 손실을 최소화한다. 속도는 최대 800ft/min(약 243m/min)의 속도로 생산되는 자동 제철소의 통합 요건이다.[4]
합금 함량이 6% 이하인 탄소강은 염산이나 황산에 절인 경우가 많다. 합금 함량이 6% 이상인 강철은 반드시 2단계로 절여야 하며 인산, 질산, 불산 등 다른 산을 사용한다. 녹이 슬고 산성이 강한 크롬 니켈강은 전통적으로 불산과 질산 욕조에 절여진다.[5] 대부분의 구리 합금은 희석된 황산에 절여져 있지만 황동은 염화나트륨과 그을음을 섞은 농축된 황산과 질산에 절여진다.[1]
보석 제작에서 피클링은 납땜과 아닐링 중 구리 및 스털링 은을 가열하여 발생하는 산화 구리층을 제거하는 데 사용된다. 희석된 황산 피클링 욕조가 전통적으로 사용되지만 구연산으로 대체될 수도 있다.[6]
산성 피클링을 겪는 시트강은 습도가 적당히 높은 대기 조건에 노출되면 산화(녹)된다. 이 때문에 얇은 유막이나 이와 유사한 방수 코팅이 적용되어 공기 중의 습기에 장벽을 만든다. 이 오일 필름은 나중에 많은 제작, 도금 또는 도장 공정을 위해 제거되어야 한다.
단점들
산성 세척은 부식성 때문에 다루기 어렵다는 한계가 있으며, 모든 강철에는 적용되지 않는다. 일부 합금과 고탄소강에는 수소분해 문제가 되고 있다. 산에서 나온 수소는 표면과 반응하여 깨지기 쉬우며 균열을 일으킨다. 처리 가능한 강철과의 반응성이 높기 때문에 원하는 절임률을 보장하기 위해 산성 농도와 용액 온도를 관리해야 한다.
폐기물 제품
피클링 슬러지는 피클링에서 나오는 폐기물로 산성 헹굼수, 철염소, 금속염과 폐산이 포함된다.[7] 사용후 피클주는 EPA에 의해 위험한 폐기물로 간주된다.[8] 강철 공정의 피클 슬러지는 보통 석회를 사용하여 중성화되며 EPA가 중성화 후 더 이상 유해 폐기물로 간주하지 않기 때문에 매립지에서 처리된다.[8] 석회중화과정은 사용후산의 pH를 상승시킨다. 폐기물은 폐기물의 특성이나 목록에 있는 폐기물이 없는지 확인하기 위한 폐기물 결정을 받아야 한다.[9] 1960년대 이후 염산 피클링 슬러지는 염산과 철산화물의 일부를 회수하는 염산 재생 시스템에서 처리되는 경우가 많다. 나머지는 여전히 중성화하여 매립지에서[10] 처리하거나 폐기물 프로파일 분석에 근거한 위험 폐기물로 관리해야 한다.[9] 질산 피클링의 부산물은 비료 프로세서와 같은 다른 산업에도 판매 가능하다.[11]
대안
매끄러운 청정 표면(SCS)과 에코 절인 표면(EPS)이 더 최근의 대안이다. SCS 공정에서 표면 산화는 공학적 연마재를 사용하여 제거되며, 이 공정은 오일 필름이나 다른 보호 코팅 없이 후속 산화에도 내성을 유지한다.[citation needed] EPS는 산성 피클링의 보다 직접적인 대체물이다. 산성 피클링은 화학 반응에 의존하는 반면 EPS는 기계적 수단을 사용한다. EPS 공정은 산성 피클링에[by whom?] 비해 "환경 친화적"으로 간주되며, 탄소강에 높은 녹 저항성을 부여하여 산성 피클 탄소강의 산화 방벽 역할을 하는 오일 코팅을 적용할 필요가 없다.[citation needed]
다른 방법으로는 연마재 블라스팅, 연마, 연마, 와이어 브러싱, 하이드로 클리닝 등의 기계적 청소도 포함된다. 이러한 방법은 일반적으로 피클링만큼 깨끗한 표면을 제공하지 않는다.[12][13]
참조
- ^ a b Eagleson, Mary (1994). Concise encyclopedia chemistry (revised ed.). Walter de Gruyter. p. 834. ISBN 978-3-11-011451-5.
- ^ ASM handbook. ASM International. Handbook Committee. (10th ed.). Materials Park, Ohio. ISBN 9780871703842. OCLC 21034891.
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: CS1 maint : 기타(링크) - ^ American Electroplaters and Surface Finishers Society (2002). Proceedings AESF SUR/FIN 2002: Annual International Technical Conference June 24-27, 2002, Chicago, IL. Orlando, FL: American Electroplaters and Surface Finishers Society.
- ^ Liu, David; Lipták, Béla G. (1997). Environmental engineers' handbook. CRC Press. p. 973. ISBN 978-0-8493-9971-8.
- ^ "Pickling and Passivation". www.assda.asn.au. Retrieved 2021-05-20.
- ^ Fisch, Arline M. (2003). Textile Techniques in Metal: For Jewelers, Textile Artists & Sculptors. Lark Books. p. 32. ISBN 978-1-57990-514-9.
- ^ Rao, S. Ramachandra (2006). Resource recovery and recycling from metallurgical wastes. Elsevier. pp. 179–180. ISBN 978-0-08-045131-2.
- ^ a b McCoy's RCRA Unraveled (2005 ed.). McCoy and Associates. 2005. p. 204. ISBN 0-930469-32-1.[1][데드링크]
- ^ a b "Electronic Code of Federal Regulations". U.S. Government Printing Office. Archived from the original on 2014-06-14. Retrieved 2013-03-21.
- ^ Steel industry and the environment: technical and management issues. Contributors: Tim Jones; United Nations Environment Programme. Industry and Environment; International Iron and Steel Institute. UNEP/Earthprint. 1997. p. 76. ISBN 978-92-807-1651-1.
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: CS1 maint : 기타(링크) - ^ *Wang, Lawrence K.; Hung, Yung-Tse; Shammas, Nazih K. (2009). Handbook of Industrial and Hazardous Wastes Treatment. Vol. 2. CRC Press. p. 1193. ISBN 978-1-4200-7219-8.
- ^ Gillström, Peter (2006). Alternatives to pickling; preparation of carbon and low alloyed steel wire rod. Örebro, Sweden: Örebro universitetsbibliotek. p. 16. ISBN 9176684717. OCLC 185283772.
- ^ Garverick, Linda (1994). Corrosion in the Petrochemical Industry. Materials Park, OH: ASM International. pp. 169–173. ISBN 9780871705051. OCLC 621873093.