خطوات معالجة أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ

إن تنوع عمليات معالجة سطح الفولاذ المقاوم للصدأ يوسع نطاق استخدامه - فعمليات المعالجة السطحية المختلفة تجعل سطح الفولاذ المقاوم للصدأ مختلفًا، مما يجعله فريدًا في التطبيق.

تشطيب سطحأنبوب من الفولاذ المقاوم للصدأيُعدّ هذا الأمر مهمًا لأسباب عديدة في التطبيقات المعمارية.

تتطلب البيئات المسببة للتآكل أسطحًا ملساء لأنها أقل عرضة للاتساخ. فتراكم الأوساخ قد يؤدي إلى صدأ الفولاذ المقاوم للصدأ أو حتى تآكله. في القاعات الواسعة، يُعد الفولاذ المقاوم للصدأ المادة الأكثر شيوعًا في ألواح تزيين المصاعد. ورغم إمكانية مسح بصمات الأصابع، إلا أنها تؤثر على المظهر، لذا يُفضل اختيار سطح مناسب لمنع ظهورها. تُعدّ الظروف الصحية بالغة الأهمية في العديد من الصناعات، مثل صناعة الأغذية، والمطاعم، وصناعة المشروبات، والصناعات الكيميائية، وغيرها. في هذه المجالات، يجب أن يكون السطح سهل التنظيف يوميًا، وغالبًا ما تُستخدم مواد التنظيف الكيميائية. يُعدّ الفولاذ المقاوم للصدأ أفضل مادة لهذا الغرض. في الأماكن العامة، غالبًا ما تُخدش أسطح الفولاذ المقاوم للصدأ، ولكن من أهم خصائصه سهولة إزالة هذه الخدوش بالغسل. هذه ميزة بارزة للفولاذ المقاوم للصدأ مقارنةً بالألومنيوم، الذي غالبًا ما يترك علامات يصعب إزالتها. عند تنظيف سطح الفولاذ المقاوم للصدأ، يجب التنظيف باتجاه خطوطه، لأن بعض خطوط معالجة السطح أحادية الاتجاه. يُعدّ الفولاذ المقاوم للصدأ الخيار الأمثل للمستشفيات وغيرها من الأماكن التي تُعتبر فيها النظافة أمراً بالغ الأهمية، مثل مصانع الأغذية، ومطاعم تقديم الطعام، ومصانع الجعة، والصناعات الكيميائية، ليس فقط لسهولة تنظيفه يومياً، حتى باستخدام مواد التنظيف الكيميائية أحياناً، بل أيضاً لصعوبة تكاثر البكتيريا عليه. وقد أظهرت الاختبارات أن أداء الفولاذ المقاوم للصدأ يُضاهي أداء الزجاج والسيراميك في هذا الجانب.

1. يتميز المظهر الطبيعي للفولاذ المقاوم للصدأ بمظهر صلب طبيعي، مع ألوان طبيعية تعكس بلطف ألوان محيطه.
٢. أنواع معالجة الأسطح الأساسية: توجد خمسة أنواع رئيسية من معالجة الأسطح التي يمكن استخدامها للفولاذ المقاوم للصدأ، ويمكن دمجها معًا للحصول على منتجات نهائية أكثر تنوعًا. هذه الأنواع الخمسة هي: معالجة الأسطح بالدرفلة، والمعالجة الميكانيكية للأسطح، والمعالجة الكيميائية للأسطح، ومعالجة الأسطح المزخرفة، ومعالجة الأسطح الملونة. توجد أيضًا تشطيبات متخصصة، ولكن أيًا كان النوع المُختار، يجب اتباع الخطوات التالية:
① بعد الاتفاق مع الشركة المصنعة على معالجة السطح المطلوبة، من الأفضل إعداد عينة كمعيار للإنتاج الضخم المستقبلي.
② عند استخدامها في مساحة كبيرة (مثل الألواح المركبة)، يجب التأكد من أن الملفات الأساسية أو الملفات المستخدمة هي من نفس الدفعة.
③ في العديد من التطبيقات المعمارية، مثل داخل المصعد، على الرغم من إمكانية مسح بصمات الأصابع، إلا أنها تُشوه المنظر. لذا، يُنصح باختيار سطح ذي ملمس خاص لتجنب ظهورها بشكل واضح. ويُفضل عدم استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ المصقول في هذه الأماكن الحساسة.
④ عند اختيار معالجة السطح، ينبغي مراعاة عملية الإنتاج. على سبيل المثال، لإزالة خرزات اللحام، قد يلزم صقل خط اللحام واستعادة معالجة السطح الأصلية. يصعب، بل يستحيل أحيانًا، تلبية هذا الشرط في الصفائح المضلعة.
⑤ في بعض عمليات معالجة الأسطح، تكون خطوط التجليخ أو التلميع موجهة، وتُسمى أحادية الاتجاه. إذا كان النسيج عموديًا بدلًا من أفقي، فلن يلتصق به الأوساخ بسهولة، وسيكون تنظيفه أسهل.
⑥ بغض النظر عن نوع عملية التشطيب المستخدمة، فإنها تتطلب زيادة في خطوات العملية، مما يزيد التكلفة. لذا، يجب توخي الحذر عند اختيار معالجة الأسطح. وعليه، ينبغي على المختصين، كالمعماريين والمصممين والمصنعين، الإلمام بمعالجة أسطح الفولاذ المقاوم للصدأ. ومن خلال التعاون والتواصل الفعال، يمكن تحقيق النتائج المرجوة.
⑦ بناءً على خبرتنا، لا ننصح باستخدام أكسيد الألومنيوم كمادة كاشطة إلا بحذر شديد أثناء الاستخدام. يُفضل استخدام مواد كاشطة من كربيد السيليكون.
3. التشطيب السطحي القياسي: تم تمثيل العديد من أنواع التشطيب السطحي بالأرقام أو طرق التصنيف الأخرى، وتم دمجها في المعايير ذات الصلة، مثل: "المعيار البريطاني BS1449" و"معيار لجنة منتجي الفولاذ المقاوم للصدأ التابعة للمعهد الأمريكي للحديد والصلب".
4. تشطيبات سطح الدرفلة هناك ثلاثة تشطيبات أساسية لسطح الدرفلة للألواح والشرائط، والتي يتم تمثيلها بعملية إنتاج قرية الألواح والشرائط.
رقم 1: بعد الدرفلة على الساخن، والتلدين، والتخليل، وإزالة القشور. سطح الصفيحة الفولاذية المعالجة باهت وخشن إلى حد ما.
رقم 2D: يتميز بسطح نهائي أفضل من رقم 1، ولكنه سطح باهت. يتم تصنيعه بعد الدرفلة على البارد، والتلدين، وإزالة القشور، ثم الدرفلة الخفيفة باستخدام بكرات ذات سطح خشن.
رقم 2ب: هذا النوع هو الأكثر شيوعًا في التطبيقات المعمارية. باستثناء عملية الدرفلة الباردة الخفيفة الأخيرة باستخدام بكرات التلميع بعد التلدين وإزالة القشور، فإن العمليات الأخرى مماثلة للنوع 2د. السطح لامع قليلاً ويمكن تلميعه.
رقم 2ب: مُعالَج حراريًا لامعًا: يتميز هذا النوع من الطلاء بسطح عاكس، حيث يُصقل ويُدحرج ثم يُعالَج حراريًا في جو مُتحكم به. يحافظ هذا النوع من المعالجة على سطحه العاكس ولا يُنتج أي ترسبات. ولأن عملية المعالجة الحرارية اللامعة لا تُسبب أي تفاعل أكسدة، فلا حاجة إلى التخليل أو التخميل.
5. معالجة السطح المصقول
رقم 3: يُمثل بـ 3A و3B. 3A: السطح مصقول بشكل متساوٍ، وحجم حبيبات الكشط يتراوح بين 80 و100. 3B: السطح الخشن مصقول، والسطح ذو خطوط مستقيمة منتظمة.
رقم 4: تشطيب سطحي أحادي الاتجاه، غير عاكس للضوء بشكل كبير، يُعد هذا التشطيب على الأرجح الأكثر تنوعًا في التطبيقات المعمارية. تبدأ عملية التصنيع بالتلميع باستخدام مواد كاشطة خشنة، ثم تُصقل باستخدام مواد كاشطة بحجم جسيمات 180.
رقم 6: يُعدّ هذا تحسينًا إضافيًا للرقم 4، وهو تلميع الأسطح الأربعة باستخدام فرشاة تلميع تامبيكو في وسط كاشط وزيتي. لا يشمل هذا النوع من تشطيب الأسطح المواصفة البريطانية رقم 1449، ولكنه موجود في المواصفة الأمريكية. رقم 7: يُسمى هذا النوع من التلميع بالتلميع اللامع، وهو تلميع السطح الذي تم طحنه بدقة فائقة ولكنه لا يزال يحمل آثار التآكل. عادةً ما تُستخدم ألواح 2A أو 2B، مع عجلات تلميع من الألياف أو القماش ومعاجين التلميع المناسبة.
رقم 8: سطح مصقول كمرآة ذو انعكاسية عالية، يُعرف عادةً بمعالجة سطح المرآة، نظرًا لوضوح الصورة المنعكسة. يتم صقل الفولاذ المقاوم للصدأ بشكل متواصل باستخدام مواد كاشطة دقيقة، ثم معجون صقل فائق النعومة. في التطبيقات المعمارية، تجدر الإشارة إلى أنه في حال استخدام هذا السطح في مكان ذي حركة مرور كثيفة أو حيث يكثر لمسه، فإنه سيترك بصمات أصابع. بالطبع، يمكن مسح بصمات الأصابع، ولكنها قد تؤثر أحيانًا على المظهر. تُعدّ تشطيبات الأسطح الموصوفة في المعايير والمراجع الرسمية مجرد تعريفات عامة، وتُعتبر العينات التمثيل الأوضح لنوع تشطيب السطح. سيُوفر مُصنّعو مواد الصقل أو تشطيب المعادن عينات من تشطيبات الأسطح المختلفة، ويُنصح المستخدمون بمناقشتها معهم.
٦. خشونة السطح: يُصنّف كلٌّ من معالجة سطح الدرفلة ومعالجة سطح التلميع لتحديد درجة النعومة التي يُمكن تحقيقها. ومن الطرق الفعّالة الأخرى للتعبير عن ذلك قياس خشونة السطح. تُعرف الطريقة القياسية للقياس باسم CLA (متوسط ​​خط المركز)، حيث يُحرّك مقياس الخشونة على سطح الصفيحة الفولاذية، مُسجّلاً مقدار القمم والوديان. كلما انخفض رقم CLA، كان السطح أكثر نعومة. يُمكن الاطلاع على نتائج الدرجات المختلفة من خلال تشطيبات السطح وأرقام CLA في الجدول أدناه.
7. التلميع الميكانيكي
تنبيه هام: يجب أن نتذكر أن عملية التجليخ باستخدام ورق الصنفرة أو الأحزمة هي في الأساس عملية تلميع سطحي، تاركةً خطوطًا دقيقة جدًا على سطح الصفيحة الفولاذية. وقد واجهنا بعض المشاكل مع الألومينا كمادة كاشطة، ويعود ذلك جزئيًا إلى مشاكل الضغط. يجب عدم استخدام أي أجزاء من معدات التجليخ، مثل أحزمة التجليخ وعجلات التجليخ، مع مواد أخرى غير الفولاذ المقاوم للصدأ قبل استخدامها، لأن ذلك سيؤدي إلى تلوث سطح الفولاذ المقاوم للصدأ. ولضمان تجانس سطح التشطيب، يُنصح بتجربة عجلة التجليخ أو حزام التجليخ الجديد على قطعة خردة من نفس التركيب أولًا، حتى يتسنى مقارنة العينة نفسها.
٨. التلميع الكهربائي: هي عملية لإزالة المعادن، حيث يُستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ كقطب موجب في محلول إلكتروليتي، ويُزال المعدن من السطح عند تطبيق تيار كهربائي. تُستخدم هذه العملية غالبًا على المكونات التي يصعب تلميع أشكالها بالطرق التقليدية. كما تُستخدم بكثرة على أسطح صفائح الفولاذ المدرفلة على البارد، لأن سطحها أنعم من سطح صفائح الفولاذ المدرفلة على الساخن. مع ذلك، يُبرز التلميع الكهربائي شوائب السطح بشكل أوضح، وخاصةً في المواد المُثبتة بالتيتانيوم والنيوبيوم، حيث تُسبب الشوائب الحبيبية اختلافات في منطقة اللحام. يُمكن إزالة ندوب اللحام الصغيرة والحواف الحادة بهذه العملية، التي تُركز على الأجزاء البارزة من السطح، وتُذيبها بشكل تفضيلي. تتضمن عملية التلميع الكهربائي غمر الفولاذ المقاوم للصدأ في سائل ساخن، وتعتمد نسبة السائل على العديد من التقنيات الخاصة والمُسجلة ببراءات اختراع. يُعد التلميع الكهربائي فعالًا مع الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي.
9. معالجة الأسطح المزخرفة: يمكن استخدام أنواع عديدة من الأنماط على الفولاذ المقاوم للصدأ. وفيما يلي مزايا إضافة نمط أو سطح مزخرف إلى صفيحة الفولاذ:
① تقليل ظاهرة "التموج"، وهي مصطلح يُستخدم لوصف سطح المواد اللامعة غير المستوي بصريًا. فعلى سبيل المثال، يصعب جعل سطح الألواح الزخرفية ذات المساحة الكبيرة مستويًا تمامًا حتى بعد شدها أو تقويمها، مما يؤدي إلى انكماش مواد تسقيف المعادن.
② يمكن لنمط الشبكة أن يقلل من الوهج المنبعث من الشمس.
③ إذا كانت اللوحة المضلعة بها خدوش طفيفة وانبعاجات صغيرة، فلن يكون ذلك واضحًا.
④ زيادة قوة الصفيحة الفولاذية.
⑤ توفر هذه التقنية للمهندسين المعماريين خيارات متعددة. تشمل الأنماط الحاصلة على براءة اختراع أنماطًا قماشية (مستخدمة في مبنى إد في لندن)، وأنماطًا فسيفسائية، ولؤلؤية، وجلدية. كما تتوفر أنماط مويريه وخطوط مستقيمة. يُعد السطح المحكم مناسبًا بشكل خاص للديكورات الداخلية مثل ألواح المصاعد، والعدادات، وألواح الجدران، والمداخل. عند الاستخدام الخارجي، يُنصح بتنظيف الفولاذ المقاوم للصدأ بماء المطر والغسيل اليدوي، لتجنب تراكم الأوساخ والشوائب في الزوايا، مما يمنع التآكل ويحافظ على المظهر.
10. معالجة الأسطح الخشنة
تُعدّ معالجة الأسطح الخشنة من أكثر عمليات معالجة الأسطح شيوعاً. ويتمّ صقل سطح صفيحة فولاذية مصقولة أو مُعالجة حرارياً لامعة باستخدام حزام كاشط من النايلون أو فرشاة.
11. رش كرة زجاجية أو نفث طلقات
في التطبيقات الداخلية، كالمصاعد، تحظى التشطيبات السطحية المختلطة بشعبية واسعة. تعتمد هذه العملية الهجينة على رش كرات زجاجية للحصول على سطح غير لامع، ثم تغطيته بغشاء بلاستيكي للحصول على سطح مصقول، وأخيرًا الحصول على سطح مختلط مصقول وغير لامع. يمكن أيضًا استخدام حبيبات الفولاذ المقاوم للصدأ في عملية مماثلة. يجب ألا تكون الكرات أو الحبيبات الزجاجية المستخدمة قد استُخدمت سابقًا على مواد أخرى، وخاصةً على الفولاذ الكربوني، لأن جزيئات مسحوق الفولاذ الكربوني ستتغلغل في سطح الفولاذ المقاوم للصدأ، مما يُسهّل حدوث التآكل. كما يمكن استخدام الكرات الخزفية كمادة للرش.
١٢. الفولاذ المقاوم للصدأ الملون: طورت شركة النيكل الدولية (INCO) بنجاح عملية تلوين الفولاذ المقاوم للصدأ في سبعينيات القرن الماضي، وحصلت العديد من الشركات على تراخيص لاستخدام هذه العملية. وكما ذُكر سابقًا، فإن سبب عدم صدأ الفولاذ المقاوم للصدأ هو طبقة أكسيد الكروم الخاملة الموجودة على سطحه. وتعتمد عملية التلوين على استخدام هذه الطبقة لتشكيل لون محدد. وبما أن الفولاذ المقاوم للصدأ يستفيد من هذه الطبقة الدائمة، فإنه لا يبهت لونه ولا يحتاج إلى صيانة متكررة كالطلاء. كما يمكن معالجة الفولاذ المقاوم للصدأ الملون، حتى في الانحناءات الحادة، دون أي تأثير سلبي على اللون. وفيما يتعلق بتأثير هذه العملية على مقاومة التآكل، فقد أظهرت الاختبارات تحسنًا في مقاومة التآكل بعد تطبيقها. وترتبط هذه العملية ارتباطًا وثيقًا بمدة التشغيل، ويتغير اللون بمرور الوقت. ويكون ترتيب تغير اللون كالتالي: البني، الذهبي، الأحمر، البنفسجي، والأخضر. ومن السمات المميزة لهذه العملية أن مظهرها النهائي يعكس السطح الأصلي للمادة، أي أن السطح المصقول أو اللامع يُنتج بريقًا معدنيًا قويًا، بينما يكون لون السطح الخشن غير لامع. العملية: تتضمن هذه العملية غمر الفولاذ المقاوم للصدأ في محلول. يُفضل أن يحتوي المحلول على 250 غرامًا من أكسيد الكروم الثلاثي (Cr2O3) لكل لتر، كما يُمكن استخدام 490 غرامًا من حمض الكبريتيك لكل لتر. تتراوح درجة الحرارة بين 80 و85 درجة مئوية، وتعتمد مدة النقع على اللون المطلوب، على ألا تتجاوز 25 دقيقة. بعد شطف صفيحة الفولاذ بالماء البارد النظيف، تُوضع في محلول تركيزه 250 غرامًا لكل لتر من حمض الكلوريك و2.5 غرام لكل لتر من حمض الفوسفوريك عند درجة حرارة الغرفة للمعالجة الكاثودية. تستغرق هذه العملية حوالي 10 دقائق، بكثافة تيار تتراوح بين 0.2 و0.4 أمبير/ديسيمتر مربع. لتجنب التلف، يُترك الفولاذ ليجف فورًا بعد التلوين، ثم يُشطف بالماء الساخن ويُجفف.
١٣. تشطيب الأسطح المختلطة: يمكن نقش الفولاذ المقاوم للصدأ الملون، حيث تتضمن التقنية الخاصة المطورة إزالة الزوائد باستخدام حزام كاشط من الكوراندوم، مما ينتج عنه سطح يجمع بين جمال الفولاذ الطبيعي ولون النقش الملون. هذا السطح مقاوم لبصمات الأصابع ومناسب بشكل خاص للديكور الداخلي. يمكن لمصنعي مواد التلميع تقديم عينات من معالجة الأسطح.
14. معالجة سطح الحفر يتم وضع النمط على سطح الصفيحة الفولاذية من خلال عملية الطلاء، ثم يتم غمر الصفيحة الفولاذية في محلول حمض كلوريد الحديديك (درجة 0) لحفر الجزء غير المطلي، مما يشكل نمطًا جميلًا على سطح الفولاذ المقاوم للصدأ.