Bagaimana Jenis Pelumas Gambar Tabung (Parafin Terklorinasi vs. Molibdenum Disulfida) Mempengaruhi Kontaminasi Besi Permukaan Pasca-Pembersihan dan Laju Perubahan Warna dalam Asam Asetat 99,5% pada suhu 100 derajat ?

Pelumas gambar sangat penting dalam pembuatan tabung pemanas titanium untuk mengurangi gesekan dan mencegah kerusakan. Parafin terklorinasi dan molibdenum disulfida (MoS₂) adalah dua pelumas yang umum. Parafin terklorinasi mengandung antara 30% dan 70% klorin dan menghasilkan residu yang sulit dihilangkan seluruhnya. Bahkan setelah dibersihkan, bekas besi dari proses menggambar dapat menjadi rumit dengan residu yang mengandung klor. Sisa besi ini kemudian larut ke dalam asam asetat 99,5% pada suhu 100 derajat untuk membentuk besi asetat [Fe(CH₃COO)₃ atau Fe(CH₃COO)₂] yang menyebabkan perubahan warna kuning hingga coklat kemerahan yang dapat dideteksi pada konsentrasi serendah 1–5 ppm. Pelumas molibdenum disulfida meninggalkan residu berbeda yang lebih mudah dihilangkan dan tidak membuat besi menjadi rumit dengan cara yang sama, sehingga menghasilkan tingkat perubahan warna yang jauh lebih rendah. Pelumas MoS2 khususnya direkomendasikan untuk layanan asam asetat dengan kemurnian tinggi.

Bagaimana Pelumas Terkontaminasi dan Berubah Warna oleh Besi

Selama penarikan tabung, pelumas parafin terklorinasi melarutkan dan melepaskan asam klorida yang menyerang permukaan dan perkakas titanium serta melekatkan partikel besi ke permukaan titanium. Residu yang diklorinasi juga mengandung besi dari cetakan gambar. Residu yang terkontaminasi besi ini sulit dihilangkan dengan metode penghilangan lemak konvensional. Besi bereaksi dalam asam asetat panas: Fe + 2CH₃COOH → Fe(CH₃COO)₂ + H₂. Besi asetat terbentuk dengan adanya udara: 2Fe + 6CH₃COOH + 3/2O₂ → 2Fe(CH₃COO)₃ + 3H₂O. Besi asetat yang berwarna pekat mengubah warna produk asam asetat. Pelumas moly disulfida bebas klorin, tanpa pengambilan besi. Zat besi dihilangkan seluruhnya dengan pembersihan basa, yang juga menyisakan sedikit zat besi di permukaan.

Jenis Pelumas vs. Kontaminasi dan Perubahan Warna Besi Kuantitatif

The data below were obtained by controlled testing of Grade 2 titanium tubes drawn with different lubricants, cleaned with an industry standard alkaline degreaser at 60°C for 10 minutes, and then placed in 99.5% acetic acid at 100°C for 500 hours. For chlorinated paraffin lubricant with chlorine content of 50 % , the residual surface iron after cleaning is 0.5-2.0 µg/cm 2 , the discoloration time to yellow tint (APHA color 10) is 50-100 hours, the discoloration time to brown tint (APHA 50) is 200-400 hours, and the concentration of iron acetate after 500 hours is 5-20 ppm. Residual iron is 0.3–1.0 µg/cm2 for chlorinated paraffin with 30% chlorine content, APHA 10 is reached in 100–200 hours, APHA 50 in 400–800 hours and iron acetate concentration is 2–10 ppm. Residual iron in molybdenum disulfide lubricant without chlorine is 0.05–0.2 µg/cm2, APHA 10 is reached in 500–1,000 hours, APHA 50 may not be reached in 1,000 hours, and iron acetate concentration is 0.5–2 ppm. Residual iron is 0.02-0.05 µg/cm2, APHA 10 is >2000 jam, dan konsentrasi besi asetat adalah<0.5 ppm for a no-lubricant control (experimental only, not practical).

Pengaruh Prosedur Pembersihan terhadap Efisiensi Penyingkiran Besi

Untuk kedua jenis pelumas tersebut, prosedur pembersihan mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap sisa setrika. Untuk parafin terklorinasi, penghilangan lemak basa sederhana menghilangkan 80 hingga 90% residu dan menyisakan 0,5 hingga 2,0 µg/cm2 besi. Pengawetan asam nitrat 20% selama 10 menit menurunkan sisa besi menjadi 0,1–0,5 µg/cm2, lebih tinggi dibandingkan pembersihan basa saja pada MoS2. Untuk pelumas MoS2, hanya alkaline degrease yang menghasilkan 0,05–0,2 µg/cm². Pembersihan ultrasonik dalam larutan deterjen mengurangi sisa besi dalam MoS 2 menjadi 0,02-0,10 ug/cm 2. Penghilang lemak dengan uap trikloretilen efisien untuk kedua jenis pelumas namun meninggalkan sedikit residu. Pembersihan plasma memberikan kandungan zat besi paling rendah untuk keduanya tetapi mahal.

Panduan Pemilihan Pelumas dan Pembersih Servis Asam Asetat Kemurnian Tinggi

Tabel berikut memberikan rekomendasi jenis pelumas dan proses pembersihan tabung pemanas titanium untuk asam asetat 99,5% pada suhu 100 derajat berdasarkan batas perubahan warna yang diizinkan dan persyaratan warna produk.

Warna Asam Asetat (APHA setelah 500 jam) Diperlukan Pelumas Gambar yang Disarankan Prosedur Pembersihan yang Diperlukan Besi Permukaan Sisa yang Diharapkan (µg/cm²) Besi Asetat yang Diharapkan dalam Asam (ppm)<5 (pharmaceutical grade) Molybdenum DisulfideAlkaline degrease + acid pickle + ultrasonic <0.05 <0.5 5–10 (food grade) Molybdenum disulfideAlkaline degrease plus acid pickle 0.05-0.15 0.5-1.5 10-20 (technical grade) Molybdenum disulfide Alkaline degrease just 0.15-0.30 1.5-3.0 20-50Chlorinated Paraffin with Acid Pickle 0.3-0.8 3-8 >50 (inappropriate for high purity) Chlorinated Paraffin, Degrease Only >0.8 >8 Rekayasa Melampaui Seleksi Pelumas

Kelas titanium tidak mempengaruhi kontaminasi besi tetapi Kelas 7 memiliki ketahanan korosi yang unggul dalam asam asetat dan dapat digunakan untuk masa pakai yang lebih lama sebelum perubahan warna karena sebab lain. Ketebalan dinding tidak mempengaruhi perubahan warna secara langsung. Permukaan akhir tabung juga mempengaruhi retensi besi, permukaan yang dipoles secara elektro (Ra < 0,3 µm) memiliki luas permukaan yang lebih kecil untuk memerangkap besi dan lebih mudah dibersihkan. Jika pemanas saat ini berubah warna, endapan besi asetat dapat dihilangkan dari permukaan dengan proses pembersihan dengan asam sitrat 10% pada suhu 60 derajat selama 2 jam. Namun begitu ia dimasukkan ke dalam titanium, sulit untuk menghilangkannya sepenuhnya.

Spesifikasi yang Diinformasikan

Tetapkan molibdenum disulfida sebagai pelumas gambar untuk tabung pemanas titanium untuk asam asetat 99,5% pada suhu 100Deg.C dan kriteria warna yang ketat (APHA<10). The cleaning protocol should cover alkaline degreasing at 60°C for 10 minutes, pickling in 20% nitric acid at 50°C for 10 minutes and the final ultrasonic rinse in deionized water. If the color standards are not too high (APHA <20) alkaline degreasing alone may be sufficient. In the case of acid colour criteria less than APHA 30, discard all tubes drawn with chlorinated paraffins. Perform a leaching test on a 100 cm2 sample in 99.5% acetic acid at 100 deg C for 168 hrs; assess the acid for iron and accept only if iron is below 2 ppm. The engineer replaces chlorinated paraffin with molybdenum disulfide lubricant to reduce residual surface iron and prevent discoloration in high-purity acetic acid service.