Modelado y simulación finita de los efectos de los parámetros del proceso de decapado electrolítico neutro en tiras de acero EN 1.4404
Autores: Aji, Arif Tirto; Aromaa, Jari; Tuovinen, Teemu; Riekki, Elina; Lundström, Mari
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Tratamiento de superficies
Decapado electrolítico neutro
Acero inoxidable
Eficiencia energética
Distribución de corriente
Eficiencia de decapado
Licencia
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Consultas: 4
Citaciones: Sin citaciones
El tratamiento de superficie mediante decapado electrolítico neutro (NEP) tiene como objetivo eliminar capas de óxido y escamas del acero inoxidable. El objetivo de este estudio fue investigar los factores que afectan la eficiencia energética del proceso. Este estudio desarrolló un modelo de COMSOL Multiphysics para la distribución de corriente a través de una tira de acero bipolar controlando los siguientes parámetros: concentración de Na2SO4, temperatura, distancia entre el electrodo y la tira, y distancia entre electrodos. Se realizaron mediciones factoriales completas de la conductividad del electrolito, así como de la polarización de la tira de acero y del electrodo, para proporcionar datos para el modelo NEP. Se realizaron mediciones de pulso galvanostático para calcular los tiempos transitorios durante el decapado. Según el modelo, un voltaje aplicado de menos de 11 V fue insuficiente para polarizar la tira de acero a los potenciales necesarios en ambos lados, anódico y catódico. Un voltaje más alto de 11-15 V resultó en densidades de corriente anódica de 600-1600 A m-2 y densidades de corriente catódica de 700-2000 A m-2 en la tira de acero. Estas densidades de corriente están dentro del rango de estudios experimentales previos y prácticas industriales. El modelo mostró que cuando una tira de acero actúa como un electrodo bipolar, la eficiencia de la corriente disminuye, ya que solo una fracción de la tira que enfrenta a los ánodos o cátodos está polarizada suficientemente. Las pruebas galvanostáticas mostraron que la polarización anódica de la tira de acero es más fácil que la polarización catódica. La lenta polarización en la dirección catódica puede mejorarse utilizando una mayor densidad de corriente. El tiempo necesario para polarizar el acero inoxidable indica que la velocidad de la tira debe ser inferior a 1 m s-1 para dar suficiente tiempo para polarizar la tira de acero.
Descripción
El tratamiento de superficie mediante decapado electrolítico neutro (NEP) tiene como objetivo eliminar capas de óxido y escamas del acero inoxidable. El objetivo de este estudio fue investigar los factores que afectan la eficiencia energética del proceso. Este estudio desarrolló un modelo de COMSOL Multiphysics para la distribución de corriente a través de una tira de acero bipolar controlando los siguientes parámetros: concentración de Na2SO4, temperatura, distancia entre el electrodo y la tira, y distancia entre electrodos. Se realizaron mediciones factoriales completas de la conductividad del electrolito, así como de la polarización de la tira de acero y del electrodo, para proporcionar datos para el modelo NEP. Se realizaron mediciones de pulso galvanostático para calcular los tiempos transitorios durante el decapado. Según el modelo, un voltaje aplicado de menos de 11 V fue insuficiente para polarizar la tira de acero a los potenciales necesarios en ambos lados, anódico y catódico. Un voltaje más alto de 11-15 V resultó en densidades de corriente anódica de 600-1600 A m-2 y densidades de corriente catódica de 700-2000 A m-2 en la tira de acero. Estas densidades de corriente están dentro del rango de estudios experimentales previos y prácticas industriales. El modelo mostró que cuando una tira de acero actúa como un electrodo bipolar, la eficiencia de la corriente disminuye, ya que solo una fracción de la tira que enfrenta a los ánodos o cátodos está polarizada suficientemente. Las pruebas galvanostáticas mostraron que la polarización anódica de la tira de acero es más fácil que la polarización catódica. La lenta polarización en la dirección catódica puede mejorarse utilizando una mayor densidad de corriente. El tiempo necesario para polarizar el acero inoxidable indica que la velocidad de la tira debe ser inferior a 1 m s-1 para dar suficiente tiempo para polarizar la tira de acero.