Electropolishing of 316L Stainless Steel : Effects of Electrode Gap, Area Ratio and Polishing Time on Surface Ronghness

การขัดผิวเหล็กกล้าไร้สนิม 316L ด้วยวิธี Electropolishing : ผลของระยะห่างอัตราส่วนพื้นที่ขั้วไฟฟ้าและเวลาต่อความหยาบผิว

Name: Suparanan Sukasame

Name: ศุภรานันท์ สุขเกษม

keyword: Citric Acid

Abstract: Electropolishing (EP) is a useful electrochemical process for finishing metal surface and is widely used in pharmaceutical and food industries for easy cleaning and promoting corrosion resistance purposes. Optimum condition of the process depends on many parameters, i.e., sizes of cathode (-) and anode (+), electrode gap, type and concentration of electrolyte, temperature and current density. In this study, the effects of the process parameters, i.e., electrode gap, area ratio of the electrodes and electropolishing time, on the surface roughness of 316L stainless steel were studied. The workpiece (anode) material was 316L stainless steel type 28, whereas the cathode material used in this work was copper with constant sizes of 4x4 cm. The anode size was varied to obtain the area ratios of cathode to anode of 1:1, 1.3:1, and 4:1. Other variables were the electrode gap (5, 10, 25, and 50 mm) and the polishing time (1, 5, 10, and 15 min). The electrodes were immersed in an electrolyte, which was composed of citric acid (55% w/v), phosphoric acid (85% w/v), and glycerol at the ratio of 2.5:6.5:2.5 by volume; the temperature was kept constant at 85 C in a water bath. The experiments could be divided into 2 parts. Firstly, the electrode gap and the area ratio that gave the plateau region of I-V curve were determined. It was found that the passive film tended to occur at 5 mm of the electrode gap and 1:1 of the area ratio. Secondly, the optimum condition of the EP process was determined by measuring the surface roughness using Mahr PS1 pocket surf and optical microscope. The results showed that electropolishing condition of 0.5A/cm2 (12.8 V) for 10 min improved the surface roughness significantly as compared with the other treatments (p<0.05).

Abstract: Electropolishing เป็นกระบวนการเคมีไฟฟ้าที่ใช้ขัดผิวโลหะให้มีความเรียบเป็นเงา เพื่อง่ายต่อการล้างทำความสะอาดและต้านทานการ กัดกร่อนในอุตสาหกรรมอาหารและยา สภาวะที่เหมาะสมของกระบวนการขึ้นกับหลายตัวแปร ได้แก่ ขนาดของขั้วอาโนด (+)และขั้วคาโทด (-) ระยะห่างระหว่างขั้ว ชนิดและความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์ อุณหภูมิและความหนาแน่นกระแสต่อพื้นที่ โครงการศึกษาวิจัยพิเศษนี้ทำการศึกษาผลของ ระยะห่างระหว่างขั้ว อัตราส่วนของพื้นที่ของขั้ว และเวลาในการขัดต่อความหยาบของผิวเหล็กกล้าไร้สนิมชนิด 316L ชนิด 2B ซึ่งใช้เป็นชิ้นงาน และขั้วอาโนด สำหรับขั้วคาโทดทำจากแผ่นทองแดงขนาด 4x4 ซม. โดยมีการปรับเปลี่ยนเพื่อให้ได้อัตราส่วนพื้นที่ของคาโทดต่ออาโนดเป็น 1:1, 1.3:1, และ 4:1 ตัวแปรอื่น ๆ ที่ทำศึกษา ได้แก่ระยะห่างระหว่างขั้ว (5,10,25,และ 50 มม.) และเวลาในการ ขัดผิว (1,5,10 และ 15 นาที) ในการทดลองจุ่มขั้วทั้งสองลงในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ซึ่งประกอบด้วย กรดซิตริก (ร้อยละ 55 โดย น้ำหนักต่อปริมาตร) กรดฟอสโฟริก (ร้อยละ 85 โดยน้ำหนักต่อปริมาตร) และกลีเซอรอล ที่อัตราส่วน 2.5:6.5:2.5 โดยปริมาตร สำหรับอุณหภูมิของสารละลายควบคุมให้คงที่ที่ 85 ํC ในอ่างควบคุมอุณหภูมิ ในแง่ของการทดลองแบ่งออกเป็น 2 ส่วนคือ การหาระยะห่างระหว่าง ขั้วและอัตราส่วนของพื้นที่ของขั้วที่ให้ค่าความหนาแน่นกระแสคงที่เมื่อพิจารณาจากเส้น I-v curve โดยจากผลการทดลองพบว่า ระยะห่าง 5 มิลลิเมตรและอัตราส่วนพื้นที่ 1:1 มีแนวโน้มในการเกิดแพสซิพฟิล์ม ในการทดลองส่วนที่สองเป็นการหาระยะเวลาที่เหมาะสมในการขัดผิว โดยวัด จากอุปกรณ์วัดค่าความหยาบของผิวชนิด Mahr PS1 และจากภาพถ่ายจากกล้องจุลทรรศน์เชิงแสง จากผลจากการทดลอง พบว่าความหนาแน่น กระแส 0.5 A/cm2 (12.8V) และเวลาในการขัดผิว 10 นาที ให้ความเรียบผิวดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ (P<0.05)

King Mongkut's University of Technology Thonburi. KMUTT Library

Address: BANGKOK

Email: info.lib@mail.kmutt.ac.th

Name: Suwit Siriwattanayothin

Role: Advisor

Created: 2010

Modified: 2011-10-12

Issued: 2011-09-29

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

FDE546

eng

DegreeName: Master of Engineering

Level: Master's Degree

Descipline: Food Engineering

Grantor: King Mongkut's University of Technology Thonburi

©copyrights King Mongkut's University of Technology Thonburi

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	FDE546.pdf	1002.95 KB	168	2025-11-17 14:42:08
2	FDE546ab.pdf	70.41 KB	60	2023-02-24 11:21:05

ใช้เวลา

0.03688 วินาที