Rustfrit stål og andre ulykker 29. maj Rustfrit stål og andre ulykker 29. maj 2018

Rustfrit stål og andre ulykker 29. maj 2018 Rustfrit stål og andre ulykker 29. maj 2018 Rustfri ståltyper og deres anvendelser Austenit, ferrit, martensit, duplex og PH-stål fra tanke og bygninger til golfkøller og kirurgiske dimser. Korrosion generelt Elektroner, anoder, katoder, galvanisk kobling og mere af samme slags. Korrosion af rustfrit stål Passivitet, fiskeliner, korrosionsformer og kunsten at undgå ulykkerne. Andre materialer end rustfrit stål Kort om galvaniseret stål, aluminium og titan. Rengøring af rustfrit stål Hvorfor Kunsten at undgå ulykker, når man rengør rustfrit stål plus noget om rouge. 1

Claus Qvist Jessen Civilingeniør (kemi-) og ph.d. fra DTU Specialiseret i uorganisk kemi, metaller, elektrokemi, galvanoteknik, korrosion og korrosionsbeskyttelse. Tidligere ansat ved bl.a. FORCE Technology Siden 1991: Rådgivende ingeniør med speciale i rustfrit stål og korrosion. Delforfatter til tre bøger om rustfrit stål, korrosion, overfladebehandling mm. Siden 2007: Damstahl a/s Fagligt bagland for kunder og sælgere, skadesopklaring, materialevalg, reklamationer, skriftligt materiale, undervisning mm. Rustfrit stål og korrosion (april + okt. 2011; DK, ENG, SE, D), Rustfrit stål til hygiejnisk udstyr i food/pharma (okt. 2014; DK, ENG, SE) Overfladebehandling af rustfrit stål (nov. 2016; DK, ENG) Rustfrit Stål håndbog for nysgerrige (marts 2018; DK, ENG, SE, D) Claus Qvist Jessen Rådgivende ingeniør Arbejder gerne som hyret ekspert til alle mulige sager. Kan som enhver håndværker hyres til inspektioner, materialeanalyser, korrosionsundersøgelser, skadesopklaring og (naturligvis) undervisning, hvis ikke I er trætte af at høre på mig allerede! Kontaktinfo: Damstahl a/s Danmarksvej 28 8660 Skanderborg www.damstahl.dk cqj@damstahl.com 8794 4045 2126 8202 2

Rustfrit stål Austenitisk: C < 0,08 % (< 0,03) Cr 16-20 % Ni 8-25 % Mo 0-6 % Martensitisk: C 0,1-1,2 % Cr 11-15 % (Ni) (Mo) Duplex (F/A): C < 0,03 % Cr 22-25 % Ni 2-7 % Mo 0-4,5 % Ferritisk: C < 0,03 % Cr 11-19 % Ni 0! Mo 0-2 % Udskilleseshærd. : C < 0,07 % Cr 14-17 % Ni 3-5 % Cu 3-5 % Kap. 2, s. 21 Rustfrit stål Austenitisk: C Tyggegummistål < 0,08 % (< 0,03) Cr Svejsbare 16-20 % konstrukt.stål Ni God 8-25 korrosionsbest. % Mo 70 % 0-6 af % RS world-wide Martensitisk: C Hærdbare 0,1-1,2 % pga. C Cr Hårde 11-15 og % sprøde (Ni) Knivstål (Mo) Ringe korrosionsbest. Duplex (F/A): Tofaset C < 0,03 Ferrit-Austenit % Cr Resistent 22-25 % mod SPK Ni Mekanisk 2-7 % stærke Mo Svejsbare 0-4,5 % konstrukt.stål Ferritisk: C Nikkelfri < 0,03 konstruktionsstål % Cr God 11-19 korrosionsbest. % Ni Svejsbare 0! Mo Lav 0-2 og stabil % pris!! Udskilleseshærd.: : C Hærdbare < 0,07 % v. uopløselige Cr udskillelser 14-17 % (Cu el. Al) Ni Ok 3-5 korrosionsbestandigh. % Cu Kæder 3-5 % og golfkøller Kap. 2, s. 21 3

Fysiske egenskaber for de fem grupper Austenit Martensit Korrosionsbestandig Hærdbare knivstål Blød, meget formbar Magnetisk, ikke formbar Umagnetisk og svejsbar Dårlig korrosionsbest. Duplex Ferrit Tofaset, høj styrke (Korrosionsbestandig) Svejsbar, halvmagnetisk Blød, rimeligt formbar Meget korrosionsbest. Magnetisk, svejsbar Udskill.h. Hærdbare akselstål Magnetisk, ikke formbar Dårlig korrosionsbest. Anvendelser Austenit Martensit Duplex Ferrit Kap. 2, s. 21 Udskill.h. 4

Hvad er korrosion? Corrodere = at gnave i stykker (latin) Korrosion = når et metal afleverer elektroner Mg-atom Ladning = 0 Mg-ion Ladning = +2 Kap. 3, s. 15 Hvad er korrosion? Corrodere = at gnave i stykker (latin) Korrosion = når et metal afleverer elektroner Oxidation Me Me n+ + n e - X + n e - X n- Me + X Me n+ + X n- Korrosion består altid af mindst to reaktioner: Én reaktion der afgiver elektroner (anode-) Én reaktion der optager elektroner (katode-) Sumreaktionen vil altid være en kombination af begge slags Kap. 3, s. 15 5

Batteries and Corrosion Me Me n+ + n e - X + n e - X n- e - + Ch. 5.2, s. 53 Ore: The Stable Condition Fe 2+ + 2e - Fe Steel Steel mill Fe Fe 2+ + 2e - Rust! Iron ore (oxides, sulphides etc.) Ch. 5.2, s. 53 6

Korrosionsreaktioner Anodereaktioner (elektronafgivelse = oxidation): Cu Cu 2+ + 2 e - Zn Zn 2+ + 2 e - Cr Cr 3+ + 3 e - Fe Fe 2+ + 2 e - Fe Fe 3+ + 3 e - Ag Ag + + e - Ti Ti 4+ + 4 e - Al Al 3+ + 3 e - Katodereaktioner (elektronoptagelse = reduktion): 2 H + + 2 e - H 2 (gas) O 2 + 4 H + + 4 e - 2 H 2 O H 2 O 2 + 2 H + + 2 e - 2 H 2 O ClO - + H 2 O + 2 e - Cl - + 2 OH - Spændingsrækken Rustfrit stål, passivt Rustfrit stål, aktivt Au Au 3+ + 3 e - 1,498 V NHE 2 H 2 O O 2 + 4 e - + 4 H + 1,230 Ag Ag + + e - 0,799 Cu Cu 2+ + 2 e - 0,337 H 2 2 e - + 2 H + 0 (def.) Pb Pb 2+ + 2 e - 0,026 Sn Sn 2+ + 2 e - 0,136 Ni Ni 2+ + 2 e - 0,250 Fe Fe 2+ + 2 e - 0,440 Cr Cr 3+ + 3 e - 0,744 Zn Zn 2+ + 2 e - 0,763 Al Al 3+ + 3 e - 1,662 Mg Mg 2+ + 2 e - 2,363 Na Na + + e - 2,714 Ædle metaller Holder på elektronerne Uædle metaller Afgiver let elektroner Tab. 3.1, s. 16 7

Galvanisk kobling + Katodisk beskyttelse Offeranode Rustfrit stål, passivt Rustfrit stål, aktivt Fig. 3.1, s. 18 Katodisk beskyttelse Fiskerbåd i Essaouira, vestlige Marokko Zinkanoderne ofrer sig for at beskytte stålet Fig. 5.9, s. 65 8

Galvanisk kobling / arealforhold Korr.hast. : 1 2 4 8 Fig. 5.8, s. 64 Rustfrit stål?? DIN/EN 10020: Jernlegering (Fe) Mindst 10,5 % krom (Cr) Max 1,2 % kulstof (C) Kap. 3.1, s. 34 9

Passivitet = uopløselige korrosionsprodukter Cr-oxider 5-25 nm Passiv Aktiv Passiv Repassivering Lokal nedbrydning af passivlaget, galvanisk kobling og meget hurtig korrosion Fig. 3.3, s. 36 Fiskelinesyndromet Fig. 3.4, s. 37 10

Fiskelinesyndromet Ik så ring endda Træls Fig. 3.4, s. 37 Korrosionsformer, RS Generel korrosion Interkrystallinsk Grubetæring / pitting Spaltekorrosion Lokalkorrosion Spændingskorrosion Kap. 3.3, s. 38 11

Generel korrosion (= syrekorr.) Superstærke syrer og baser; urenheder kritiske Hele oxidlaget udtyndes jævnt; i værste fald skrælles det helt af Både anode- (= metalopløsning), katodereaktion (fx iltforbrug) over det hele Hele overfladen aktiv = jævnt korrosionsangreb Store materialetab i gr./m 2, lang tid til gennemtæring Meget sjælden korrosionsform Kap. 3.4, s. 39 Grubetæring / spaltekorrosion Kap. 3.5, s. 42 Vand; ph = neutral = 2 12 Lokal nedbrydning af oxidlaget Lokal anodereaktion (metalopløsning); Katode (fx iltforbrug) over det hele Lille anode, stor katode Intern galvanisk korrosion = hurtig, punktformig korrosion Små materialetab, hurtig gennemtæring Fiskelinekorrosion! Enten sker der korrosion og hurtig gennemtæring (1-2 mm/måned), eller også holder stålet evigt uden korrosion overhovedet. Særdeles almindelig korrosionsform 12

Grubetæring / spaltekorrosion Stålet Miljøet Cr Mo N Ni S, P Cl - Temp. E corr ph Andet Kap. 3.5.1, s. 42 Katode Kap. 6.2.1, s. 85 O 2 Pitting Resistance Equivalent (PREN) EuroNorm (EN) Cr Mo N PREN PREN = bestandighed mod grubetæring = fiskelinens brudstyrke %Cr + 3,3 %Mo + 16 %N Jo højere PREN, jo bedre resistens mod grubetæring og spaltekorrosion. To stål med samme PREN har ca. samme bestandighed mod grubetæring og spaltekorrosion Austenit Martensit Ferrit Duplex Nikkelleg. Tabel 3.1, s. 45 Tabel 6.1, s. 94 2.4819 / Hastelloy C276 15 16-67,8 1.4547 / 254 SMO 20 6,2 0,2 43,7 1.4410 ( superduplex ) 25 4,5 0,3 43,0 1.4462 (UNS S32205) 22 3,0 0,15 34,3 1.4539 / 904L 20 4,0-33,2 1.4462 (UNS S31803) 21 2,5 0,10 30,9 1.4436 / 4432 16,5 2,5-24,8 1.4362 (duplex 2304) 23-0,10 24,6 1.4162 (lean duplex 2101) 21 0,1 0,20 24,5 1.4401 / 4404 / AISI 316(L) 16,5 2,0-23,1 1.4571 ( AISI 316Ti ) 16,5 2,0-23,1 1.4521 / AISI 444 17 1,8-22,9 1.4301 / 4307 / AISI 304(L) 17,5 - - 17,5 1.4509 / AISI 441 17,5 - - 17,5 1.4016 / AISI 430 16 - - 16,0 1.4057 / AISI 431 (0,12-0,22 C) 15 - - 15,0 2.4816 / Inconel 600 (72 Ni!) 14 - - 14,0 1.4021 (0,16-0,25 C) 12 - - 12,0 1.4003 / AISI 410 11 - - 11,0 Stigende Pris!!! brudstyrke 13

Kritisk Pitting Temperatur (CPT) >40 34,3 30,0 24,6 23,1 PREN 17,5 Fig. 3.11, s. 47 Fig. 6.10, s. 86 Martensitiske knivstål EuroNorm (EN) Cr Mo N PREN Ringe indhold af Cr, intet Mo, intet N Stålet kan ikke hærdes med > 15 % Cr Højt indhold af C spiser en del af stålets Cr dvs. reduceret Cr i.fh.t. brutto 12-15 % Cr + 0 % Mo + 0 % N: PREN = 12-15 Alvorlig risiko for grubetæring (flyverust!) Tabel 3.1, s. 45 Tabel 6.1, s. 94 2.4819 / Hastelloy C276 15 16-67,8 1.4547 / 254 SMO 20 6,2 0,2 43,7 1.4410 ( superduplex ) 25 4,5 0,3 43,0 1.4462 (UNS S32205) 22 3,0 0,15 34,3 1.4539 / 904L 20 4,0-33,2 1.4462 (UNS S31803) 21 2,5 0,10 30,9 1.4436 / 4432 16,5 2,5-24,8 1.4362 (duplex 2304) 23-0,10 24,6 1.4162 (lean duplex 2101) 21 0,1 0,20 24,5 1.4401 / 4404 / AISI 316(L) 16,5 2,0-23,1 1.4571 ( AISI 316Ti ) 16,5 2,0-23,1 1.4521 / AISI 444 17 1,8-22,9 1.4301 / 4307 / AISI 304(L) 17,5 - - 17,5 1.4509 / AISI 441 17,5 - - 17,5 1.4016 / AISI 430 16 - - 16,0 1.4057 / AISI 431 (0,12-0,22 C) 15 - - 15,0 2.4816 / Inconel 600 (72 Ni!) 14 - - 14,0 1.4021 (0,16-0,25 C) 12 - - 12,0 1.4003 / AISI 410 11 - - 11,0 14

Martensitiske knivstål >40 34,3 60 ºC 30,0 25 ºC 24,6 23,1 Fig. 3.11, s. 47 Fig. 6.10, s. 86 250 mg/l Cl - 17,5 12,0 Martensitisk knivstål Martensitiske knivstål 4057 (15 Cr) 4021 (12 Cr) Overtro: CQJ: Forebyggelse: Flyverust Fordi Pitting Resistance Equivalent (PREN) for et martensithærdet knivstål er væsentligt ringere end for et austenitisk 1.4301-stål! Lavere klorid Lavere temperatur Kortere TID = vask i hånden! Fig. 3.13, s. 49 15

Spaltekorrosion (tildækningskorrosion) Spalter: Snævre geometrier uden omrøring (flanger, svejsefejl, boltsamlinger, organiske begroninger mm.). Al transport sker ved diffusion. Cl - Cl - Cl - Fe 2+ Cl - Cl - H + Cr 3+ Cl - Cl - Der dannes automatisk et korrosivt miljø i spalten: høj klorid + lav ph. Galvanisk kobling: Den lille spalte bliver anode, den store fri overflade bliver katode. Kraftig korrosion af stålet i spalten. Cl - Spaltekorrosion sker kun under vandlinjen. Kap. 3.6, s. 50 Spaltekorrosion tager lang TID. Mindst 1-2 uger for at initiere. Kap. 6.3, s. 100 + Fig. 6.17, 2. 101 Spaltekorrosion (tildækningskorrosion) Spalte v. svejsning Spaltekorrosion i flange fra mejerirør. 4301 udsat for saltlage + H 2 O 2 til desinfektion Kap. 3.6, s. 50 Kap. 6.3, s. 100 + Fig. 6.17, 2. 101 16

Kritisk Pitting Temperatur (CPT) vs. kritisk spaltekorrosionstemperatur (CCT) Spalter: 20-25 ºC fald I CPT i.fh.t. sterilt laboratoriemiljø Biologisk aktive miljøer: >> 25 ºC drop i CPT! Havvand, spildevand, søvand, postevand og alt andet ikke-sterilt... Kan dårligt måles og er ca. umuligt at forudse! Kap. 3.6, s. 50 Kap. 6.3, s. 100 Kap. 4.3, s. 37 Spændingskorrosion (SPK) Skiftevis aktivering og passivering af oxidlaget Austenitiske stål (4301/07 (304-klassen) og 4401/04 (316)); Ferritiske og duplexe er langt bedre! Klorid! 10 mg/l er til tider tilstrækkeligt Vejledende temperatur: 60 C for 4301/07; 100 C for 4401/04 Mekaniske trækspændinger + inddampning Transkrystallinske revner (gennem kornene) = meget små materialetab, men ekstremt hurtig gennemtæring Revnerne løber kan ikke repareres ved svejsning! Kap. 3.7, s. 52 17

SPK, japanske varmevekslere Duplex, ferrit, superaustenit etc. 250 mg/l (ppm) Fig. 6.17, s. 55 Interkrystallinsk korrosion For meget kulstof i stålet. Kulstoffet ligger i korngrænserne. Ved opvarmning til 500-850 C: Cr bindes af C; dannelse af Cr-karbider i korngrænserne (= sensibilisering ). Afkromning af grænselaget. Korrosion i grænselaget; kornene omringes og falder ud. Køb lavkulstof-stål = Ingen risiko for IK Kap. 3.8, s. 56 18

Korrosion / rustfrit stål RS er et passivérbart materiale Korrosionen afhænger af få nm Cr-oxider Generel korrosion / syrekorrosion Kun i meget stærke syre eller baser Jævnt angreb over hele overfladen Store materialetab lang tid til gennemtæring Interkrystallinsk korrosion Antik korrosionsform ; angreb i korngrænserne Små materialetab, lang tid til gennemtæring Grubetæring / spaltekorrosion / spændingskorrosion Fiskelinekorrosion; lokale angreb over en lille del af stålet Små materialetab, men kort tid til gennemtæring Kap. 3.3, s. 38 Korrosion / rustfrit stål Kap. 4.1, s. 64 19

Panikangst? Rustfrit stål indeholder tungmetaller Tungmetaller er farlige Når der er tungmetaller i stålet, hopper de helt automatisk ud af stålet og ind I mine blodbaner. Rustfrit stål er den sikre vej til forgiftning! Vi må bruge noget andet. Fiskelinesyndromet Enten holder stålet sig passivt, og der sker absolut intet! Eller der starter korrosion, og der sker gennemtæring på få uger eller måneder Der er ingen mellemting: Stålet står ikke og siver tungmetaller til mediet 20

Metal in Food, 2004-2007 Metal in Food, 2004-2007 Projektet: Hovedformål: Deltagere: Information: Korrosion og slid i fødevareindustri ; et 4-årigt forskningsprojekt finansieret af Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri under programmet Fødevareteknologi, -sikkerhed og -kvalitet. At identificere eventuelle kilder til metalforurening fra rustfrit ståludstyr under fødevareproduktion, at analysere effekten af denne forurening på specielt allergikere, samt at finde løsninger til dette problem. Institut for Produktion og Ledelse (IPL), DTU, Lyngby Allergiklinikken, Finsen Center; KBH Ø Danmarks Fødevareforskning; Søborg www.metalinfood.org 21

Metal in Food, 2004-2007 Konklusion: Migrerer der tungmetaller fra rustfrit stål til fødevarerne? Sker KUN, hvis der er tale om egentlig korrosion eller slitage. Generelt er det fundet, at produktioner, der foregår i udstyr af AISI 304 og 316, og som omfatter processer som blanding, pumpning, varmebehandling, homogenisering, tapning af moderat aggressive produkter, ikke giver anledning til målbar metalafgivelse pga. korrosion eller slid [Metal in Food, Kap. 4.2, s.22]. Vælger vi et rustfrit stål, som ikke angribes af korrosion eller slitage, vil der ikke ske afgivelse af tungmetaller til fødevarerne. Største kilde til tungmetaller i fødevarer er de krydderier, vi tilsætter fødevarerne!! Titan (Ti) Fjerdemest almindelige metal (efter Al, Fe og Mg): 0,6% i jordskorpen Relativt let metal mf = 4,5 g/cm3. Mekanisk stærkt i.fh.t. vægten og anvendes ofte til fx fly eller golfdrivere Dyrt modemetal, der kan anodiseres i alle regnbuens farver Uædelt metal, men passiverer effektivt i næsten alle miljøer Kemisk bestandigt i næsten alt Bedre i klorid og oxidanter end rustfrie stål Svage punkt: Brintoverilte (peroxid, H 2 O 2 ) nedbryder passivfilmen og kan give alvorlige korrosionsangreb 22

Aluminium Al; grundstof Nr. 13, opdaget i 1823 af H. C. Ørsted. Let! Densitet 2,7 g/cm 3 (Fe 7,7). Særdeles uædelt metal, men passiverer ofte effektivt. Tykt, men ikke altid bestandigt oxidlag. Passivfilmen er ikke bestandig udenfor ph 5,5-8. Aktiverer let + ringe bestandighed ved galvanisk kobling med andre metaller. Al er meget følsomt overfor salt. Al dur til visse, milde fødevarer (fx mælk), men kan ikke tåle CIP-midler. Spændingsrækken Au Au 3+ + 3 e - 1,498 V NHE 2 H 2 O O 2 + 4 e - + 4 H + 1,230 Ag Ag + + e - 0,799 Cu Cu 2+ + 2 e - 0,337 H 2 2 e - + 2 H + 0 (def.) Pb Pb 2+ + 2 e - 0,026 Sn Sn 2+ + 2 e - 0,136 Ni Ni 2+ + 2 e - 0,250 Fe Fe 2+ + 2 e - 0,440 Cr Cr 3+ + 3 e - 0,744 Zn Zn 2+ + 2 e - 0,763 Al Al 3+ + 3 e - 1,662 Mg Mg 2+ + 2 e - 2,363 Na Na + + e - 2,714 Ædle metaller Holder på elektronerne Rustfrit stål (Passivt) Uædle metaller Afgiver let elektroner 23

Aluminium vs. ph Al + 3 H + Al 3+ Al Surt: H + Alkalisk: OH - Al Al + 4 OH - Al(OH) 4 - Al er kun brugbart fra ph 5,5-8,0. De fleste fødevarer ligger i dette område, men CIPvæskerne er enten stærkt sure (HNO 3 ) eller stærkt alkaliske (NaOH). Al er meget følsomt overfor salt og galvanisk kobling. Al er sjældent godt til food/pharma; bruges pga. densiteten til transportdele (over vand) på slagterier. Al Plastik og andre kunststoffer Organiske, apolære stoffer. Som regel poly-et-eller-andet. Udefineret sammensætning, både mht. kædelængde og tilsætningsstoffer. Tilsættes ofte fyldstoffer og blødgørere. Disse stoffer kan afgives især til fede produkter. Plast er ikke termodynamisk stabilt. Plast kan nedbrydes af fx UV-lys, varme, kemiske stoffer etc. 24

Rustfrit stål kontra plastik og andre kunststoffer Osteforme af plast Ostereoler af rustfrit stål Rustfrit stål kontra plastik og andre kunststoffer Plast og gummi: Løst defineret blanding af en masse forskellige, organiske stoffer. Levende materiale ; ikke termodynamisk stabilt. Polymere ændres med tiden. Begrænset levetid. Risiko for udsivning af fx blødgørere til miljøet og optagelse af stoffer i plasten. Miljøet påvirker plast/gummi og omvendt; migrationstest yderst relevant. Risiko for diffusion af gasser (fx ilt) gennem plastvæggen. Rustfrit stål: Homogent materiale med en meget veldefineret sammensætning (standard!). Fx EN 1.4307 og 1.4404 er helt specifikke, både kemisk og mekanisk. Termodynamisk stabilt. Stål ændrer sig IKKE med tiden. INGEN risiko for udsivning af stoffer til miljøet (ved valg af korrosionsbestandigt stål). At der er Cr og Ni i stålet betyder IKKE automatisk, at der afgives Cr og Ni til miljøet. Ubegrænset levetid uden risiko for ændringer af hverken stål eller miljø. Migrationstest er i bedste fald spild af tid og penge. Fokusér på korrekt valg at stål! Eneste vinder er de, der lever af bureaukratiet. Industrien og forbrugerne taber. 25

Rustfrit stål kontra plastik og andre kunststoffer Plast og gummi: Løst defineret blanding af en masse forskellige, organiske stoffer. Levende materiale ; ikke termodynamisk stabilt. Polymere ændres med tiden. Begrænset levetid. Risiko for udsivning af fx blødgørere til miljøet og optagelse af stoffer i plasten. Miljøet påvirker plast/gummi og omvendt; migrationstest yderst relevant. Risiko for diffusion af gasser (fx ilt) gennem plastvæggen. Man kan ikke behandle rustfrit stål som plast, gummi, elastomere eller Rustfrit stål: andre organiske materialer! Homogent materiale med en meget veldefineret sammensætning (standard!). Fx EN 1.4307 og 1.4404 er helt specifikke, både kemisk og mekanisk. Termodynamisk stabilt. Stål ændrer sig IKKE med tiden. INGEN risiko for udsivning af stoffer til miljøet (ved valg af korrosionsbestandigt stål). At der er Cr og Ni i stålet betyder IKKE automatisk, at der afgives Cr og Ni til miljøet. Ubegrænset levetid uden risiko for ændringer af hverken stål eller miljø. Migrationstest er i bedste fald spild af tid og penge. Fokusér på korrekt valg at stål! Eneste vinder er de, der lever af bureaukratiet. Industrien og forbrugerne taber. Rengøring Blod, vævsrester, fastsiddende skidt, klorid mm. Vand (postevand = > 250 mg/l klorid) Temp. mellem 20 og 120 C; jo højere temperatur, jo værre Sæber, detergenter, enzymer, sure eller alkaliske midler Stærke oxidanter; ofte peroxid eller klor. Enzymer ikke farlige Oftest korttidspåvirkninger Langtids-iblødsætning mulig 26

Rengøring Sure ph < 2 Alkaliske ph > 10 Neutrale ph 5-9 Klor / hypoklorit Peroxid / brintoverilte Rustfrit stål, martensitisk (X) (X) X (X) (X) Rustfrit stål, austenitisk X X X (X) (X) Aluminium (Al) X Titan (Ti) X X X X X : Kan tåle langtidseksponering. Desværre ingen garantier! (X) : Kun korttidseksponering. Langtidspåvirkning skal undgås. : Må ikke anvendes. Risiko for alvorlige korrosionsskader. Rouge 27

Rouge Tynd belægning af rust. Analyser: Jern-oxider og hydroxider. Optræder kun i varme systemer (> 80 C); WFI, autoklaver o. lign. Ses især i vandlinjen / tofasesystemer. Kan give afsmitninger på fx instrumenter. Årsag og mekanisme er stadig uklar, men hovedkilden synes at være en svag, generel korrosion af det rustfrie stål. Jo lavere legeret stål, jo mere rouge. Rouge har aldrig givet alvorlig korrosion (og slet ikke gennemtæring). Rouge i lukket WFI-anlæg A+B Ionbyttere F Tank (varm, 4404) C Kolde rør (4404) G Varme rør (4404) D Destillationskolonne (4404) H Tappesteder (varme, 4404) E Varme rør (4404) I Typiske steder med rouge 28

Rouge, erfaringer Opstår altid i varme systemer. Rouge kan fint opstå, selvom vandet er R/O eller dobbelt ionbyttet. Rouge skyldes en ultrasvag generel korrosion af selve stålet. Alkaliske tanke (lud-) særligt hård ramt; rougen hér er tykkere og sværere at fjerne. Rouge, CQJ-eksperiment 1996-97 Rouge er jernoxider/-hydroxider Rouge opstår især i tofaseområdet: gasfase plus væske.. Rouge kan opstå uden fødevand. Det er ikke dér, vi har problemet! Rouge migrerer stort set ikke (Teflon). Det opstår og udfælder dér, det opstår. Jo højere stållegering (højere PREN), jo mindre rouge. 4539 og 4462 giver mindre rouge end 4404, som igen er bedre end 4307. 29

Rouge, mekanisme model CQJ Fe 2+ Cr 3+ Fe + Cr-oxider Lidt O 2 : Fe 2+ Fe 3+ Fe 3+ + 3 OH - Fe(OH) 3 K sp (Fe(OH 2 ) = 4,87 10-17 K sp (Fe(OH 3 ) = 2,79 10-39 ph 7: K sp (Fe(OH 3 ) = 2,79 10-39 ; [Fe 3+ ] < 2,79 10-18 M Fjernelse af rouge Rouge er et tyndt lag jernoxider. Ingen huller i stålet. Rouge kan slibes bort, men dette efterlader en grov og korrosionsfølsom overflade. Kan absolut ikke anbefales. Kemiske metoder mere nænsomme og giver en bedre overflade. Bejdsning (pasta-) er effektiv, men kræver giftattest og giver en let ru overflade. EPDM-pakninger kan ikke lide stærk salpetersyre. Dekontaminering bedst; 5-10 % citronsyre + 5-10 % fosforsyre (kalkfjerner!) er en særdeles effektiv kombination. Temp. op til 95 ºC, tiden op til at par dage! Dekontamineringssyre fås som pastaprodukt. Tillader behandling af lodrette flader. Steel-Tech Overfladerens (www.steel-tech.dk). 30

Fjernelse af rouge Rørprøver af 4404 efter tre timers behandling med citronsyrefosforsyre v. 75 C. Ruhedsmålinger viste, at overfladetopografien ikke har ændret sig under processen. Bøger om rustfrit stål 1991 1992 1994 1994 1995 2011 2014 2011 2016 31

Info / www.damstahl.dk Kontaktadresser Damstahl a/s Danmarksvej 28; 8660 Skanderborg, Danmark www.damstahl.dk (+45) 8794 4000 Teknisk support / inspektion Claus Qvist Jessen (kemiingeniør, PhD, rustfri nørd) cqj@damstahl.com (+45) 8794 4045 (+45) 2126 8202 Erik-Ole Jensen (maskiningeniør, svejsning, inspektion) eoj@damstahl.com (+45) 8794 4049 (+45) 2112 9236 32