Kemisk overfladebehandling af rustfrit stål



Relaterede dokumenter
Kemisk overfladebehandling af rustfrit stål

Kemisk overfladebehandling af rustfrit stål

Atmosfærisk korrosion af rustfrit stål Korrosionsforhold? Hvilke rustfri ståltyper kan anvendes hvor?

Rustfrit stål og Rouge i Sterilcentraler

Bearbejdning af rustfrit stål

Korrosion af rustfrit stål. Korrosionsformer, legeringselementer og miljøforhold. Damstahl - a member of the NEUMO Ehrenberg-Group

Rustfrit stål. Ferrit vs. austenit. Ni = 0 % Ni > 8 % Austenitisk: C Tyggegummistål. Martensitisk: Duplex (F/A): C Tofaset < 0,03 Ferrit-Austenit

Claus Qvist Jessen: Rustfrit stål; overflader til food/pharma DTU d. 26. august 2015

Rustfrit stål i husholdningen

Lavkulstof, titanstabiliseret og normalt, rustfrit stål

Korrosion af rustfrit stål

Hvad er rustfrit? i 1. Rustfrit stål

Ferritisk, rustfrit stål

Hygiejnisk design og mikrobiologi, med fokus på korrosion af metaloverflader

Ferritisk, rustfrit stål

Facts om: Bejdsning af rust- og syrefaststål

Ferritisk, rustfrit stål. Korrosionsforhold og mekaniske forhold muligheder og begrænsninger.

Rustfrie stål. af Carsten Jensen Afdelingen for Korrosion og Metallurgi FORCE Technology. CSJ / rev. 01

Sur-Tech A/S Surface Technology

Videreuddannelse indenfor rustfrit stål Hvem, hvad, hvor, hvorfor og hvordan?

Materialer og korrosion - offshore

Hvad er forskellen på EN og EN ?

Rustfrit stål og korrosion. Claus Qvist Jessen

Hvilken betydning har legeringselementerne i stål, og hvordan kan legeringssammensætningen bestemmes?

Temadag om vandbehandling og korrosion

Måling af ledningsevne. I rent og ultrarent vand

VEJLEDNING TIL VALG AF OVERFLADER

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

Info om overfladebehandling

System information. PercoTop. Metalliske materialer og deres forbehandling inden lakering Del 2.

Typiske skader på rustfrie materialer

Damstahl - a memeber of the NEUMO-Ehrenberg-Group

Definition af base (Brøndsted): En base er et molekyle eller en jon, der kan optage en hydron. En hydron er en H +

Torben Rosenørn. Aalborg Universitet. Campus Esbjerg

DANSK FJERNVARME. Glykol systemer korrosion m.m.

Korrosion i praksis. Troels Mathiesen. Afdelingen for Korrosion og Metallurgi trm@force.dk

SVEJSEKONFERENCE - VINGSTED 26. JUNI

LYMA KEMITEKNIK SPECIALISTER INDEN FOR KORROSIV FLOWTEKNIK TEKNIK

SYRER OG BASER GENERISK CASE

Damstahl - a memeber of the NEUMO-Ehrenberg-Group. Svejste rør

Rustfrit stål og korrosion. Claus Qvist Jessen

Lader du ozon angribe dit helbred?

RENGØRING & VEDLIGEHOLDELSESVEJLEDNING

Korrosion og materialevalg mulige årsager til injektionsproblemer

Sapa Overfladebehandling. Anodisering og pulverlakering

De bedste løsninger i miljøer med fare for korrosion

Det sure, det salte, det basiske Ny Prisma Fysik og kemi 9 - kapitel 1 Skole: Navn: Klasse:

2010 ProdUktovErsigt

Fødevarekontaktmaterialer (FKM) af stål Retningslinjer

Nordisk Vattenskadeseminarium 2007 i Ystad

ved sejhærdning af Carsten Jensen FORCE Technology, Afd. for korrosion & Metallurgi

KOMPATIBLE TILSATSMATERIALER

VVS-branchens efteruddannelse Rustfaste ståltyper

Slibning og overfladefinish af

Detektion af fejl og revner i procesudstyr

Et lident skrift til forståelse og oplysning om jernets molekylære LOGIK og skjønhed. Mads Jylov

Forord. Den daglige ledelse varetages i Kolding af afdelingschef Lars Pedersen. Afdelingen tæller i alt 6 medarbejdere.

Askebægre ASKEBÆGRE. Falco tilbyder i sit program for byrumsinventar naturligvis også askebægre. Askebægre

Flere og flere vælger Seem Al information på - dit naturlige valg.. Du stiller krav... Det gør vi også

Måling af ledningsevne: Hvordan og hvad skal man være opmærksom på?

ZINGA Tekniske Data. Fysisk og teknisk information

For øjeblikkelig frigivelse

Metallernes kemi. Præsentation: Niveau: 8. klasse. Varighed: 6 lektioner

Legeringstabel. Ni (%) Si ( %) Ty pe C (%) Mo (%) Cr (%) Ti Andet AISI UNS SS Bemærkninger. Alternativer EN 1.-

Efteruddannelse i Materialeteknologi Kursus R 3. Overfladebehandling. Rustfrit stål, nikkel og titan

Mange USB-stiks er udstyret med en lille datadiode, som lyser når der hentes eller

2013 Produktoversigt

CheckPoint World

Aurum KEMI FOR GYMNASIET 2 KIM RONGSTED KRISTIANSEN GUNNAR CEDERBERG

Efteruddannelse i Materialeteknologi Kursus R 1. Materialekendska b. Rustfrit stål, nikkel & titan

Teknisk information. PercoTop Metalliske materialer og deres forbehandling inden lakering Del 1.

Bronzestøbning efter Cire Perdue metoden.

Armatec sikkerhedsventil LESER

B L A N K. Den lette tagløsning. scandinavien a/s

Isoleret sektion. Skorstenen kan tilføjes kondens-pakning, så løsningen bliver vand- og tryktæt.

ALbee TM. Den moderne flaske som forenkler dit arbejde. Find din nærmeste forhandler eller bestil din ALbee online

System information. Forbehandling af undergrunde til lakering

Nye materialer nye udfordringer. v/ Lars Nøhr-Nielsen, FORCE Technology

AquaCoat. En nyhed i overfladebehandling

Grønbech. Stål & Metaldivisionen Rustfrit program

Vandkvalitet og risiko for korrosion. Leon Buhl Teknologisk Institut

RAPPORT Karakteristik af tangtag nedbrydelighed og kemisk sammensætning

Imron HydroCoat K Waterbased Anticorrosion Coating

Lugter din opvaskemaskine? Er dine glas grimme? Vi giver dig løsningerne på dine problemer i denne guide med tips og tricks til din opvaskemaskine!

Syrer, baser og salte

Korrosion og tilstopning i aftræk fra små gaskedler

Ophængssystem. BIS UltraProtect Til indendørs og udendørs brug. walraven.com

3800S CHROMACLEAR VOC

Reparation af skader i zinkbelægninger

Alcoa Dura-Bright fælge. Flot udseende - nem vedligeholdelse

Kvalitetsordning for mikrobryggerier Good Manufacturing Practice (GMP)

Rustfri armering; En fordel eller bare dyrt! Jens Henriksen

Alt om galvanisk tæring

Monterings- og brugsanvisninger til rustfrie rutsjebaner type DPP og Basic

Valg af stål til varmforzinkning

Monterings- og brugsanvisninger til rustfrie rutsjebaner type DPP og Basic

HS Chromate Free Epoxy Primer Beige

06 River Washed 06 Natursæbe/Natursæbe hvid 07 Lak 07 Reklamation

NBE SOLVARME INDHOLD: 2 Valg af størrelse. 3 Information. 4 Installations tips. 5 Anlægs typer / el tilslutning Styringen. 14 Garanti.

ACO Industrigulvafløb

Transkript:

Kemisk overfladebehandling af rustfrit stål De forskellige processer, virkemåde, fordele og ulemper Damstahl Group: Germany, Denmark, Sweden, Norway, the Netherlands, Slovenia and Finland

Kemisk overfladebehandling af rustfrit stål De forskellige processer, virkemåde, fordele og ulemper Al bearbejdning af rustfrit stål medfører en risiko for svækkelse af stålets naturlige korrosionsbestandighed. Er denne svækkelse større, end materialevalget har taget højde for, skal bestandigheden retableres, hvilket sikrest (og ofte billigst!) sker ved at anvende en kemisk overfladebehandling. Blålige, anløbne svejsninger fra en tank lavet af 4301. Tabet af korrosionsbestandighed i sådanne anløbninger er alvorligt, og for at stålet skal retablere sin gode korrosionsbestandighed, skal disse anløbninger fjernes. Dette gøres bedst og billigst ved en bejdsning. Bejdsning (RS&K, kapitel 12.1) En af de alvorligste skavanker, man kan tilføre det rustfri stål er anløbninger (RS&K, kapitel 10.1.5), og den slags fjernes gerne ad kemisk vej som regel ved en bejdsning. Selve bejdsebadet består typisk af 10-20 % salpetersyre (HNO 3 ) og 1-8 % flussyre (HF). Højtlegeret stål kræver et aggressivt bejdsebad med højt indhold af flussyre, mens normalt, rustfrit stål af 4301- og 4401-klassen bedst bejdses med et relativt lavt indhold af HF. I stedet for flussyre kan man teoretisk set anvende saltsyre (HCl), hvilket dog medfører dels en mere aggressiv bejdse (kongevand!), dels en stor risiko for følgeskader i form af grubetæring. Saltsyreholdige bejdser kan i det hele taget ikke anbefales (se RS&K, kapitel 12.1.2). Ved stuetemperatur er bejdsetiden normalt mellem 30 min. og flere timer afhængig af graden af anløbninger, der skal fjernes (jo mørkere, jo længere tid), og koncentrationen af metalforureninger i badet. Efter bejdsningen har man igen det rene stål uden nogen korrosionsmæssige svækkelser. Anløbningerne er blevet opløst effektivt, og det samme er det afkromede lag nedenunder, så efter en repassivering (sker i almindelig, fugtig luft), har stålet igen fået sin perfekte, korrosionsbestandige overflade. Overfladebehandling af rustfrit stål 1

Den dominerende ulempe ved en bejdsning er, at der er tale om generel korrosion, altså en ætsning. Dette betyder, at overfladeruheden vil stige, især for meget glatte emner, hvilket kan være yderst generende i medicinal- og fødevarebranchen, hvor ruheden skal holdes nede aht. mikroorganismer. Ofte opererer man med en maksimal ruhed (som R a ) på 0,6-0,8 µm. I tillæg til selve forøgelsen af ruheden kan variationer i overfladeruheden få emnet til at se mindre homogent ud, hvilket dog mest har kosmetisk betydning. Overfladeruhedens variation med ståltypen og bejdseprocessen findes i RS&K, kapitel 12.1.5. Bejdset svejsesøm i et emne af 4404. Bemærk, at stålet får et glasblæst udseende. Dette skyldes, at en bejdsning indebærer en ætsning af stålet, hvilket forøger overfladeruheden. Påføringen af bejdsen sker lettest ved at dyppe emnet i bejdsebadet, men er dette ikke muligt, kan man anvende en fortykket bejdsepasta, som kan males på ved hjælp af en pensel. Dette er yderst nyttigt ved f.eks. montagesvejsninger, hvor man ikke ønsker at bejdse hele fabrikken, men blot svejsningerne. Det at kunne bejdse lokalt er i det hele taget den største fordel ved pastabejdsning, men uheldigvis medfører det indtil flere ulemper: Temperaturen. Bejdsen vil altid have emnets temperatur, og det kan medføre meget lange bejdsetider især ved udendørs bejdsning om vinteren. Mængden af syre er begrænset til det tynde lag bejdse. Ingen omrøring = ingen transport af korrosionsprodukter. Alt i alt er en pastabejdse derfor mildere og langsommere end en tilsvarende badbejdse med samme koncentration af HNO 3 og HF. For at kompensere er det normalt, at bejdsepastaer har højere syrestyrke end en tilsvarende badbejdse. Alligevel kan det blive nødvendigt at bejdse to eller flere gange, hvis anløbningerne er meget mørke. Overfladebehandling af rustfrit stål 2

Venstre: Pastabejdsning af en svejsesøm på indersiden af et 4436-rør. Aktuelt er der tale om anden bejdsning, da én ikke var tilstrækkeligt til at fjerne de mørke anløbninger. Højre: Steel-Tech Bejdsegel 122, et salpetersyre-flussyrebaseret produkt, der anvendes til almindelige rustfri og syrefaste stål. Bemærk, at de lavest legerede ferritiske ståltyper (f.eks. 4003 og 4512) ikke er egnede til bejdsning, og ej heller de svovllegerede automatstål (4305) eller de martensitiske knivstål (f.eks. 4021 og 4057) kan bejdses. De højere legerede ferritter som 4509 og 4521 kan bejdses, men man bør bruge en mildere og mindre aggressive bejdse end for de tilsvarende austenitter. Bemærk endvidere, at brugen af flussyre i Danmark fordrer en giftattest (fås i skrivende stund hos Arbejdstilsynet). Passivering (RS&K, kapitel 12.2) En passivering har til formål at styrke stålets naturlige, beskyttende oxidfilm, og i tilgift opløses blotlagte indeslutninger og andre korrosionsmæssige svækkelser. Begge dele gavner korrosionsbestandigheden. Badet er oftest en ren, 18-25 % salpetersyre (HNO 3 ), og procestiden er normalt en time. Svovllegeret automatstål (4305) og lavtlegeret, ferritisk stål kan kun passiveres i dikromat-inhiberet salpetersyre. Se RS&K, kapitel 12.2.1. En stor fordel ved en passivering er, at overfladeruheden ikke påvirkes, og en passivering er derfor fremragende til behandling af f.eks. slebne eller glasblæste overflader. En stor ulempe er til gengæld, Overfladebehandling af rustfrit stål 3

at anløbningerne omkring svejsningerne ikke fjernes. Har man anløbninger, slipper man altså ikke for enten en bejdsning eller en fin slibning efterfulgt af en bejdsning eller en passivering. Dekontaminering (RS&K, kapitel 12.3) Dekontaminering betyder afgiftning, og det er lige præcis, hvad der sker. Alle urenheder fjernes, mens selve det rustfri stål slet ikke påvirkes hverken anløbninger, det afkromede lag eller de frie flader. En dekontaminering er en slags avanceret opvask og påvirker hverken stålets overfladeruhed eller de almindeligste gummi- og plasticmaterialer, hvilket, hvilket gør processen særligt egnet til rensning af medicinsk udstyr eller andet, hvor en bejdsning eller passivering ikke kan anvendes, enten af hensyn til stålet selv eller sårbare pakninger. De fleste kunststoffer har det skidt med salpetersyre og andre sure oxidanter. En dekontaminering foretages typisk med en 2-10 % opløsning af en halvsvag syre (fosforsyre, salpetersyre, citronsyre, myresyre, oxalsyre o. lign.). Temperaturen kan være 20-90 ºC og procestiden op til mange timer, hvis det er noget mere genstridigt, der skal fjernes. At fjerne jernoxider er ofte bade lettere og mindre risikabelt ved brug af en dekontaminering I stedet for den traditionelle bejdsning. Især en mix af citronsyre og fosforsyre har vist sig nyttig, og selvom man ofte kører ved meget høj temperatur, påvirkes overfladeruheden af stålet ikke. Billedet viser rouge i en autoklave. Jernafsmitninger er et specielt og meget genstridigt problem, som ofte kan klares med en dekontaminering. Rust (jernoxider og hydroxider) er kun langsomt opløseligt i salpetersyre, men langt bedre i en varm blanding af citronsyre og fosforsyre. Metallisk jern derimod opløses bedre i salpetersyre. For fjernelse af rouge i farmasystemer (f.eks. WFI) se RS&K, kapitel 12.3.2. Overfladebehandling af rustfrit stål 4

Elektropolering (RS&K, kapitel 12.4) Elektropolering (el-polering) er den eneste overfladeproces, der kræver en ydre strømkilde. Badet er typisk en stærk blanding af svovlsyre og fosforsyre, temperaturen er oftest over 50 ºC, og selve emnet kobles anodisk ved hjælp af en ensretter. Under selve processen opløses en del af stålet, og da opløsningen primært sker fra toppen af overfladens mikroruheder, vil processen give en langsom nivellering, og overfladeruheden falder, hvilket igen medfører, at overfladen bliver blankere. Dette ses ved, at både R a og R z falder drastisk med poleringstiden (se RS&K, kapitel 12.4.1). El-polering kan teoretisk set også opløse anløbninger, men gør det langt fra altid. Er der anløbninger, der skal fjernes, er det sikrere at foretage en bejdsning før elektropoleringen. Udover at producere en smuk blank overflade vil en elektropolering øge korrosionsbestandigheden af stålet. Faktisk er elektropolering den eneste proces, der er i stand til at hæve korrosionsbestandigheden væsentligt sammenholdt med en normal 2b-overflade, hvilket skyldes den lave overfladeruhed, der gør overfladen meget uegnet til at opsamle klorid og andre forureninger. Især over vandlinjen gør den fine ruhed, at salte og andre korrosive sager ikke så let kan blive siddende på stålet, og der kendes eksempler på, at elektropoleret 4301 klarer sig lige så godt som 4401, 2b. Ulempen ved el-polering er især prisen. Det er en kompliceret og dyr proces, dels pga. udstyret, dels pga. besværet med at montere katoderne de rette steder. El-polering er derfor en proces, der næsten udelukkende anvendes til særligt kritisk udstyr i f.eks. medicinalbranchen, hvor man netop ønsker den lave ruhed aht. rengøringsvenlighed og en minimal risiko for mikrobielle vækster. Overfladebehandling af rustfrit stål 5

Kemisk overfladebehandling af rustfrit stål, oversigt: Øverste tabel viser de omtrentlige data for brug af de forskellige overfladeprocesser, mens nederste tabel viser, hvilke grupper af rustfri stål, der er egnede til hvilke processer. Begge tabeller er yderst vejledende og uden garantier. Bad Temp. Tid Anløbninger Cr-oxider Ruhed Bejdsning 10-20 % HNO 3 + 1-5 % HF 10-30 C 1 12 t. Fjernes Fjernes Stiger Passivering 18-25 % HNO 3 20-50 30 60 min. Nul effekt Styrkes Status quo Dekont. 2-10 % svage syrer 20-90 1 48 t. Nul effekt Nul effekt Status quo El-polering 60-70 % H 2 SO 4 + H 3 PO 4 50-70 2-20 min. Nogen effekt (Fjernes) Falder Austenitisk (4301, 4401 m.fl.) 4539, SMO, duplex, o. lign. Automat-stål (4305) Ferritisk (4509 og bedre) Lavtlegeret ferrit (4003, 4512 m.fl.) Martensit Bejdsning OK Højt HF anbefales Lavt HF nødvendig Passivering OK OK Kromatinhiberet (2%) OK Kromatinhiberet (2%) Kromatinhiberet (2%) Dekontam. OK OK (OK) OK (OK) (OK) El-polering OK OK Mindre gode end austenit Alle kapitelhenvisninger er til bogen Rustfrit Stål og Korrosion (Claus Qvist Jessen, Damstahl, april 2011). Bogen bestilles lettest via. Overfladebehandling af rustfrit stål 6