Undgå katastroferne – håndter stålet rigtigt!
Claus Quist Jessen fra Damstahl holdt på HI 09 oplæg om rustfrit ståls korrosionsforhold, og hvordan man undgår en svækkelse heraf. Redaktionen giver hermed læren videre til de, som ikke havde mulighed for at kigge forbi fagkonferencen i Herning.
- Som udgangspunkt er alt stål ”perfekt”, når det forlader levrandøren. Men i det øjeblik stålet forlader stålværket er der utallige processer, der er med til at svække korrosionsbestandigheden, fortæller Damstahls kemiingeniør Claus Quist Jessen og fortsætter:
- Det gælder al håndtering og bearbejdning af stålet, fortsætter han og skitserer de typiske korrosionsformer op.
Typiske korrosionsformer
- Generel korrosion/syrekorrosion: Er en korrosionsform, der ofte ses i stærkt sure eller akaliske medier. Er kendetegnet ved at hele overfladen korroderer. Materialetabet udtrykt i gram pr. kvadratmeter er stort, mens hastigheden for gennemtæring ofte er langsom.
- Grubetæring:Skyldes en lokal nedbrydning af det beskyttende oxidlag.
- Spaltekorrosion: Finder sted i spalter, porer eller andre steder, hvor der er ringe eller slet ingen væskeudskiftning.
- Spændingskorrosion: En korrosionsform, der giver udslag i lokale revnedannelser og ekstremt hurtigt gennemtærer selv tykke emner. Korrosionsformen sker typisk de steder, hvor metallet er blevet hevet i, og opstår dermed typisk ved mekanisk bearbejdning som svejsning, smedning, slibning mm.
- Intekrystallinsk korrosion: Dette er en korrosionsform, der skyldes dannelser af kromkarbider i stålets korngrænser. Risikoen for denne korrosionsform stiger voldsomt med stålets indhold af kulstof, hvorfor man vidt muligt bør vælge lavkulstofstål. Interkrystallinsk korrosion er dog et ret sjældent fænomen.
Og hvordan undgår man så disse korrosionssvækkelser? Damstahls ekspert uddybede på konferencen, hvordan de forskellige bearbejdningsformer virker ind på stålets egenskaber.
Bearbejdning af stål – korrosionsmæssige konsekvenser
- Svejsning: Svejsning er et af de alvorligste indgreb, set ud fra et korrosionsmæssigt synspunkt. Stålet udsættes for kraftig varmepåvirkning, der indebærer tre potentielle farer: sensibilitering, anløbninger og indre trækspændinger. Man kan ofte minimere skaderne ved at anvende et ”overlegeret" tilsatsmateriale. Korrosionsrisikoen er primært spaltekorrosion. Anløbninger opstår typisk på overfladen af stålet ved siden af svejsesømmen og udgør en alvorlig korrosionsmæssig svækkelse af stålet. Det mest optimale er derfor at svejse under helt iltfrie betingelser, hvilket betyder anvendelse af en ekstrem mængde beskyttelsesgas. En efterfølgende kemisk behandling er velegnet til at stoppe korrosionssvækkelsen.
- Klipning, savning og andre skæremetoder: Varmepåvirkning af stålet er generelt de farligste processer, da varmepartikler kan brænde sig fast i overfladen og give anledning til spalter og anløbninger, hvilket er en yderst uheldig kombination, der kan føre til en stærkt reduceret korrosionsbestandighed. Problemet minimeres ved at foretage en afsluttende bejdsning.
- Børstning, blæsning, slibning og spåntagende bearbejdning: Mekanisk bearbejdning påvirker overfladeruheden, hvilket ligeledes påvirker stålets korrosionsbestandighed. En meget grov overflade har således en målbart lavere korrosionsbestandighed end en glat. Ud fra et korrosionsmæssigt synspunkt er det en fordel ikke at foretage nogen mekanisk overfladebehandling overhovedet. En afsluttende effektiv kemisk overfladebehandling kan dog ligesom i de ovenstående tilfælde minimere skaderne.
- Håndtering og transport: Jernafsmitninger er et af de største problemer uder transport, hvilket kan opstå ved, at virksomhedens bukkeværktøj, gaffeltruck eller lastvogn også har været anvendt til transport af sort stål. Afsmitning lægger sig ikke blot på overfladen, men korrosionen af jernpartiklerne fortsætter ned i det rustfrie stål og medfører således korrosion dér. Jernafsmitninger kan fjernes kemisk, men det er mindst lige så effektivt at forebygge problemet ved at anvende værktøj og transportmateriel, der udelukkende bruges til rustfrit stål.
En svækkelse af stålets naturlige korrosionsbestandighed reetableres gennem kemisk overfladebehandling, som oftest også er den billigste løsning, pointerer Claus Quist Jessen.
Kemisk overfladebehandling
- Bejdsning: Et bejdsebad anses som den vigtigste kemiske overfladebehandling af rustfrit stål. Ved stuetemperatur er bejdsetiden normalt på mellem 30 min. og flere timer afhængig af graden aff anløbninger,der skal fjernes samt koncentrationen af metalforureninger. Efter et bejdsebad har man igen et rent stykke rustfrit stål uden nogen korrosionsmæssige svækkelser. En ulempe ved bedsning er dog, at stålet efterfølgende får en større ruhed.
- Passivering: Ved passivering styrkes stålets naturlige, beskyttende oxidfilm og tilmed opløses blotlagte indeslutninger og andre korrosionsmæssige svækkelser.
- Dekontaminering: Denne proces afgifter stålet, hvilket vil sige, at alle urenheder fjernes. Men selve stålet påvirkes ikke, hvorfor metoden ikke er egnet til eks. at fjerne anløbninger. Jernafsmitning er dog et problem, som ofte kan klares ved dekontaminering.
- Elektropolering: Denne overfladeproces kræver en ydre strømkilde. Badet er typisk en stærk blanding af svovlsyre og fosforsyre, og temperaturen ligger oftest over de 50 grader. Processen bevirker, at en del af stålet opløses, og der foregår således en langsom nivellering, hvormed overfladeruheden falder og overfladen bliver blankere. Claus Quist Jessen anbefaler, at man altid foretager en bejdsning før elektropoleringen. Elektropolering er tilmed den eneste proces, der er i stand til at øge korrosionsbestandigheden. Ulempen ved denne overfladebehandling er dog prisen, da det er en forholdsvis dyr proces på grund af udstyret.
Fagkonferencen blev afholdt i samarbejde med B. Rustfrit Stål A/S og Dahmstahl.
Kilde: Damstahl