Kemisk overfladebehandling
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 korrosionsbestandigheden 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 korrosions- bestandighed, skal disse anløbninger fjernes. Dette gøres bedst og billigst ved en bejdsning.
Bejdsning af rustfrit stål
Langt den vigtigste, kemiske overfladebehandling af rustfrit stål er en bejdsning. Selve bejdsebadet består typisk af 10-20 % salpetersyre (HNO3) 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 ikke anbefales.
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.
Den dominerende ulempe ved en bejdsning er, at der er tale om en egentlig 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 Ra) på 0,6 µm.
Ydermere kan variationer i overfladeruheden få emnet til at se mindre homogent ud, hvilket dog mest har kosmetisk betydning.
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.
Bemærk, at de lavest legerede ferritiske ståltyper (f.eks. 4003 og 4512) ikke er egnede til bejdsning, og ej heller svovllegeret automatstål (4305) eller martensitisk knivstål kan bejdses. De højere legerede ferritter som 4509 og 4521 kan bejdses, men man bør bruge en mildere og mindre aggressiv bejdse end for de tilsvarende austenitter.
Bemærk endvidere, at brugen af flussyre i Danmark fordrer en giftattest (fås på politistationer).
Passivering af rustfrit stål
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 (HNO3), og procestiden er normalt en time. Svovllegeret automatstål (4305) og lavtlegeret, ferritisk stål kan kun passiveres i dikromat-inhiberet salpetersyre.
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, 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 af rustfrit stål
”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 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, citronsyre, salpetersyre, 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.
Jernafsmitninger er et specielt 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.
Elektropolering af rustfrit stål
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 (se billede i Kapitel 6). El-polering kan teoretisk set også opløse anløbninger, men gør det langt fra altid, hvorfor det anbefales 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. 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 rettesteder. 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. rengøringsvenligheden og den minimale risiko for mikrobielle vækster.
Vores bøger
Damstahl har som den eneste, danske stålgrossist sat viden og lærdom i højsædet og ser det som en opgave at videregive alle guldkornene til vore mange, interesserede kunder. Dette sker dels som seminarer og konsulentopgaver og dels i form af bøger. Faktisk er det gennem årene blevet til ikke mindre end fire lærebøger om rustfrit stål.
Interesseret i at lære mere?
Typer af rustfrit stål
Der findes fem forskellige typer – eller kvaliteter – af rustfrit stål, som alle har fantastiske egenskaber til en lang række formål.
Legeringselementer
Legeringselementerne i det rustfri stål har en afgørende betydning for blandt andet stålets korrosionsbestandighed.
Korrosion af rustfrit stål
Rustfrit stål er kun betinget rustfrit. Der kan opstå forskellige typer af korrosion i stålet, som oftest kan hindres helt eller bekæmpes.
Bearbejdning af rustfrit stål
Rustfrit stål bliver sjældent anvendt uden udførelsen af en form for bearbejdning såsom svejsning eller slibning.
THREE-TIME WINNER OF E-COMMERCE AWARD 2023
