Kemiallinen pintakäsittely
Kaikkiin ruostumattoman teräksen viimeistelyihin sisältyy riski teräksen luonnollisen korroosionkestävyyden heikentymisestä. Jos kestävyys heikkenee enemmän kuin valittu materiaali kestää, korroosionkestävyys on määritettävä uudelleen, mikä tehdään turvallisimmalla (ja edullisimmalla!) tavalla käyttämällä kemiallista pintakäsittelyä. Sinertävä, tummunut hitsaus 4301-lajista valmistetussa säiliössä. Vastaavassa tummumisessa korroosionkestävyys on heikentynyt huomattavasti ja korroosionkestävyyden palauttaminen edellyttää näiden tummentumien poistamista. Tämä tehdään parhaalla ja edullisimmalla tavalla peittaamalla.
Ruostumattoman teräksen peittaus
Peittaus on ehdottomasti ruostumattoman teräksen tärkein kemiallinen pintakäsittely. Peittauskylpy sisältää yleensä 10–20 % typpihappoa (HNO3) ja 1–8 % fluorivetyhappoa (HF). Runsaasti seostettu teräs vaatii aggressiivisen peittauskylvyn, joka sisältää runsaasti fluorivetyhappoa, kun taas seosten 4301 ja 4404 "normaali" ruostumaton teräs peitataan tehokkaimmin suhteellisen suurella fluoriverypitoisuudella. Suolahappo (HCI) voi teoriassa korvata fluorivetyhapon. Tämä johtaa kuitenkin osittain aggressiivisempaan peittaukseen (aqua regia!) ja osittain suurempaan välillisten vaurioiden riskiin pistekorroosiona. Suolahappoa sisältävää peittausta ei suositella.
Huoneenlämmössä peittausaika on yleensä 30 minuutista useisiin tunteihin poistettavan karkaisuasteen (mitä tummempi, sitä pidempi aika) ja kylvyssä olevien metallisaasteiden pitoisuuden mukaan. Peittauksen jälkeen teräs on puhdasta eikä siinä ole minkäänlaista korroosioon pohjautuvaa heikentymistä.
Peittauksen suurin haittapuoli on, että kyseessä on etsaus. Tämä tarkoittaa, että teräksen pinnan karkeus kasvaa erityisesti silloin, kun käsiteltävänä on erittäin sileä pinta, mikä voi olla erittäin hankalaa lääke- ja elintarviketeollisuudessa. Näillä aloilla karkeutta tarvitaan mikro-organismien vuoksi. Usein suurin karkeus (Ra) on 0,6 µm.
Lisäksi pinnan karkeuden vaihtelut voivat tehdä kohteesta vähemmän yhtenäisen, mikä on kuitenkin enimmäkseen kosmeettista.
Peitattu hitsaussauma 4404-seoksesta valmistetussa kohteessa. Huomaa, että teräs näyttää himmeältä. Tämä johtuu siitä, että peittaukseen liittyy teräksen etsausta, mikä lisää pinnan karkeutta.
Peittaus tapahtuu helpoimmin kastamalla kohde peittauskylpyyn. Jos tämä ei ole mahdollista, voit levittää paksua peittaustahnaa, joka voidaan "maalata" kohteeseen siveltimellä. Tästä on runsaasti hyötyä esimerkiksi kenttähitsauksessa, jossa ei haluta peitata koko järjestelmää vaan ainoastaan hitsaus.
Huomaa, että vähiten seostetut ferriittiset teräslajit (esim. 4003 ja 4512) eivät sovellu peittaukseen. Rikkiseosteista koneistusterästä tai martensiittista veitsiterästä ei voida peitata. Korkeaseosteiset ferriittiset seokset, kuten 4509 ja 4521, voidaan peitata, mutta vastaaviin austeniittisiin seoksiin verrattuna peittaus on tehtävä miedommalla ja vähemmän aggressiivisella tavalla.
Huomaa myös, että fluorivetyhapon käyttö Tanskassa edellyttää myrkyllisyystodistusta (myönnetään poliisiasemalla).
Ruostumattoman teräksen passivointi
Passivoinnin tarkoitus on parantaa luonnostaan suojaavaa oksidikalvoa, lisäetuna se häivyttää paljastuneet sulkeumat ja korroosioon perustuvat virheet. Molemmat parantavat teräksen korroosionkestävyyttä.
Kylpy on usein puhdas ja koostuu 18–25 % typpihaposta. Käsittelyaika on yleensä tunti. Rikkiseosteinen työstöteräs (4305) ja niukkaseosteinen ferriittinen teräs voidaan passivoida vain dikromaattia estävässä typpihapossa.
Passivoinnin merkittävä etu on, ettei se vaikuta pinnan karkeuteen. Passivoituminen sopii siksi hyvin esimerkiksi kiillotetuille tai lasipuhalletuille pinnoille. Suuri haitta on kuitenkin se, ettei hitsausta ympäröivää karkaisua voi poistaa. Jos karkaisu on ilmeistä, on suoritettava peittaus tai hienokiillotus ja sen jälkeen peittaus tai passivointi.
Ruostumattoman teräksen dekontaminointi
Dekontaminointi tarkoittaa myrkynpoistoa - ja käytännössä se on juuri sitä. Kaikki epäpuhtaudet poistetaan, vaikka itse teräs ei muutu lainkaan - ei karkaisua, kromiköyhää kerrosta eikä vapaita pintoja. Dekontaminointi on yksi edistyksellisen puhdistuksen muoto. Se ei vaikuta teräksen pinnan karkeuteen tai tavallisimpiin kumi- ja muovimateriaaleihin, minkä ansiosta prosessi sopii erityisen hyvin lääkinnällisten laitteiden puhdistamiseen tai muihin kohteisiin, joissa peittaus tai passivointi ei sovellu varsinaisen teräksen tai herkkien pakkausten vuoksi. Useimmat synteettiset materiaalit eivät sovi käytettäviksi typpihapon tai muiden happo-oksidanttien kanssa.
Dekontaminointi suoritetaan tyypillisesti 2–10 %:n liuoksella, joka koostuu puolimiedosta haposta (fosforihappo, sitruunahappo, typpihappo, muurahaishappo, oksaalihappo jne.). Lämpötila voi olla 20–90 °C ja käsittelyaika jopa useita tunteja, jos on tarpeen poistaa jotakin vaikeasti hajoavaa.
Rautajäämät ovat erityinen ongelma, joka voidaan usein ratkaista dekontaminoinnilla. Ruoste (rautaoksidi ja hydroksidit) liukenee hitaasti typpihappoon, mutta hajoaa paljon paremmin lämpimässä sitruunahapon ja fosforihapon seoksessa. Metallirauta kuitenkin hajoaa paremmin typpihappoon.
Ruostumattoman teräksen sähkökiillotus
Sähkökiillotus on ainoa pintaprosessi, joka vaatii ulkoisen virtalähteen. Kylpy on tyypillisesti vahvaa rikkihapon ja fosforihapon seosta, lämpötila on usein yli 50 °C ja kohde yhdistetään anodisesti tasasuuntaajalla.
Prosessin aikana osa teräksestä hajoaa, ja koska liukeneminen tapahtuu ensisijaisesti pinnan mikrokarheuden päällä, tasoitus tapahtuu hitaasti. Lisäksi pinnan karkeus vähenee, mikä taas saa pinnan kiiltämään (ks. kuva luvussa 6). Sähkökiillotus voi teoriassa liuottaa myös karkaisun, mutta todellisuudessa se on harvinaista, minkä vuoksi peittaus on suositeltavaa suorittaa ennen sähkökiillotusta.
Kauniin ja kiiltävän pinnan lisäksi sähkökiillotus parantaa teräksen korroosionkestävyyttä. Sähkökiillotus on itse asiassa ainoa prosessi, joka voi parantaa korroosionkestävyyttä huomattavasti normaaliin 2b-pintaan verrattuna. Pinnan alhaisen karkeuden vuoksi kloridi ja muut epäpuhtaudet eivät keräänny pintaan helposti. Vesilinjan yläpuolella hieno karkeus edellyttää, etteivät suolat ja muut korroosiota aiheuttavat aineet tartu teräkseen helposti. Joissakin tapauksissa sähkökiillotettu 4301 suoriutuu yhtä hyvin kuin 4401, 2b.
Sähkökiillotuksen haittana on sen korkea hinta. Prosessi on monimutkainen ja kallis osittain, koska katodien asentaminen oikeisiin paikkoihin on vaikeaa. Sähkökiillotusta käytetään siksi lähes yksinomaan erityisen kriittisiin laitteisiin esimerkiksi lääketeollisuudessa. Lääketeollisuus edellyttää hienon teräksen karkeuden helppoa puhdistusta ja minimaalista mikrobien kasvuvaaraa varten.
THREE-TIME WINNER OF E-COMMERCE AWARD 2023
