Nerūdijančio plieno apdirbimas
Tik nedaugelis naudoja nerūdijantį plieną jo neapdorodami. Plienas gali būti pjaustomas, lankstomas, virinamas, poliruojamas ar veikiamas kitu mechaniniu būdu. Deja, tai turi įtakos plieno atsparumui korozijai. Nerūdijantis plienas yra tik sąlyginai nerūdijantis, o atsparumas korozijai priklauso nuo plieno apdorojimo. Pradžioje, iš tiekėjo gautas plienas yra „idealus“. Kai jis palieka plieno gamyklą, jis turi didžiausią atsparumą korozijai, o didžioji dauguma mechaninių procesų, kurie gali paveikti plieną, mažina jo atsparumą korozijai. Todėl visas nerūdijančio plieno apdorojimas ir tvarkymas turi būti atliekami taip, kad šie silpninantys veiksniai būtų kuo labiau neutralizuoti. Jei tai nėra įmanoma, po procesų turi būti atliktas atitinkamas cheminis apdorojimas.
Nerūdijančio plieno suvirinimas
Kalbant apie koroziją, vienas labiausiai kenkiančių „veiksnių“ yra suvirinimas. Be naujos fazės (suvirinimo metalo) įvedimo, plienas taip pat yra veikiamas stipraus karščio, kuris apima mažiausiai tris galimus pavojus: įjautrinimą, grūdinimą ir vidinį tempimą.
Šią korozijos riziką, tiesiogiai susijusią su pačiu suvirinamu metalu, dažnai bandoma sumažinti naudojant „over-alloyed” užpildą. Tačiau, taip sunkiau užtikrinti, kad sistemoje nebūtų įtrūkimų. Taip gali atsirasti duobių, susitraukimo skylių, įvykti nepakankamas susiliejimas, perdegimas ir kt., o korozijos rizika pirmiausia pasireiškia korozija plyšiuose.
Taisyklė yra ta, kad plyšinės korozijos tikimybė atsiranda esant 20–25 °C žemesnei temperatūrai nei kritinė taškinė temperatūra (CPT) – temperatūra, kurią viršijus atsiranda taškinės korozijos tikimybė. Sprendimas yra arba visiškai užkirsti kelią panardinamiems įtrūkimams (= sustiprinta kontrolė), arba pasirinkti geresnės kokybės plieną, kurio atsparumo įdubimams ekvivalentas (PREN) yra didesnis, todėl uždengimo saugumas taip pat yra didesnis (pvz., 4404 vietoj 4301).
Pažymėtas pjūvis per suvirinimo siūlę. A: Pagrindo plienas; B: Suvirinimo siūlė; C Natūralaus oksido plėvelė; D: Grūdinimas; E: dechromuoti sluoksniai (po grūdinimo); F: Karščio paveikta zona (HAZ); G: Duobės, susitraukimo skylės, nepakankamas susiliejimas ir kt.
Plieno kaitinimas iki 500–850 °C temperatūros (neišvengiamas neigiamas poveikis, pvz., suvirinimo proceso metu), sukelia kenksmingų chromo karbidų susidarymo (= įjautrinimo) riziką. Tai įvyksta ne tikroje suvirinimo siūlėje, o netoliese esančioje karščio paveiktoje zonoje („Karščio paveikta zona“ = HAZ), o didžiausia problema kyla suvirinant, kai medžiagos storis yra didelis. Praktikoje, efektyviausias pasipriešinimas įvyksta naudojant mažai anglies turintį plieną (pvz., 4306, 4307 arba 4404) arba titanu sutvirtintas plieno rūšis (4541 arba 4571).
Susijęs reiškinys yra kenksmingų intermetalinių fazių susidarymas (pvz., „sigma“ (Cr-Fe) arba „ksi“ (Cr-Mo)), su kuriomis ypač dažnai galima susidurti virinant itin legiruotą „super duplex“ klasių plieną (pvz., 4410, duplex 2507, Zeron 100) arba itin legiruoto feritinio plieno rūšys (pvz., 4509, 4526 ir 4521).
Lygiai taip pat žalingas yra melsvas ar gelsvas grūdinimas, kuris susidaro plieno paviršiuje šalia suvirinimo siūlės. Šie grūdinimo atvejai yra stipriai sutirštėję chromo ir geležies oksidai, kuriuos sukelia šilta tikrojo nerūdijančio plieno paviršiaus oksidacija. Praktikoje, tokia oksidacija lemia kritinį plieno susilpnėjimą korozijos atžvilgiu. Jei norite, kad jūsų plienas atitiktų visas galimybes, turite užtikrinti, kad visas suvirinimas būtų atliktas pilnai deoksiduotomis sąlygomis, dėl kurių reikia naudoti labai daug apsauginių dujų (žr. FORCE „Referenceatlas“).
Ekonomiškesnė ir dažnai greitesnė alternatyva yra toleruoti tam tikrą mėlynos spalvos dažymą ir vėliau vėl pašalinti grūdinimą naudojant beicavimą arba naudojant poliravimo ir cheminės apdailos derinį (marinavimą arba pasyvavimą). Stiklo pūtimas nėra tinkamas metodas, nes tiek grūdintas, tiek dechromuotas sluoksniai bus iškelti į paviršių, o ne pašalinti. Tai yra atliekama beicuojant, prieš stiklo pūtimą.
Galiausiai, bet koks suvirinimo procesas, kaip ir bet koks kitas mechaninio apdorojimo būdas, sukelia vidinio tempimo susidarymą ir padidina įtampos korozijos riziką. Nieko negalima padaryti, kad to būtų išvengta, išskyrus tai, kad su problema susiduriama jau projektavimo etape ir pasirenkamas plienas, kuris yra daugiausia atsparus įtampos korozijai numatytomis eksploatavimo sąlygomis. Nepatartina kovoti su įtampos korozija darant prielaidą, kad galutinis produktas neturi jokios tempimo įtampos...
Suvirinimo būdai ir vamzdžių šildymas
HF – aukšto dažnio suvirinimas
HF metodas naudojamas gaminant vamzdžius statybiniams tikslams, taip pat gaminant automobilių išmetamąsias sistemas. Šiose taikymo srityse HF metodas yra palankesnis dėl ekonomiškai efektyvios našumo naudos. Kita vertus, nedidelė suvirinimo siūlė, pagaminta naudojant HF (žr. 3 nuotrauką - x50), ne visada yra optimali, atsižvelgiant į funkciją, atsparumą slėgiui ir atsparumą korozijai dėl to, kad juostos kraštai nėra sulydyti, o ant suvirinimo kraštų susidaro oksidas.
Kaitinimas šviesa
Kaitinimas šviesa atliekamas krosnyje, užpildytoje vandeniliu (H2), esant 1040 °C ir 1100 °C temperatūrai, po ko seka greitas vėsinimas. Vandenilis NĖRA oksiduojanti medžiaga. Dėl to, paviršiaus oksidacija nesusidaro, o po kaitinimo šviesa, beicuoti nebereikia.
Pagrindinis šio sprendimo privalumas – be tuščio ir lygaus paviršiaus, kuris palengvina tolesnę vamzdžių apdailą, – padidintas medžiagos atsparumas korozijai.
Toks paruošimas, kuris atliekamas paskutiniame gamybos proceso etape, užtikrina gerą galimų karbidų, susidarančių grūdelių ribose, sprendimą, dėl kurio gaunama austenitinė matrica be defektų. Tai leidžia išvengti žalingo tarpgranulinės korozijos reiškinio (sieros ir chloro buvimas suvirinimo metu dėl aukštos temperatūros).
Austenitinė struktūra, kuri pasiekiama atliekant betinklį kaitinimą šviesa, yra vienalytė ir įprasto grūdelių dydžio (matmenys svyruoja nuo 6 iki 8 ASTM); dėl šios tempimo savybės – ypač gebėjimo pailgėti – padidėja plastiškumas ir sumažėja liekamoji įtampa.
Šią medžiagos savybę itin vertina kiekvienas galutinis vartotojas, atliekantis tolesnį vamzdžių apdirbimą, pavyzdžiui, lenkimą ir liejimą.
Vamzdžiai, nekaitinti – beicuoti
Suvirinti vamzdžiai gali būti pristatomi su nekaitinta apdaila. Šiam gaminiui taikomas tas pats gamybos procesas, išskyrus terminį apdorojimą. Vietoje to, vamzdžiai siunčiami cheminiam apdorojimui beicuojant. Beicavimo vonia susideda iš sieros rūgšties ir fluoro rūgšties.
Šis procesas gali – tiek išoriniame, tiek vidiniame paviršiuje, tiek medžiagos taškuose – pašalinti bet kokius geležies užteršimo požymius, taip pat galimus oksidus, kurie gali atsirasti ant metalo paviršiaus dėl mechaninės apdailos (kontaktiniai volai, poliravimo juostos, pjovimo įranga) ir suvirinimo.
Šlifuoti vamzdžiai
Rinkoje yra prieinami šlifuoti vamzdžiai. Šlifuojamas tik išorinis paviršius, tam, kad būtų išvengta cheminio apdorojimo, susijusio su beicavimu.
Tačiau šie gaminiai turi mažesnį atsparumą korozijai, palyginti su beicuotais vamzdžiais, jei jie yra veikiami veiksnių identiškoje aplinkoje. Tai lemia tiek nuosėdos ant metalinio paviršiaus, kurios buvo užterštos gamybos procese, tiek dėl to, kad paviršius yra grubus, ir jame gali lengvai atsirasti oksidų ir geležies taršos pėdsakų. Pačios šlifavimo juostos gali palikti medžiagų, kurios gali tapti korozijos priežastimi.
Šlifuotiems vamzdžiams dėl jų apdailos reikalinga dažnesnė periodinė priežiūra nei beicuotiems vamzdžiams.
Reikėtų pabrėžti, kad tai išimtinai susiję su išoriniu šlifavimu. Todėl, jis negali pašalinti galimo vidinio paviršiaus užteršimo ir medžiagos taškų, kurie yra nupjauti naudojant pjaustytuvą, pagamintą iš plieninių medžiagų.
„Eddy“ srovės testas
Suvirinti vamzdžiai, kurie iš „Damstahl“ tiekiami su TIG ir lazeriu suvirinta apdaila, yra sukalibruoti, atlieka „Eddy“ srovės bandymą. Toks nesuardantis bandymas atliekamas formuojant magnetinį lauką aplink vamzdį ir atsekant bet kokius trikdžius, atsiradusius dėl nuotėkio ir skylių.
Pjovimas, pjovimas pjūklu ir kiti pjovimo būdai
Pavojingiausi procesai paprastai būna egzoterminiai, nes kyla grėsmės, kaip ir suvirinimo grėsmė, kurią reikia pašalinti mechaniškai / chemiškai. „Karšta klasika“ yra kampiniai šlifuokliai, kurie ne tik sukuria labai grubius grūdintus paviršius, bet ir turi tendenciją svaidyti šiltas daleles į kairę ir dešinę bei į kitus, nei apdorojami, paviršius. Šios dalelės gali visam laikui įdegti į plieno paviršių ir sukelti įtrūkimus bei defektus – labai nesėkmingas derinys, dėl kurio gali smarkiai sumažėti atsparumas korozijai. Norėdami to išvengti, atsargiai atsuktuvu arba kaltu pašalinkite visas daleles, ir tik tada beicuokite.
Tuo tarpu net šalto pjovimo procesai gali sugadinti plieno atsparumą korozijai, nes atidengiamas plieno centras, kuriame, „ceteris paribus“, yra daugiau priemaišų nei paviršiuje. Šis efektas atsiranda dėl tonas sveriančių „plokščių“ kietėjimo. Kietėjimas natūraliai vyksta iš išorės į vidų, o šio proceso metu priemaišos išstumiamos prieš sukietėjusį metalą ir galiausiai baigiasi plieno centre. Netgi ir etapinis vyniojimas nuo pvz. 300 iki mažiau nei 1 mm nekeičia fakto, kad priemaišos koncentruojasi link plieno centro.
Taigi lakšto centras yra mažiau atsparus korozijai, palyginti su paviršiumi – tai reiškinys, susijęs su faktine plieno gamyba plieno gamykloje, ir, kaip minėta prieš tai, problemą galima sumažinti atlikus baigiamąjį beicavimą.
Nerūdijančio plieno valymas šepečiu, šlifavimas, poliravimas ir kitas apdirbimas
Bet koks mechaninis nerūdijančio plieno apdorojimas turi įtakos paviršiaus šiurkštumui, taigi ir plieno atsparumui korozijai. Paprastai atsparumas korozijai mažėja didėjant paviršiaus šiurkštumui, o bandymo metu, labai šiurkštus paviršius (tarkime, šlifuotas) yra žymiai mažiau atsparus korozijai nei įprastas lygus 2b paviršius.
To priežastis yra dviguba: Pirmiausia, šiurkštus paviršius daug geriau nei lygus „surenka“ nešvarumus ir ėsdinančias druskas, taip suformuodamas „vietinius elementus“. Antra, grubus šlifavimas gali atskleisti didesnę priemaišų koncentraciją iš paties plieno. Tokios priemaišos, ypač sulfidai, gali veikti kaip taškinės korozijos poveikio taškai ir taip sumažinti atsparumą korozijai.
Dvi nerūdijančio plieno plokštės, abi EN 1.4301 (AISI 304). Kairioji šlifuota, o dešinė poliruota elektra. Nesunku įsivaizduoti, koks paviršius efektyviausiai surenka druskas ir drėgmę. Balta linija kiekvienos nuotraukos apačioje yra 100 µm. Abi nuotraukos – Danijos technikos universiteto (DTU) dovana.
Be to, grubus šlifavimas padidins įtampą plieno paviršiuje ir padidins įtampos korozijos įtrūkimų riziką. Priešingai, kruopštus apdirbimas (šveitimas dalelėmis arba stiklu, o ne smėliavimas) gali padidinti spaudžiamosios įtampos lygį ir taip padidinti atsparumą SCC.
Korozijos požiūriu, paprastai privalumas yra tuomet, kai neatliekamas joks mechaninis paviršiaus apdorojimas! Lygus ir beicuotas 2B šalčiu valcuotų lakštų paviršius pasižymi didžiausiu atsparumu korozijai ir nesvarbu, kiek bešlifuotume, jis tik blogės. Kaip nurodyta aukščiau, tinkamas cheminis paviršiaus apdorojimas sumažins žalą plienui.
Nerūdijančio plieno tvarkymas ir transportavimas
Ypatingas pavojus beveik bet kokiam darbui su nerūdijančiu plienu yra geležies dėmės; problema, kuri ypač pastebima, jei, pavyzdžiui, jūsų lenkimo įrankiai, šakinis krautuvas ar sunkvežimis buvo naudojami juodam plienui tvarkyti. Be bjaurios išvaizdos, geležies dėmės sumažina faktinį nerūdijančio plieno atsparumą korozijai, nes geležies dėmių korozija gali toliau patekti į tikrąjį nerūdijantį plieną ir sukelti jo koroziją.
Liūdnas pavyzdys yra geležies dėmės dalelės pavidalu, kurios valcavimo staklėse buvo įstumtos į nerūdijantį plieną. Dalelė turėjo būti gana kieta, nes buvo įstumta giliai į nerūdijantį plieną ir net jeigu beicuojant bus pašalintas visas juodas plienas / rūdys, apdorojimo metu liks maža skylutė.
Geležies dėmes galima pašalinti cheminiu būdu, tačiau taip pat veiksminga yra išvengti problemos. Ypač svarbu naudoti tik nerūdijančiam plienui skirtus įrankius, kurie apima viską nuo lenkimo įrankių iki sunkvežimio šakių.
Net visiškai atskiriant įrankius metalo dulkės yra „klasika“. Metalo dulkės gali būti siaubingai judrios, o geležies dėmių pašalinimas gali tapti tam tikra sizifo užduotimi. Idealiu atveju juodasis plienas ir nerūdijantis plienas turėtų būti paruošti dviem skirtingais būdais, tačiau dažnai į šį reikalavimą žiūrima pro užmerktas akis. Tokiu atveju negalima išvengti cheminio apdailos apdorojimo.
THREE-TIME WINNER OF E-COMMERCE AWARD 2023
