1

Specialists in Metal Surface Treatment

Maart 2008B.J.Jongenotter

Oppervlaktebehandeling Oppervlaktebehandeling van RVS na lassenvan RVS na lassen

InhoudInhoud

� Corrosiewerende eigenschappen van roestvast staal

� Corrosie van roestvast staal

� Methoden voor oppervlaktebehandeling van roestvast staal met beperkingen en verschil in kwaliteit oppervlak

Oppervlaktebehandeling van roestvast staal:

2

InleidingInleiding

�Waarom een presentatie over oppervlakte behandeling van roestvast staal na lassen?

-Oppervlakte behandelingen van aluminium en constructie staal is bekend omdat deze materialen een lage corrosieweerstand bevatten.

-Hogere legeringen als Cunifer, Titanium etc. behoeven geen behandeling vanwege de hoge corrosieweerstand

-Er nog steeds misverstanden bestaan over RVS.

Roestvast staalRoestvast staal

� minimaal 12% Chroom

�Door het chroom gehalte kan er een beschermende passieve chroomoxide huid gevormd worden welke het onderliggende materiaal beschermd tegen corrosie.

3

PassiveringPassivering van roestvast staalvan roestvast staal

Passieve chroomoxide laag geeft roestvast staal corrosiebeschermende eigenschappen

Na beschadiging oppervlak

De beschermende oxidehuid herstelt spontaan in contact met lucht

Corrosie factorenCorrosie factoren

�De samenstelling – type RVS

�De structuur

�Het milieu

�Vervuiling

�Ruwheid van het oppervlak

�De constructie

4

Samenstelling Samenstelling -- Type RVSType RVS

� Corrosieweerstand neemt toe bij verhoging van het chroomgehalte

�Ook door toevoeging van nikkel wordt de corrosieweerstand verbeterd

�Toevoeging van Molybdeen verhoogd de weerstand tegen corrosieve stoffen en versnelt het passivatie proces

�Titaan en niobium verlagen de kans op interkristallijne corrosie

Legeringelementen RVS

StructuurStructuur

�Austenitische RVS soorten zijn corrosievaster dan martensitische of ferritische RVS soorten:

-Hoger chroom gehalte

-Uniforme austenietstructuur

�Door hoge verhitting en koud bewerken kan de austenitische structuur omgezet worden in martensitiet of ferriet (b.v. vorming van delta ferriet in de lasnaden)

5

Het milieuHet milieu

� Binnen toepassing in corrosief milieu

� Buiten toepassing (industrie, wegen, spoorwegen etc.)

� Kuststreken (chloriden)

VervuilingVervuiling

� Diverse metalen kunnen corrosie veroorzaken

� Vreemd ijzer besmetting

- Verstoring van de chroomoxidehuid door verrijking van ijzeroxiden

- Vorming van putcorrosie

� Oorzaken

- Gereedschap, stellingen, werkbanken

- Borstels, slijpschijven met staal vervuilingen

- IJzerstof van spoorbanen

6

Ruwheid van het oppervlakRuwheid van het oppervlak

� Aan een ruwer oppervlak zullen meer stoffen hechten

� Reinigbaarheid neemt af indien het materiaal ruwer is

� Door vuilaanhechting neemt de corrosieweerstand af

De constructieDe constructie

� Constructie van RVS met spleten

waardoor spleetcorrosie kan ontstaan.

� Constructie van RVS waar

vochtophoping of vuilafzettingen

kunnen ontstaan.

7

Corrosie vormenCorrosie vormen

�Oppervlakte corrosie

�Putcorrosie

�Interkristallijne corrosie

�Spleet corrosie

�Spanningscorrosie

Putcorrosie (of Putcorrosie (of PittingPitting))

� Veroorzaakt door:

- Aanwezigheid van vreemd ijzer aan het oppervlak

- Chloriden

� Proces:

- Aantasten van de beschermende chroomoxidehuid

- uitdiepen waar de corrosie weestand is verlaagd

- Autocatalytisch

8

InterkristallijneInterkristallijne corrosiecorrosie

� Corrosie langs de korrelgrenzen

� Door warmte inbreng; Gloeien of lassen

Ar + 50 ppm O2

316L

Voorbeeld: lassen kan blauwe of gele corrosiehuid geven

Ar + 2 ppm O2

Chroomverarmde zoneChroomverarmde zone

� Bij een bepaalde temperatuur (550-750 °C) reageert het chroom in het RVS met het aanwezige koolstof en vormt aan de randen van de kristallen chroomcarbiden.

� Hierdoor ontstaat een zogenoemde chroomverarmde zone

� Door het verlaagde chroomgehalte zal daar de corrosieweerstand lager zijn

9

Chroomverarmde zone IIChroomverarmde zone II

Spleet corrosieSpleet corrosie

� Constructie met spleten

� Onder vuilafzettingen (under deposit attack)

� Afsluiten van het oppervlak van zuurstof waardoor herstel en vorming van de beschermende en passieve chroomoxide huid wordt verstoord.

10

Corrosie zonder nabehandelingCorrosie zonder nabehandeling

PutcorrosieOnbehandeld gelast leidingwerkStilstaand water met 25 ppm Chloride6 maanden na installatie

Waarom nabehandelen?Waarom nabehandelen?

Redenen voor nabehandeling van roestvast staal:

� Esthetisch: verkrijgen uniform en/of glanzend uiterlijk

� Verwijdering laskleuren

� Verwijdering vreemd ijzer en andere vervuiling

� Verwijdering thermische oxiden voor herstel corrosiebeschermende eigenschappen

� Hygiëne: gladder oppervlak is makkelijker te reinigen,minder gevoelig voor corrosie en minder gevoelig voor microbiologische aangroei

11

Methoden voor nabehandelingMethoden voor nabehandeling

Veelgebruikte methoden voor nabehandeling roestvast staal:

� Schuren, borstelen, polijsten automatisch of handmatig

� Stralen zand, staal, glas, keramiek

� Beitsen bad, sproeibeits of pasta

� Elektrolytisch polijsten bad

Mechanische methoden:

Chemische methoden:

Mechanische versus chemische methodenMechanische versus chemische methoden

Diepteprofielen bepaald met Auger technieken

Mechanisch polijsten

Ref: www.materialinterface.com/steel.html

Chroomverrijking

Beitsen

Kans op vervuiling

12

BorstelenBorstelen

Vervuilde borstel kan vreemd ijzer bevattenAlleen buitenzijdeVerruwing v/h oppervlak

GoedkoopEenvoudig

NadelenVoordelen

GlasGlas-- en keramisch parelenen keramisch parelen

Niet altijd mogelijkStraal unit nodigChemische passivatienoodzakelijkVerruwing oppervlak

Geeft een bepaalde finish

NadelenVoordelen

13

Apparatuur parelstralenApparatuur parelstralen

silo vacuüm unit

Lucht uit

Ruimte apparatuur Straalcabine

drukvat

Gecomprimeerde

droge lucht

pistoolhose

magnetisch reinigen

Botsing bij parelstralenBotsing bij parelstralen

� deeltjesgrootte

� vorm

� hardheid

� luchtdruk

� hoek van instralen

� verhouding lucht/medium

� afstand pistool - oppervlak

14

Parelstralen: keramisch versus glasParelstralen: keramisch versus glas

� Breuk glas 10-15 % / run, keramiek < 1 % / run

� Keramisch medium gaat 100 keer langer mee

� Keramisch medium blijft rond, terwijl glas versplintert →Keramisch medium geeft gladder oppervlak

� Prijs keramisch medium (Zirblast) 10 keer hoger

� Keramisch medium geeft 10-20 % minder productie capaciteit (lagere hardheid)

Voor en na keramisch parelstralenVoor en na keramisch parelstralen

15

Elektrolytisch polijstenElektrolytisch polijsten

Niet altijd mogelijkDuurWerken met sterke zuren

Zeer glad oppervlak (minder vuilaanhechting)Uniform uiterlijkVerbeterde corrosieweerstand

NadelenVoordelen

Elektrolytisch polijstenElektrolytisch polijsten

16

Mechanisch polijstenMechanisch polijsten

Niet altijd mogelijkResultaat afhankelijk van ervaringChemische passivatie door actief oppervlak

Glad oppervlak (minder vuilaanhechting)Uniform uiterlijkVerbeterde corrosieweerstand

NadelenVoordelen

Mechanisch polijsten plaatmateriaalMechanisch polijsten plaatmateriaal

17

BeitsenBeitsen

Werken met sterke zuren w.o. HFChemisch afvalAlleen austenitisch RVS

Uniform uiterlijkVerbeterde corrosie weerstandRelatief goedkoop

NadelenVoordelen

DompelbeitsenDompelbeitsen

dompelen

afspuiten

18

Voor en na sproeibeitsenVoor en na sproeibeitsen

voor

na

Materiaal of structuur beperkingenMateriaal of structuur beperkingen

Elektrolytisch polijsten ~ X ~ X X 50-20Beitsen (bad) ~ X X 3-1

Beitsen (sproeien, pasta) ~ 3-1

Keramisch parelstralen X 100-30

Glas parelstralen X 100-30

Automatisch polijsten X X 100-30

Handmatig polijsten ~ 100-30

Alleen

aus

tenit

isch

RVS

Alleen

pla

at o

f sta

ndaa

rd b

uis

Kans

shad

uwvo

rmin

g

Gee

n bi

nnen

kant

(~ la

stig

)

Niet t

e gr

oot v

oor b

ad

Gee

n sp

lete

n of

ges

lote

n se

ctie

s

Verwijd

erin

g (µ

m)

19

Vergelijking kwaliteit oppervlakVergelijking kwaliteit oppervlak

Elektrolytisch polijsten ↓ X 0.3-0.2 40-300

Beitsen (bad) ↑ ~0.5 10-25

Beitsen (spray, pasta) ↑ ~0.5 ~20

Keramisch parelstralen ↑ X 2.0-0.8 10-20

Glas parelstralen ↑ X 3.0-1.5 X 5-15

Automatisch polijsten ↑↓ X 5-0.05 X 2-20

Handmatig polijsten ↑↓ X 5-0.05 X 20-60

Verru

wing

Maa

kt o

pper

vlak

unifo

rm

Ruwhe

id (µ

m)

Kans

op v

ervu

iling

Prijsin

dica

tie (€

/m2 pl

ate)

Prijs kwaliteit verhoudingPrijs kwaliteit verhouding

De behandelingen vullen elkaar aan en worden vaak in combinatie gespecificeerd.

� Elektrolytisch polijsten geeft beste kwaliteit (lage ruwheid zonder vervuiling) met hoogste kosten.

� Goede kwaliteit (zonder vervuiling maar hogere ruwheid) met beitsen of keramisch parelstralen.

� Relatief laagste kwaliteit (vervuild) met lage kosten met glas parelstralen (hoge ruwheid), mechanisch polijsten (hoge tot lage ruwheid) en borstelen (verhoogde ruwheid, kans op vervuilingen).

Echter, de beste keuze van behandeling of combinatie van methoden hangt af van de toepassing en beperkingen.

20

Specialists in Metal Surface Treatment

www.vecom.nl

- Technical Bulletins -

Bedankt voor de aandacht