AANLOOPKLEUREN OP ROESTVAST STAAL

Roestvast staal dankt zijn corrosievastheid primair aan de aanwezigheid van een zeer dunne en porievrije oxidehuid van ongeveer 10- 15 nanometer dikte. Een nanometer is 10-9 meter dus hier spreek men over een laagje met een dikte van slechts enkele atoomlagen.

Dat neemt niet weg dat deze geringe dikte voldoende is om het materiaal af te sluiten zoals een appelschil het vruchtvlees van de appel beschermt. M.a.w. dicht is dicht en zodoende kan een waterig milieu niet met het onderliggende metaal in aanraking komen. Deze huid wordt op een schoon oppervlak bij blootstelling aan lucht of aan andere oxiderende stoffen automatisch gevormd. Deze oxidehuid bestaat uit 5 verschillende laagjes van ieder slechts enkele nanometers dikte. Deze laag is kleurloos en transparant waardoor men toch op het onderliggende metaal kijkt. Bij een beschadiging van deze oxidelaag vormt het aanwezige chroom in deze legering aan het oppervlak nieuwe chroomoxiden, waardoor er een zelfreparerend effect ontstaat.

Bij een temperatuur hoger dan 700°C verloopt het oxidatieproces sneller en worden deze laagjes snel dikker. Dit lijkt een voordeel maar dat is juist niet het geval. De reden is dat ieder laagje een eigen chemische samenstelling heeft met een eigen uitzettingscoëfficiënt. Bij temperatuurschommelingen zullen microscheurtjes en microporeusheid in deze huid ontstaan waar chloorionen gemakkelijk naar binnen kunnen dringen met uiteindelijk corrosie tot gevolg. M.a.w. de beschermende werking van de oxidehuid wordt hierdoor sterk ondermijnd. Ook bewerken dergelijke verkleurde oxidelagen een donker onaantrekkelijk uiterlijk van het metaal. De verkleuring die men ziet, is een gevolg van een andere brekingindex van het invallende licht.

Zoals eerder is gesteld, is de oxidehuid transparant en kleurloos. Wordt deze huid dikker dan zal een andere kleur te zien zijn door de brekingsindex die verandert. Feitelijk kan men dan alle kleuren van de regenboog verwachten vanwege de zogenaamde prismawerking en dat kan men vaak goed zien na het lassen. Daarom is de aard van de kleur gelijktijdig een indicatie of het oppervlakte op die plaats nog voldoende corrosiebestendig is. Hoe donkerder deze kleur is hoe minder de corrosiebestendigheid zal zijn. In de praktijk stelt men dan ook dat strogeel nog net acceptabel is. Er zijn t.b.v. deze kwestie zelfs kleurenkaarten ontwikkeld.

Men dient dergelijke verkleuringen te verwijderen en dat kan door glas- of keramisch stralen, beitsen of door mechanisch bewerken. Teneinde het daaropvolgende herstellen van de corrosiebestendige oxidehuid snel en beheerst te laten verlopen, dient het roestvast staal gepassiveerd te worden. Dit wordt veelal gedaan m.b.v. een chemisch oxidatiemiddel zoals salpeterzuur. Deze passivering verloopt snel en gelijkmatig. Ook het gebruik van zuurstofrijk demiwater is veelal afdoende om deze passivering goed te laten verlopen. Men zal dan het materiaal even de tijd moeten geven om de optimale dikte van de oxidehuid te verkrijgen alvorens men het aanraakt. Kan men daar niet op wachten dan kan men de natuur een handje helpen door salpeterzuur te gebruiken.

Bij o.a. het thermisch lassen van roestvast staal ontstaan dergelijke verkleuringen. Deze verkleuringen zijn dus het gevolg van veranderingen aan het metaaloppervlak veroorzaakt door de warmte-inbreng tijdens het lassen. De oorzaak van de verkleuring duidt op het feit dat er tijdens het lassen geen of te weinig formeergas c.q. backinggas is gebruikt. Het gevolg is dat er dan in de backingkamer teveel zuurstof aanwezig is geweest dat tot verbranding van het roestvast staal oppervlak heeft geleid. Deze verbrande zone is dus microporeus en het gevolg is dat de omgevingsvloeistof in dit oppervlak kan penetreren. Vooral het chloorion, dat veel kleiner is dan het zuurstofmolecuul, zal dieper binnendringen in deze verbrande zone waardoor het zijn verwoestende werk zal gaan doen met putcorrosie tot gevolg. Het medium zal zich dan door de gehele wand 'boren' waardoor bijvoorbeeld lekkages ontstaan.

Daarom is het van groot belang dat aanloopkleuren worden verwijderd. Nieuwe ontwikkelingen op dit gebied zijn waterstralen waarbij demiwater met een abrasief middel onder verhoogde druk de verkleurde oxidehuid stript (zie afbeelding).

Links zijn de aanloopkleuren verwijderd door waterstralen.
Links zijn de aanloopkleuren verwijderd door waterstralen.

Vind hier ook mijn blogs welke geschreven zijn voor AluRVS: https://www.alurvs.nl/roestvast-staal/Blog/