BEITSEN EN PASSIVEREN

Als je regenjas versleten raakt dan merk je dat deze op bepaalde plaatsen water en wind doorlaat en dat is zeer onplezierig waardoor je toe bent aan een nieuwe jas die waterafstotend is. Met een mooi woord heet dat ook wel hydrofoob. Misschien wat apart maar ik wil bovenstaand voorbeeld een beetje vergelijken met het beitsen en passiveren van roestvast staal. Met beitsen trek je a.h.w. de oude jas uit en met passiveren trek je weer een nieuwe jas aan. Daardoor krijgt roestvast staal een beduidend hogere weerstand tegen corrosie. Zwakke en/of verontreinigde plekken in de chroomoxidelaag verdwijnen en worden voorzien van een nieuwe passieve huid. Huis, tuin en keukenvoorbeelden zijn soms een hulp om bepaalde begrippen meer duidelijkheid te geven en daarom koos ik als voorbeeld voor de versleten regenjas. 

Het beitsproces betreft een chemische oppervlaktebehandeling die gebruik maakt van chemicaliën opgelost in water. Hiermee kan men de oxidehuid met al zijn imperfecties, contaminaties en aanloopkleuren verwijderen alsmede verontreinigingen en vlekken die tijdens fabricage op het metaaloppervlak ontstaan zijn. Meestal worden daarvoor zuren gebruikt maar soms ook gesmolten zouten. De samenstelling van de beitsvloeistof wordt bepaald door de aard van het te beitsen metaal en de te verwijderen verontreinigingen. Een groot deel van het roestvast staal dat in aanmerking komt voor beitsen is austenitisch en duplex roestvast staal. Hiervoor wordt meestal een beitsvloeistof gebruikt op basis van salpeterzuur en fluorwaterstofzuur. Bij het gebruik van deze beitsvloeistof treden er twee verschillende reacties op t.w. een reactie om de oxidehuid op te lossen en een om het oplossen van het onderliggende metaal zoveel mogelijk te voorkomen. Dit heeft als doel om een overbeitsing zoveel mogelijk tegen te gaan. De beitstijd zal veelal visueel moeten worden vastgesteld of er moet vooraf een laboratoriumproef gedaan zijn waarbij de tijd is vastgesteld.

Beitsen van roestvast staal d.m.v. chemische oppervlaktebehandeling
Beitsen van roestvast staal d.m.v. chemische oppervlaktebehandeling

Nadat het roestvast staal na het beitsen voldoende is gespoeld, moet het oppervlak worden gepassiveerd teneinde een nieuw goed gesloten oxidehuid te vormen. Een aantal methoden zijn:
 

  1. Passivering door gebruik te maken van een 15 tot 20% oplossing van salpeterzuur bij 50°C gedurende 15 tot 20 minuten;
  2. Passivering met een licht aangezuurde oplossing van waterstofperoxide
  3. Passivering door gebruik te maken van gedemineraliseerd zuurstofrijk water waarmee het object krachtig wordt afgespoten.

Als er gebruik wordt gemaakt van passivering d.m.v. salpeterzuur dan zal de laatste stap altijd bestaan uit het afspuiten van het product met gedemineraliseerd water. Passivering geschiedt ook door blootstelling aan de lucht. Een goed hechtende oxidehuid is slechts 5 tot 10 nanometer dun.

Roestvast staal heeft zo een goede corrosiebestendigheid dankzij deze goed hechtende en afsluitende oxidehuid van chroomoxide. Na het lassen kan men ondanks het gebruik van een schermgas toch nog ongewenste verbrandingen en aanloopkleuren krijgen die verwijderd moeten worden omdat die plaatsen beduidend minder corrosiebestendig zijn. Dit kan zowel mechanisch zoals slijpen en borstelen als chemisch m.b.v. het beitsproces. Tijdens dit beitsen verwijdert men dus de originele oxidehuid waardoor ook alle verkleuringen verdwijnen. Men stript a.h.w. het materiaal met als gevolg dat de passieve huid verdwenen is maar die dient dus wel weer terug te komen. Het zal duidelijk zijn dat beide processen milieubelastende activiteiten zijn. Daarom is er de laatste jaren vooral gezocht of het passiveren ook milieuvriendelijker kan. Uit proeven is gebleken dat passivering van roestvast staal ook heel goed mogelijk is m.b.v. zuurstofrijk gedemineraliseerd water. Dit water wordt met kracht op het gebeitste object gespoten zodat de zuurresten verdwijnen en waardoor de passivatie afdoende blijkt te zijn. De proeven hebben zelfs aangetoond dat de corrosieprestaties dan net zo goed zijn en dat is een plezierige zaak gezien de milieubelastende salpeterzuurbehandeling. In feite treedt passivatie ook op aan de lucht indien het materiaal voldoende is gespoeld waardoor een optimale passivatie gegarandeerd zal zijn. Wel zal m.b.v. salpeterzuur de nieuw te vormen oxidehuid eerder op de gewenste dikte zijn.

Hoewel chemisch beitsen een goede garantie geeft om een optimale corrosiebestendigheid te verkrijgen wordt ook naarstig gezocht naar nieuwe milieuvriendelijke processen die hetzelfde resultaat behalen. Zo is het waterstralen sterk in opkomst en dat komt in het kort hier op neer dat men behandeld water voorziet van een fijn slijpmiddel dat onder verhoogde druk op het roestvast staaloppervlak wordt gespoten. Op een zeer effectieve wijze wordt de bestaande oxidehuid gestript en de passivatie geschiedt aan de lucht. De resultaten zijn verbluffend goed te noemen en met metingen m.b.v. een Oxilyser kan men waarnemen dat inderdaad het oppervlak na het stralen ‘met de hakken over de sloot’ passief is. Nadat zo’n oppervlak zo’n vier uur de tijd heeft gekregen om de oxidehuid aan te laten dikken is de passiviteit net zo goed als na het chemisch beitsen en passiveren. Men verkrijgt een prachtig hydrofoob oppervlak dat een gunstige SRI waarde heeft. Dat staat voor ‘Soil Retention Index’ en die waarde zegt wat over hoeveel verontreinigingen er nog over blijven na een bepaalde reinigingsactie. Er is slechts een nadeel en dat is het probleem van het vrije ijzer in het roestvast staaloppervlak dat normaal gesproken met een beitsmiddel wordt opgelost en met waterstralen niet. Dat betekent dat men zeer schoon moet werken en men moet voorkomen dat het roestvast staal niet in contact komt met stalen gereedschappen. De messen van een zetbank bijvoorbeeld moeten daarom worden voorzien van een tape om zo een afdoende scheiding te bewerkstelligen.

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