Нержавеющая сталь: восстановление повреждений

Ни для кого не секрет, что любой предмет или материал рано или поздно ломается, выходит из строя, повреждается. Это касается и нержавеющей стали. Её проблемным местом считается поверхность. В идеале она должна быть гладкой, ведь это характеристика, принадлежащая всем видам нержавейки. Потому что на её поверхности, если это, конечно, высококачественная продукция, не должно быть механических повреждений (а сюда относятся различного рода царапины, шероховатости, выпуклости и вмятины) и химического воздействия, например, изменение цвета. Что же ещё важно для нержавеющей стали? Это – скругленные сгибочные грани, ровные, скруглённые углы, отсутствие выступающих острых краёв, заусениц и неровностей.

Устойчивость к коррозии

Всем известно, что нержавеющая сталь обладает повышенной устойчивостью к коррозии. Такое свойство возникло благодаря тому, что в нержавейке содержится хром, который взаимодействует с кислородом и образует защитный слой на поверхности изделия, который и предотвращает возникновение коррозии или ржавчины. При этом важно, чтобы металл оставался однородным, поверхность – гладкой и отсутствовала предрасположенность к межкристаллитной коррозии. Это обусловлено тем, что при высоком напряжении возможно коррозионное растрескивание, особенно в агрессивной среде. Итак, если есть необходимость в нержавеющей стали с высокой устойчивостью к коррозии, следует выбирать сложнолегированную нержавейку или же сплав с содержанием никеля, а также с присадками молибдена, меди, кремния.

Как избежать повреждений

Итак, как мы уже говорили, устойчивость к коррозии напрямую связана с состоянием поверхности стали. Именно поэтому нержавейку производят в «лабораторных» условиях, дабы избежать различного рода повреждений и дефектов. Готовая к продаже продукция проходит тщательный контроль и только после этого упаковывается. Защищают материал в несколько этапов. Листы металла защищены обычной и водонепроницаемой бумагой, а также лежат они исключительно на деревянных поддонах. Естественно, никто не застрахован от случайностей. Случиться может всякое, тем более во время такого критического момента, как погрузка и перевозка. Поэтому всегда следует аккуратно и тщательно запаковывать и перевозить нержавейку, чтобы заказчик получил качественный товар.

Хранение

Более подробно о хранении. Это является важной составляющей. Ведь неправильное хранение может привести к ухудшению качества продукции. В первую очередь, нержавейку следует хранить в сухом помещении, так как из-за влаги на листах нержавеющей стали могут появиться пятна. Помещение так же должно быть чистым, ведь пыль, песок и земля могут разрушить гладкую поверхность и защиту металла, что приведёт к возникновению точечной коррозии.

Предотвращение коррозии в процессе обработки

Даже нержавеющая сталь самого высокого качества может подвергнуться коррозии или покрыться ржавчиной, если сделать что-то неправильно. Так, взаимодействие нержавейки с углеродистой сталью или другими металлами не допустимо: это может привести к питтинговой коррозии. Именно поэтому рекомендуют использовать оборудование отдельно для работы исключительно с нержавеющей сталью. 

Обработка сварных швов, удаление окалины, травление

Конечно, всем известно, что во время сварки образуются швы, но в случае с нержавейкой это может стать проблемой, ведь они ухудшают ситуацию со стойкостью к коррозии, да и внешний вид не соответствует ни желаниям потребителя, ни стандартам. Именно поэтому очень важно обрабатывать шов после сварки.

Например, необходима хотя бы минимальная обработка, которая включает в себя шлифовку щёткой из нержавейки (или, как вариант, абразивного материала). Таким образом можно удалить шлак и окалины. Иногда оптимальный результат достигается исключительно благодаря последующей химической обработке (сюда относится травление и пассивация).

Также возможна лёгкая шлифовка, в случае с которой используется мелкозернистая наждачная бумага. При этом, если во время сварки был правильно применён защитный газ, то дальнейшая обработка швов не потребуется.

Что касается удаления окалины, то в этом случае на помощь придёт один из механических способов обработки. Например, обдувка сухим песком, или же жидкостно-абразивная или гидропескоструйная очистка. При этом важно помнить, что в песке должно содержаться минимальное количество железа. После механической очистки изделие нуждается в пассивировании поверхности.

Вместо механической очистки можно использовать травление. Это происходит в смеси щелочей или кислот. При этом следует учитывать устойчивость различных видов нержавейки к коррозии, ведь от этого зависит, какой травитель лучше использовать для удаления окалины. Хотим отметить, что для оптимального результата очень важно, чтобы окалина была однородной, так как от этого зависит качество поверхности металла после обработки. Очень важным нюансом является тот факт, что раствор должен действовать равномерно.

Кстати, иностранные производители обычно применяют два травления. Первое происходит в серной кислоте, а второе – в растворе азотной с добавкой плавиковой при высокой температуре (она колеблется от 50 до 600 ºС. Азотная кислота в этом случае необходима, так как она помогает сделать травление более равномерным.

Пассивация

Остановимся теперь более подробно на пассивации. Этот процесс очень важен, так как именно в этот период на нержавеющей стали образуется защитный слой, благодаря которому металлу не страшна ни коррозия, ни ржавчина. Существует несколько методов пассивации для различных видов нержавейки:

1. Нержавейка, содержащая 16% хрома и более. В этом случае используется 20-50%-ный раствор азотной кислоты. Температура - 40 ºС. Время – 30-60 минут. Исключение - AISI 303.

2. Нержавейка, содержащая 16% хрома и менее. Используется 20-50%-ный раствор азотной кислоты. Температура - 40 ºС. Время – 60 минут. Исключение - AISI 416.

3. Нержавейка марки AISI 303, 416, 430F. Используется раствор азотной кислоты с добавлением 2-6%-ного раствора бихромата натрия. Температура - 50 ºC. Время – 25-40 минут. 

Чистка

В случае с нержавеющей сталью следует отметить, что чистка представляет собой несложное дело, но при этом существует несколько нюансов, о которых стоит помнить.

Так, от дизайна изделий из нержавейки зависит сложность чистки. Рекомендуется использовать такие варианты конструкции, при которых не будет сложно чистить и удалять скопления грязи.

В целом, нержавейка нуждается в минимальном внимании: тёплой воды и нейтральных моющих средств будет вполне достаточно. Но ни в коем случае не используйте дезинфицирующие жидкости или порошки, в которых содержится хлор, так как он является заклятым врагом нержавейки. Именно из-за него защитный слой может повредиться, что приведёт к коррозии и ржавчине.

Также разный подход нужен к изделиям с зеркальной и матовой полировкой. Для полированных поверхностей вполне приемлемо использовать средства для нержавеющей стали, а вот для матовых поверхностей такой вид чистящего средства не всегда хорош. Это объясняется тем, что чистящие средства для нержавейки имеют полирующий эффект, что, в случае с матовой поверхностью, может привести к изменению фактуры поверхности.

При уходе за нержавеющей сталью важно движения осуществлять вдоль линий шлифовки, ни в коем случае не используйте круговые движения!

Что делать, если на поверхности появились пятна? С нержавейки их можно удалить с помощью мыльного раствора, или же используйте органический растворитель (спирт). После того, как пятна будут удалены, не забудьте промыть и насухо вытереть изделие.

От отложений кальция поможет избавиться раствор, состоящий из уксуса и воды (1 к 3). Следует замочить предмет в растворе, после этого налёт легко оттирается. После чистки не забудьте промыть изделие тёплой водой и насухо вытереть.

Органические растворители помогут и в борьбе с пятнами от смазки и масла. После очистки также нужно изделие промыть и высушить.

А для удаления ржавчины на помощь придёт раствор азотной кислоты (10-15%). Важно! Он должен быть тёплым. Если же случай тяжёлый, то вас спасёт шлифовка и репассивация.

Если на изделии появились мелкие царапины, вы можете легко от них избавиться с помощью полировки нейлоном. А вот для глубоких царапин уже необходимы абразивы, не содержащие железо.

Обработка и травление нержавейки после сварки. Виды коррозии и причины появления

Даже высококачественная нержавеющая сталь может покрыться ржавчиной. И от этого нет абсолютной защиты. Что же может быть причиной? В первую очередь – это агрессивная среда с высокой температурой или влажностью. Примеры окружают нас в повседневной жизни: трубопроводы, ванны, раковины и т.д. При взаимодействии со слабыми кислотами и щелочами, молочной продукцией и даже водой нержавеющая сталь постепенно теряет свою устойчивость к коррозии. Ведь даже воздух, содержащий кислород и воду (в виде пара), производит окислительное действие. Самой крепкой нержавеющей сталью считается та, в которой содержится более 17% хрома. Такой вид выдерживает даже азотную кислоту (50%).

Мы приводим самые популярные марки нержавеющей стали, которые обычно используют при производстве оснастки, оборудования, сварных конструкций: 12Х18Н9Т,04X18H10, 14Х17Н2, 20Х13 (цифры после букв обозначают: Х - процент хлора, а Н – никеля).

Как мы уже выяснили, устойчивость нержавейки к коррозии обуславливается тем, что её поверхность покрывается защитной плёнкой окислов.  Именно поэтому так важно сохранять поверхность нержавеющей стали в хорошем состоянии. Для более долгого сохранения хорошего качества желательно также отсутствие напряжения и дефектов.

К сожалению, абсолютно полностью избежать всех опасных моментов нельзя. Так, при производстве изделий из нержавейки создаётся внутреннее напряжение, материал подвергается механической обработке. Сталь подвергают сварке. Это всё ухудшает коррозионную стойкость готового продукта. И это, в свою очередь, приводит к необходимости травления.

Какие же виды коррозии угрожают изделиям?

1. Однородная коррозия;

2. Межкристаллитная коррозия;

3. Обыкновенная коррозия (или гальваническая);

4. Коррозия в трещинах (из-за механического воздействия);

5. Коррозия, вызванная различными микробиологическими факторами;

6. Возникновение ржавчины (эрозия, истирание, порообразование, изменения поверхности, образование коррозионных элементов);

Все эти процессы возникают из-за того, что нарушается защитный слой из оксида хрома, и происходит окисление.

Хотелось бы отметить, что больше всего шансов возникновения коррозии приходится на время после сварки. Именно в этот период легирующие сталь вещества выгорают (в том числе хром). В швах и на его границах повышается количество железа, что может привести к негативным последствиям. Самопассивация в этом случае значительно затруднена, именно поэтому так важно пассировать поверхность в конце. Ведь обычная чистка не увеличит содержание хрома, а значит, и устойчивость к коррозии в сплаве. Обращаем ваше внимание! Механическая работа не считается заменой пассивации.

Итак, как же защитить сварной шов от коррозии? В этом может помочь травление и пассивация, о которых мы и поговорим ниже.

Травление концентрированными кислотами на организованных участках

Изделие помещается в ванну со смесью серной (6-8%) и соляной (2-4%) кислот, где и происходит разъедание окалины. Температура – 60-80 °С. Время – 20-40 минут. Важно строго следить за температурой и насыщенностью раствора. По истечении времени тщательно промыть изделие водой. Далее – поместить в ванну со смесью азотной (10-20% в зависимости от веса) и плавиковой кислоты (1-2% в зависимости от веса). Промыть водой.

Важно! Во время такого травления в воздухе образуются пары кислот. Не забывайте о мерах защиты и предосторожности для органов дыхания и кожи.

К кислотному травлению относят и электролитическое травление. В этом случае необходимо пропустить ток через кислотную ванну. Металл становится в этом случае анодом или катодом.

Конечно, такой способ травления считается затратным и нелёгким. Ведь не каждый производитель может похвастаться наличием травильного участка или специального оборудования для концентрированных кислот. К тому же для кислотного травления необходимо согласование и контроль разрешительных систем. Так что следующий вариант травления более востребован и популярен.

Травление готовыми смесями кислот (пасты, спреи, гели и прочее)

Как можно понять, для травления необходимо нанести готовую смесь кислот в виде пасты или геля специальной кислоустойчивой кисточкой или же, в случае со спреем, распылителем (ручным или механизированным).

Хотим отметить, что комфортнее будет использовать густую пасту для травления швов. Густота позволяет держаться на всех видах швов. При этом достаточно температуры до 10 °С.

Итак, как же протекает сам процесс? Что нужно делать?

В первую очередь необходимо очистить изделие от грязи, жира, ржавчины, чтобы используемое травильное средство было максимально эффективным. Очищающее средство нужно держать до 30 минут.

Далее идёт само травление. Гель или пасту мы используем для травления швов, при этом необходимо захватывать с каждой стороны шва 20 см. Спрей или же аэрозоль используется для всей поверхности. Травильное средство необходимо держать на изделии 20-90 минут (зависит от температуры).

Что касается состава смеси, обычно она содержит 2-4 вида кислот.

После завершения травления нужна пассивация. Это необходимо, чтобы образовалась защитная плёнка оксида хрома на поверхности нержавеющей стали. Пассиватор нужно держать на поверхности изделия 30-60 минут. Это увеличивает стойкость к коррозии и защищает от ржавчины.

Надеемся, предоставленная информация оказалась полезной, и вы узнали больше о том, как можно восстановить нержавеющую сталь, если она подверглась коррозии или начала ржаветь.