Что делает нержавеющую сталь нержавеющей?

Этот валик GMAW требует очистки после сварки для удаления теплового оттенка (оксидов) и брызг, которые могут способствовать коррозии.

В фильме «Caddyshack» Билл Мюррей объясняет свою стратегию борьбы с сусликом, говоря: «Чтобы победить животное, я должен научиться думать как животное. И, когда это возможно, выглядеть как животное. Нам нужно залезть в шкуру этого парня и полазить там несколько дней».

Точно так же производители должны сначала подумать о том, что придает нержавеющей стали ее нержавеющие свойства и как обеспечить сохранение этих свойств до, во время и после сварки.

Основа решения многих проблем сварки начинается с осознания того, что нержавеющая сталь приобретает свои свойства нержавеющей стали за счет образования слоя оксида хрома.

Во-первых, давайте посмотрим на углеродистую сталь. Под воздействием влаги железо в углеродистой стали реагирует с кислородом, медленно образуя красноватый оксид железа. Быстрое прикосновение шлифовального круга удаляет ржавчину и обнажает чистую сталь под ней.

Теперь сравните это с образованием оксида хрома на нержавеющей стали. Нержавеющая сталь содержит около 50 процентов железа и от 10,5 процентов (12 процентов — типичное минимальное количество) до 30 процентов хрома, в зависимости от марки.

Слой оксида хрома образуется на поверхности нержавеющей стали при реакции хрома с кислородом. Это происходит мгновенно: скорость образования измеряется наносекундами, а толщина пленки — микронами.

Так почему же это важно? Это означает, что наиболее выдающимся свойством нержавеющей стали является коррозионная стойкость, которая обусловлена ​​ее способностью образовывать и регенерировать слой оксида хрома в присутствии кислорода. Однако нержавеющая сталь не обеспечивает коррозионную стойкость ниже оксидного слоя. В результате, как только коррозия начинается, она быстро прогрессирует.

Хорошим примером этого является точечная или щелевая коррозия, которая может возникать в теплообменниках в зазорах между трубами и трубной решеткой. В листе имеются сотни обработанных отверстий для поддержки пучков трубок, а вокруг трубок течет охлаждающая вода или пар. Коррозия начинается, если жидкость просачивается в зазор между трубой и трубной решеткой, поскольку кислород не имеет доступа к этой области для повторного образования оксида хрома. В результате производители теплообменников наносят герметизирующий сварной шов, обычно с помощью газовой вольфрамовой дуговой сварки (GTAW), вокруг каждой трубки. Сварной шов не обязательно должен быть прочным, но он должен быть водонепроницаемым.

Хотя художников по металлу и любителей может привлечь тепловой оттенок, образующийся во время сварки, эти цвета посылают производителю сигналы о том, насколько сильно произошло окисление во время сварки.

Тепловые оттенки возникают из-за того, что кислород в активном газе или атмосфере образует слой тяжелого оксида, поглощая хром, который находится непосредственно под верхним поверхностным слоем. Слои от серебристого до соломенного цвета хороши, тогда как более тяжелые слои, от фиолетового/голубоватого оттенка до серого/черного оттенка, не очень хороши. Производители используют жаргонный термин «выжигание хрома», потому что более темные цвета часто указывают на избыточное тепловложение. Однако основной причиной этого является избыточное окисление.

Микроскопический слой оксида хрома придает нержавеющей стали «нержавеющие» свойства. Оксид хрома образуется сразу же, когда атомы хрома в нержавеющей стали подвергаются воздействию кислорода в атмосфере.

Как правило, все сварные детали из нержавеющей стали требуют очистки после сварки, чтобы гарантировать целостность пленки оксида хрома на поверхности. В противном случае место сварного шва может подвергнуться коррозии. Тип очистки зависит от конечного применения и соответствующих норм и стандартов.

Когда вы выполняете механическую очистку с помощью проволочных щеток, шлифовальных дисков, молотков или абразивоструйных средств, убедитесь, что эти инструменты используются специально для нержавеющей стали и предназначены для предотвращения перекрестного загрязнения. Многие производители завыли в агонии, осознав, что они непреднамеренно пропитали сварные детали из нержавеющей стали железом.