Blog Ko Buijs - Vreemde metaaldeeltjes op roestvast staal

Het is algemeen bekend dat vreemde metaaldeeltjes besmettingscorrosie kunnen veroorzaken op roestvast staal. Deze vorm van corrosie wordt ook wel contaminatie genoemd. In de praktijk gaat dat meestal altijd om ijzerdeeltjes die op het roestvast staal oppervlak neerkomen. Hierbij kan gedacht worden aan uitgesleten ijzerdeeltjes die o.a. van stalen gereedschappen afkomen alsmede aan vonkenregens die ontstaan door het slijpen van staal. Op deze wijze komen ongewenste deeltjes op het roestvast staal terecht (afbeelding 1).

(door Ko Buijs - Innomet Consultancy BV)
 

Een praktisch voorbeeld hiervan zijn platen van roestvast die scherp omgezet zijn op een kantbank die stalen zetmessen heeft. Na verloop van tijd ziet men een smalle roeststreep ontstaan op de plaats waar het materiaal scherp is gebogen zodra die gezette platen nat worden. Minuscule kleine ijzerdeeltjes, afkomstig van de stalen messen, worden dan geactiveerd waardoor ze gaan roesten. Ook zijn er ook ijzerdeeltjes die vanuit de lucht neerdwarrelen op het RVS-oppervlak. Deze deeltjes bewerkstelligen dan besmettingscorrosie zodra het oppervlak vochtig wordt. In dat geval kan dat zelfs al met condensvorming het geval zijn
 



Afbeelding 1: besmettingscorrosie op een roestvast staalbuis 316L.

Besmettingscorrosie is daarom eigenlijk een vorm van galvanische corrosie dat uiteindelijk zelfs tot putcorrosie kan leiden. Deze aantasting ontstaat dus doordat vreemde onedele metaaldeeltjes op de een of andere manier op het roestvast staal terecht zijn gekomen. Hierdoor ontstaat een potentiaalverschil waardoor een zogenaamd redoxkoppel gevormd wordt. Een redoxkoppel wordt gevormd door een oxidator en een reductor die door de overdracht van elektronen in elkaar overgaan. Een reductor staat per definitie elektronen af en die zijn meestal afkomstig van metalen. Een oxidator neemt altijd elektronen op en dat kan een moleculaire stof zijn zoals water of een halogeen.


Als de hierboven genoemde potentiaal te hoog wordt dat zal de pittingpotentiaal overschreden worden waardoor putcorrosie ontstaat. De pittingpotentiaal is die potentiaal waarbij roestvast staal in een bepaald milieu putcorrosie zal krijgen. Als er vocht (water) bijkomt dan lost altijd een deel van dit vrije ijzer op en zodra dit milieu zuur is (wat vaak het geval is) en dan zal de redoxkoppel nog verder oplopen. Hierdoor zal de aantastingsnelheid verder verhoogd worden. Ook het roestvast staal oppervlak wordt dan op die plaats niet gespaard. Bovendien wordt ter plekke de toetreding van zuurstof belet, zodat het metaaloppervlak plaatselijk extra actief zal worden.
 

De vreemde deeltjes en verontreinigingen kunnen bijvoorbeeld ontstaan bij het gebruik van stalen gereedschappen zoals gewone staalborstels en slijpschijven die ook voor ongelegeerd staal worden gebruikt. In het algemeen moet daarom het verwerken van gewoon staal en roestvast staal in dezelfde ruimte met dezelfde gereedschappen met nadruk worden vermeden. Indien dat wel het geval is dan zal er met lamellen een scheiding gemaakt moeten worden tussen de twee ruimtes. Bovendien moet er dan in de ruimte waar roestvast staal wordt verwerkt een lichte overdruk heersen zodat er geen ijzerdeeltjes binnen kunnen dringen in de schone ruimte. Ook zal men apart gereedschap voor het roestvast staal gebruikt moeten worden om besmetting te voorkomen.
 

Besmettingscorrosie c.q. contaminatie kan men bestrijden en voorkomen door:


• Koolstofstaal en roestvast staal gescheiden te bewerken en dat betekent in de praktijk veelal dat er een aparte ruimte dient te zijn voor het verwerken van roestvast staal;
• De gereedschappen en hulpgereedschappen bewust kiezen; Hoe harder het gereedschap hoe kleiner de kans is dat het roestvast staal besmet wordt;
• Roestvast staal nooit zandstralen want dat is meestal verontreinigd met kleine deeltjes koolstofstaal;
• Des te gladder het roestvast staaloppervlak des te geringer de kans wordt op besmettingscorrosie omdat de vreemde deeltjes minder aanhechten c.q. ‘aanhaken’ aan dit oppervlak;
• Gebruik borstels van roestvast staal en nooit staalborstels;
• Bij het zetten op een kant- of zetbank eerst tape plakken op de messen waardoor er geen contact is met deze messen en het roestvast staal;
• Eventueel beitsen en passiveren want bij beitsen zullen deze ijzerdeeltjes in een zeer kort tijdbestek verdwenen zijn.
 

Naast ijzerdeeltjes is er ook nog een ander gevaar en dat wordt veroorzaakt door het metaal zink. Indien op het roestvast staaloppervlak zich zink kan afzetten, kan dat bij hoge temperatuur zinkverbrossing geven. Dat geldt trouwens ook voor nikkellegeringen. Dit zink zal normaal gesproken diffunderen in het oppervlak waardoor scheurvorming kan ontstaan (afbeelding 2). Dat is vooral het geval als zink gaat smelten bij 420⁰C. Dan zal het gesmolten zink scheurvorming bewerkstelligen van het roestvast staal. Daarom dient men op te passen dat roestvast staal componenten niet over gegalvaniseerde stalen onderdelen worden geschoven. Hierbij kan namelijk al genoeg zink worden opgenomen aan het roestvast staaloppervlak. Zelfs zinkdampen en zinkhoudende verf kunnen aanleiding geven tot zinkverbrossing van roestvast staal en nikkellegeringen bij verhoogde temperatuur.




  (scheurvorming door zinkverbrossing in austenitisch Roestvast Staal)