การปรับสภาพพื้นผิวของท่อเหล็กหลังการเชื่อมและการรีดซ้ำสแตนเลส

คุณสมบัติของเหล็กกล้าไร้สนิมได้มาจากการผสมผสานองค์ประกอบของโลหะผสมที่เป็นเอกลักษณ์ โดยมีโครเมียมเป็นองค์ประกอบหลัก โครเมียมจะรวมตัวกับออกซิเจนเพื่อสร้างฟิล์มโครเมียมออกไซด์ที่บางมากและแข็งมาก ซึ่งทำหน้าที่ปกป้องเหล็กกล้าไร้สนิมด้านล่าง ในสภาวะที่มีฟิล์มโครเมียมออกไซด์นี้ เรากล่าวว่าโลหะอยู่ในสภาวะเฉื่อย และเหล็กกล้าไร้สนิมจึงทนต่อการกัดกร่อน ดังนั้น ความทนทานต่อการกัดกร่อนของเหล็กกล้าไร้สนิมจึงเกิดจากความสามารถในการสร้างชั้นออกไซด์ที่ทนต่อการกัดกร่อนได้เองตามธรรมชาติเมื่อสัมผัสกับอากาศ
1. ความต้านทานการกัดกร่อนลดลงเนื่องจากความเสียหายหรือมลภาวะ:
การกัดกร่อนอาจเกิดขึ้นในบริเวณที่ฟิล์มป้องกันการกัดกร่อนได้รับความเสียหาย และมีสิ่งปนเปื้อนอื่นๆ ที่ขัดขวางการก่อตัวใหม่ตามธรรมชาติของฟิล์มป้องกันการกัดกร่อน คุณสมบัติที่เป็นประโยชน์ทั้งหมดของเหล็กกล้าไร้สนิมอาจถูกทำลายได้ในระหว่างกระบวนการผลิต เช่น การอบชุบด้วยความร้อน หรือกระบวนการทางกล เช่น การเชื่อม การตัด การเลื่อย การเจาะ และการดัดงอ ผลจากกระบวนการเหล่านี้ ฟิล์มป้องกันการกัดกร่อนบนพื้นผิวเหล็กกล้าไร้สนิมมักจะได้รับความเสียหายหรือปนเปื้อน ทำให้ไม่สามารถเกิดการสร้างฟิล์มป้องกันการกัดกร่อนได้อย่างสมบูรณ์และเป็นธรรมชาติ ดังนั้น การกัดกร่อนเฉพาะจุดอาจเกิดขึ้น และอาจเกิดสนิมได้แม้ในสภาวะการกัดกร่อนที่ไม่รุนแรง เมื่อนำไปใช้งาน อาจส่งผลให้ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายไม่ได้มาตรฐาน หรือที่แย่กว่านั้นคือ ความล้มเหลวของระบบที่สำคัญ
A: การเชื่อมทำให้เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันอย่างรวดเร็วทั้งด้านในและด้านนอกของรอยเชื่อม รวมถึงบริเวณใกล้เคียงกับรอยเชื่อม สามารถมองเห็นการเกิดออกซิเดชันได้เนื่องจากมีบริเวณที่เปลี่ยนสี และสีนั้นสัมพันธ์กับความหนาของชั้นออกไซด์ เมื่อเปรียบเทียบกับชั้นออกไซด์บนเหล็กกล้าไร้สนิมก่อนการเชื่อม ชั้นออกไซด์ในบริเวณที่เปลี่ยนสีจะค่อนข้างหนา และองค์ประกอบเปลี่ยนแปลงไป (โครเมียมลดลง) ซึ่งลดความต้านทานการกัดกร่อนในบริเวณนั้น สำหรับภายในท่อ การเกิดออกซิเดชันและการเปลี่ยนสีสามารถลดลงได้โดยใช้วิธีการล้างย้อนกลับที่เหมาะสม หลังจากการเชื่อมแล้ว มักจำเป็นต้องมีการบำบัดหลังการเชื่อม เช่น การดองและการเจียร เพื่อกำจัดชั้นออกไซด์ (ที่เปลี่ยนสี) และฟื้นฟูความต้านทานการกัดกร่อน มักใช้แผนภาพสีเพื่อพิจารณาว่ารอยเชื่อมจำเป็นต้องดองหรือไม่ โดยพิจารณาจากระดับสี อย่างไรก็ตาม การตัดสินใจนี้เป็นเรื่องส่วนตัว และโดยหลักการแล้ว แต่ละสีบ่งบอกถึงการมีอยู่ของออกซิเดชันและชั้นออกไซด์ที่ได้รับผลกระทบ และดังนั้นจึงลดความต้านทานการกัดกร่อนลง
B: การบำบัดทางกลมักใช้การปนเปื้อนทางกลหรือไม่ใช่ทางกลบนพื้นผิว สารปนเปื้อนอินทรีย์อาจเกิดจากน้ำมันหล่อลื่น สารปนเปื้อนอนินทรีย์ เช่น อนุภาคเหล็กแปลกปลอม อาจเกิดจากการสัมผัสกับเครื่องมือ โดยทั่วไป การปนเปื้อนบนพื้นผิวทุกชนิดสามารถทำให้เกิดคราบได้ นอกจากนี้ อนุภาคเหล็กแปลกปลอมอาจทำให้เกิดการกัดกร่อนแบบกัลวานิก การกัดกร่อนแบบเป็นหลุมและการกัดกร่อนแบบกัลวานิกเป็นรูปแบบของการกัดกร่อนเฉพาะที่ซึ่งในเบื้องต้นต้องใช้การบำบัดด้วยน้ำ ดังนั้น การปนเปื้อนบนพื้นผิวจึงมักลดความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กกล้าไร้สนิม
2. การปรับสภาพพื้นผิว
ปัจจุบันมีวิธีการและเครื่องมือหลังการตกแต่งพื้นผิวมากมายที่ใช้ในการบำบัดพื้นผิว ขจัดคราบสกปรก และฟื้นฟูความต้านทานการกัดกร่อน ในที่นี้เราควรแยกแยะระหว่างวิธีการทางเคมีและวิธีการทางกล วิธีการทางเคมี ได้แก่ การดอง (โดยการแช่ การใช้สารละลายดอง หรือการพ่น) การทำให้เกิดชั้นป้องกัน (หลังการดอง) และการขัดเงาด้วยไฟฟ้า วิธีการทางกล ได้แก่ การพ่นทราย การพ่นด้วยอนุภาคแก้วหรือเซรามิก การขจัดคราบ การแปรง และการขัดเงา แม้ว่าทุกวิธีจะทำให้เกิดรอยเชื่อม แต่ไม่มีวิธีการบำบัดหลังการตกแต่งทางกลใดที่จะให้ประสิทธิภาพการป้องกันการกัดกร่อนที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานที่รุนแรง วิธีการทางเคมีใช้เพื่อกำจัดออกไซด์และสิ่งปนเปื้อนอื่นๆ ออกจากพื้นผิว ในขณะที่วิธีการทางกลอาจใช้เพื่อเช็ดสิ่งปนเปื้อนออกจากวัสดุที่ถูกกำจัดออกไปก่อนหน้านี้ วัสดุที่ขัดเงา หรือวัสดุที่ถูกขจัดคราบ สิ่งปนเปื้อนทุกชนิด โดยเฉพาะอนุภาคเหล็กแปลกปลอม สามารถเป็นแหล่งที่มาของการกัดกร่อนได้ โดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่ชื้น ดังนั้น พื้นผิวที่ทำความสะอาดด้วยวิธีทางกลแล้ว ควรทำความสะอาดอย่างสม่ำเสมอในสภาพแห้ง หลังจากทำการดองแล้ว สิ่งสำคัญคือต้องล้างด้วยน้ำให้สะอาดเพื่อขจัดสิ่งปนเปื้อนและคราบดองทั้งหมด การล้างครั้งสุดท้ายควรทำด้วยน้ำปราศจากแร่ธาตุเพื่อหลีกเลี่ยงคราบแคลเซียมและสิ่งปนเปื้อนฝังตัวอยู่ในชั้นออกไซด์ที่กำลังก่อตัว ซึ่งจำเป็นต่อการสร้างชั้นพาสซิเวชัน นอกจากนี้ เนื่องจากการใช้สารเคมี (การดองและการขัดเงาด้วยไฟฟ้า) เพื่อเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อน เหล็กจะละลายได้เร็วกว่าโลหะอื่นๆ ในสารละลายดองและอิเล็กโทรไลต์ ส่งผลให้พื้นผิวอุดมไปด้วยโครเมียมและมีความทนทานมากขึ้น ดังนั้น วิธีการทางเคมี เช่น การดองและการขัดเงาด้วยไฟฟ้า จึงเป็นวิธีการบำบัดหลังการเชื่อมเพียงวิธีเดียวที่สามารถฟื้นฟูความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กกล้าไร้สนิมบริเวณรอยเชื่อมและความเสียหายอื่นๆ ที่เกิดขึ้นก่อนการเชื่อมได้ ทั้งนี้ไม่เกี่ยวข้องกับชนิดของเหล็กกล้าไร้สนิม และไม่มีความแตกต่างในผลลัพธ์ระหว่างการดองโดยการแช่ในถังหรือการใช้สารละลายดองหรือสเปรย์