การบำบัดพื้นผิวท่อเหล็กหลังการเชื่อมและการรีดสแตนเลสใหม่

คุณสมบัติของสเตนเลสสตีลได้มาจากองค์ประกอบของโลหะผสมที่มีเอกลักษณ์เฉพาะ ซึ่งโครเมียมมีบทบาทสำคัญ โครเมียมจะรวมตัวกับออกซิเจนจนเกิดเป็นฟิล์มโครเมียมออกไซด์ที่บางและแข็งเป็นพิเศษ ช่วยปกป้องสเตนเลสสตีลที่อยู่ข้างใต้ เมื่อมีฟิล์มโครเมียมออกไซด์อยู่ แสดงว่าโลหะอยู่ในสภาวะเฉื่อยชา และสเตนเลสสตีลมีความต้านทานการกัดกร่อน ดังนั้น ความต้านทานการกัดกร่อนของสเตนเลสสตีลจึงเกิดจากความสามารถในการสร้างชั้นออกไซด์ที่ทนทานต่อการกัดกร่อนตามธรรมชาติเมื่อสัมผัสกับอากาศ
1. ความต้านทานการกัดกร่อนลดลงเนื่องจากความเสียหายหรือมลภาวะ:
การกัดกร่อนอาจเกิดขึ้นในบริเวณที่ฟิล์มได้รับความเสียหาย และมีการปนเปื้อนในรูปแบบอื่นๆ ที่ขัดขวางการสร้างฟิล์มพาสซีฟตามธรรมชาติ คุณสมบัติที่เป็นประโยชน์ทั้งหมดของสเตนเลสสตีลอาจถูกทำลายลงระหว่างกระบวนการ เช่น การอบชุบด้วยความร้อน หรือกระบวนการทางกล เช่น การเชื่อม การตัด การเลื่อย การเจาะ และการดัด ผลของกระบวนการเหล่านี้ทำให้ฟิล์มป้องกันการเกิดออกซิเดชันบนพื้นผิวสเตนเลสสตีลเสียหายหรือปนเปื้อน ทำให้ไม่สามารถทำพาสซีฟได้เองอย่างสมบูรณ์ ดังนั้น อาจเกิดการกัดกร่อนเฉพาะที่ และอาจเกิดสนิมได้แม้ในสภาวะการกัดกร่อนที่ค่อนข้างอ่อน เมื่อใช้งาน อาจส่งผลให้ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายไม่น่าพึงพอใจ หรือที่แย่กว่านั้นคือระบบที่สำคัญอาจเสียหายได้
ตอบ: การเชื่อมทำให้เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันที่เร่งขึ้นทั้งด้านในและด้านนอกของรอยเชื่อม และบริเวณใกล้กับรอยเชื่อม ปฏิกิริยาออกซิเดชันสามารถมองเห็นได้เนื่องจากมีบริเวณที่เปลี่ยนสี และสีจะสัมพันธ์กับความหนาของชั้นออกไซด์ เมื่อเปรียบเทียบกับชั้นออกไซด์บนสเตนเลสก่อนการเชื่อม ชั้นออกไซด์ในบริเวณที่เปลี่ยนสีจะมีความหนาค่อนข้างมาก และองค์ประกอบจะเปลี่ยนแปลงไป (โครเมียมลดลง) ซึ่งลดความต้านทานการกัดกร่อนเฉพาะที่ สำหรับภายในท่อ การเกิดออกซิเดชันและการเปลี่ยนสีสามารถลดลงได้โดยใช้วิธีการล้างย้อนที่เหมาะสม หลังจากการเชื่อม มักจำเป็นต้องทำการล้างผิวหลังการเชื่อม เช่น การล้างผิวด้วยกรด (Pickling) และการเจียร เพื่อขจัดชั้นออกไซด์ (สี) และฟื้นฟูความต้านทานการกัดกร่อน มักใช้แผนภาพสีเพื่อพิจารณาว่ารอยเชื่อมจำเป็นต้องล้างผิวด้วยกรดหรือไม่ โดยพิจารณาจากเกรดสี อย่างไรก็ตาม การตัดสินใจนี้ขึ้นอยู่กับดุลยพินิจ และโดยหลักการแล้ว แต่ละสีบ่งบอกถึงการมีอยู่ของการเกิดออกซิเดชันและชั้นออกไซด์ที่ได้รับผลกระทบ ซึ่งทำให้ความต้านทานการกัดกร่อนลดลง
B: การบำบัดเชิงกลมักใช้การปนเปื้อนบนพื้นผิวทั้งทางกลและทางอ้อม สารปนเปื้อนอินทรีย์อาจเกิดจากน้ำมันหล่อลื่น สารปนเปื้อนอนินทรีย์ เช่น อนุภาคเหล็กแปลกปลอม อาจเกิดจากการสัมผัสกับเครื่องมือ โดยทั่วไป การปนเปื้อนบนพื้นผิวทุกประเภทสามารถทำให้เกิดคราบพลัคได้ นอกจากนี้ อนุภาคเหล็กแปลกปลอมอาจทำให้เกิดการกัดกร่อนแบบกัลวานิก การกัดกร่อนแบบหลุมและแบบกัลวานิกเป็นรูปแบบหนึ่งของการกัดกร่อนเฉพาะที่ซึ่งจำเป็นต้องได้รับการบำบัดด้วยน้ำในขั้นต้น ดังนั้น การปนเปื้อนบนพื้นผิวจึงมักลดความต้านทานการกัดกร่อนของสเตนเลส
2. การบำบัดพื้นผิว
ปัจจุบันมีเครื่องมือและกระบวนการหลังการประมวลผลมากมายสำหรับการบำบัดพื้นผิว ขจัดคราบสี และฟื้นฟูความต้านทานการกัดกร่อน เราควรแยกความแตกต่างระหว่างวิธีการทางเคมีและทางกล วิธีการทางเคมี ได้แก่ การดอง (โดยการจุ่ม ด้วยน้ำยาดองหรือสเปรย์) การทำให้พื้นผิวเกิดการตกตะกอนแบบช่วย (หลังการดอง) และการขัดด้วยไฟฟ้า วิธีการทางกลประกอบด้วย การพ่นทราย การพ่นทรายด้วยอนุภาคแก้วหรือเซรามิก การขัดลบ การแปรง และการขัดเงา แม้ว่าวิธีการทั้งหมดจะทำให้เกิดรอยเชื่อม แต่ไม่มีวิธีการหลังการประมวลผลทางกลใดที่จะให้ประสิทธิภาพการกัดกร่อนที่เหมาะสมกับการใช้งานที่รุนแรง วิธีการทางเคมีใช้เพื่อกำจัดออกไซด์และสารปนเปื้อนอื่นๆ ออกจากพื้นผิว ในขณะที่วิธีการทางกลอาจใช้เพื่อขจัดสิ่งปนเปื้อนออกจากวัสดุที่ถูกกำจัดออกก่อนหน้านี้ วัสดุที่ขัดเงา หรือวัสดุที่ถูกขัดลบ สิ่งปนเปื้อนทุกชนิด โดยเฉพาะอนุภาคเหล็กแปลกปลอม สามารถเป็นสาเหตุของการกัดกร่อนได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้น ดังนั้น พื้นผิวที่ทำความสะอาดด้วยเครื่องจักรควรได้รับการทำความสะอาดเป็นประจำในสภาวะที่แห้ง หลังจากดองแล้ว สิ่งสำคัญคือต้องล้างด้วยน้ำสะอาดเพื่อขจัดสิ่งปนเปื้อนและคราบตกค้างทั้งหมด การล้างครั้งสุดท้ายควรใช้น้ำปราศจากแร่ธาตุ เพื่อป้องกันคราบแคลเซียมและสิ่งปนเปื้อนฝังแน่นในชั้นออกไซด์ที่กำลังขยายตัว ซึ่งจำเป็นต่อการสร้างชั้นพาสซีเวชัน นอกจากนี้ เนื่องจากการใช้วิธีการทางเคมี (การดองและการขัดเงาด้วยไฟฟ้า) เพื่อปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อน เหล็กจึงละลายได้เร็วกว่าโลหะอื่นๆ ในสารละลายดองและอิเล็กโทรไลต์ ด้วยเหตุนี้ พื้นผิวจึงอุดมไปด้วยโครเมียมและมีความทนทานมากขึ้น เฉื่อย ดังนั้น วิธีการทางเคมี เช่น การดองและการขัดเงาด้วยไฟฟ้า จึงเป็นวิธีการบำบัดหลังกระบวนการเพียงวิธีเดียวที่สามารถฟื้นฟูความต้านทานการกัดกร่อนของสเตนเลสสตีลบริเวณรอยเชื่อมและความเสียหายอื่นๆ ที่พื้นผิวก่อนการเชื่อมได้ เรื่องนี้ไม่ได้เกี่ยวข้องกับประเภทของสเตนเลสสตีลแต่อย่างใด ไม่มีความแตกต่างระหว่างการดองโดยการจุ่มในถัง หรือการใช้น้ำยาดองหรือสเปรย์ดอง