Защита сварного шва от коррозии после сварки

Защита сварных швов от коррозии

Автор: Игорь

Дата: 10.03.2018

• Статья
• Фото
• Видео

Сварное соединение и зона около шва, независимо от марки стали, ее назначения и сложности изделия является наиболее уязвимым местом по отношению к остальной конструкции. Химическая и электрохимическая коррозия сварных соединений наиболее опасные виды разрушений, которым они подвержены.

Защита шва от коррозии

Причины появления коррозии при сварке

Появление коррозии в первую очередь на сварных соединениях, объясняется двумя причинами:

1. разрывом первичных межкристаллических связей и получением новых, отличных по своим механическим свойствам от прежних, а также появление напряжений в структуре металла.
2. изменением химического состава, появлением оксидов (эндогенных неметаллических включений), являющихся концентраторами напряжений в структуре;
3. образованием гальванической пары за счет изменений в хим. составе сварного шва.

Влияние вышеперечисленных изменений возрастает пропорционально степени и интенсивности, количеству и размерам. Скорость протекания реакции окисления дополнительно определяется условиями работы: климатической составляющей, физико-химическим воздействием (рабочей средой).

Виды коррозии сварочного шва

На данный момент достаточно изучили, какие существуют виды коррозионного разрушения сварных соединений и в зависимости от характера их действия, к ним применяются соответствующие меры защиты.

По характеру разрушения коррозия подразделяется на 3 типа:

Преобладает преимущественно в углеродистых нелегированных или мало легированных сталях с однородной структурой. Шов, вне зависимости от марки стали, всегда разрушается более интенсивно, чем целостная плоскость.

Внешний вид сплошной коррозии

• Точечная или местная

К такому виду разрушения предрасположена сталь неоднородная по своему химическому составу. Такая коррозия развивается в слабо ржавеющих сталях типа Х12МФ или в сварных швах, обедненных хромом. Обуславливается также и условиями эксплуатации.

Местная коррозия металла

• Межкристаллитная или ножевая

Наиболее опасный вид коррозии. Разрушение происходит по границам зерен металла по всей толщине. Подвержены этому «заболеванию» аустенитные (нержавеющие) стали, подвергающиеся продолжительному нагреву свыше 600 ºС, в том числе и свариванию.

Межкристаллитная коррозия металла

Гальваническая пара также способствует этому виду разрушения: сварное соединение после расплавления меняет свой химический состав и при воздействии на него электролита, в качестве которого может выступать даже вода, истощается в первую очередь. Такой вид коррозии «работает» одновременно может работать на большой площади металла, который разрушается даже при небольшой нагрузке.

Первостепенная задача, после термомеханической обработки — защита сварных швов от коррозии всех видов.

Способы защиты соединений от коррозии

Защита сварных швов от коррозии ГОСТ 9 402-2004 проводится двумя типами покрытий:

• неметаллическим: лакокрасочными материалами, дополнительно придающими эстетичный внешний вид;
• металлическим: анодирование, лужение, наплавление коррозионно-стойких материалов, лакокрасочные материалы на металлической основе.

Наносится антикоррозионная защита сварных соединений после многостадийной обработки поверхности, которая направлена на устранение оксидной пленки и мелкодисперсной пыли впоследствии вызывающие подпленочную коррозию.

Эффект от антикоррозийного покрытия шва

Процесс может состоять из нескольких этапов:

1. Механическая обработка поверхности.
2. Химическая или электрохимическая обработка поверхности с образованием устойчивых соединений, увеличивающих коэффициент сцепления между двумя разнородными материалами:
   1. для черных металлов: фосфатирование, хроматирование, пассивирование, воронение;
   2. для цветных металлов: лужение, щелочное травление + осветление.

Для аустенитных сталей проводится дополнительная термомеханическая защита сварных швов от коррозии, нержавейка в этом отношении зависит от содержания хрома. При процентном содержании хрома до 12 %, он находится в зерне металла, а на его границах это количество снижено, что приводит к увеличению карбидных и интерметаллидных соединений. В то время как само зерно остается в пассивном состоянии, границы начинают свободно реагировать. Для стабилизации структуры проводят термическую обработку стали, нагревая ее до 600 ºC и быстро охлаждая, что приводит к упрочнению межкристаллитных связей за счет образования карбидов хрома на границах.

Защита сварных швов от коррозии на авто являет собой совершенно другой принцип. Это низкоуглеродистый штампованный металл, с большим количеством внутренних напряжений. Здесь технология выбирается в зависимости от характера и размера повреждения. Главным критерием является, испытывают ли детали какую-либо нагрузку. Обработка швов корпуса автомобиля проводится двумя способами:

• металлическими припоями (лужение):
  • олово–свинцовые — используются для ненагруженных деталей;
  • латунные — используются для стыков, подвергающихся механическим нагрузкам;
• шпаклевочными материалами.

Лужение сварочного шва представляет собой заполнение неровностей латунным или оловянно–свинцовым припоем (олово в чистом виде при температуре -10º С окисляется и превращается в серый порошок).»

Перед нанесением поверхность очищается от ржавчины, мелкодисперсной пыли, после чего на поверхность наносят флюс, исключающий окисление, и нагревают горелкой. Припой изготавливается в виде прутков. Температуры нагретого металла превышает температуру плавления припоя, который сразу же схватывается с поверхностью. Лишний материал снимают рашпилем и шлифуют поверхность.

Защита сварных швов от коррозии под землей заключается в термической обработке (отпуску) сварного соединения, как правило, это относится к магистральным трубопроводам, которые изготавливаются из углеродистого легированного металла или нержавеющей стали. Углеродистый металл общего назначения, не требует такой обработки и сразу подвергается изоляции материалами, изготовленными на основе битума, стекла, полимеров.

Защита сварных швов от коррозии в авиации основывается на технических свойствах алюминиевых сплавов, которые являют собой основу всего самолетостроения. Алюминий, являясь наиболее близко расположенным к кислороду элементом, проявляет высокую активность при взаимодействии, что исключает возможность сваривания металла в незащищенной атмосфере. В самолетостроении важно максимально точно сохранить однородность сплава, для чего используют магнитно–импульсную сварку. Особенность ее заключается в мгновенном расплавлении (0,1-0,2 сек) и соединении двух частей, при котором очень плотное прилегание двух поверхностей исключает влияния чужеродных примесей на зону плавления. Эту же технологию применяют для труб ответственного значения.

Вывод

Существующие технологии представляют собой две стадии защиты:

• Стабилизацию структуры термической обработкой (используется ограниченно, в легированных сплавах);
• Нанесение различных коррозионно-устойчивых покрытий на защищаемую поверхность (применяется для всех видов сплавов).

Задача покрытия состоит в том, чтобы создать максимально прилегающий к основе слой, исключить на него воздействие кислорода. По-сути это можно назвать изоляционным слоем. Тем не менее, устранить корродирование полностью невозможно, все направленные меры способны только увеличить длительность этого процесса во времени.

Docent86 › Блог › Борьба с ржавчиной. Моё мнение. Часть 3. Нюансы сварки.

Всем доброго времени суток!

А мы продолжаем бороться со ржавчиной. Мы долго выгрызали её наждачкой и ёршиками в первой части, травили преобразователем во второй и в итоге получили дырку.
Не аккуратное отверстие в нужном месте а именно дырку там где её быть не должно((

Выход один — сварка.
Я уже писал раньше про то что если металл поело более чем на половину толщины то спасти его уже не получится. Но вера умирает последней)))

Поэтому придётся варить. Варианты нетрадиционного применения жести от холодильника с заклёпками, тряпок, газет со смолой и т.п. я не хочу и не буду рассматривать и тем более применять!

Не знаю как вы, а я варить не особо умею, и сварочника у меня своего нету.

Собственно это кузовщик из того самого дружественного сервиса где я раньше работал.
Вот кстати пример его работы:
www.drive2.ru/l/1413963/
www.drive2.ru/l/1664785/

Собственно и вам советую поступить так.
Заранее договориться, заехать на осмотр, обсудить нюансы.
Кстати, можно попробовать договориться о том что вы сами всё подготовите, срежете гниль, зачистите, сделаете заготовки латок. А сварной просто обварит их с лёгкой подгонкой по месту.

Заодно присмотритесь чем он работает, как у него получается)))

Если вы не увидите у него полуавтомата, а вместо него будет автоген или он вообще варит электродами то БЕГИТЕ ОТТУДА! Он сделает только хуже!

Но даже если у него есть полуавтомат, но руки растут ниже талии и он варит вот так

В общем… сами знаете что делать)))

Большинство кузовщиков предлагают переварить не весь порог, а только нижнюю часть.
Как например тут

Не советую соглашаться, фигня получится!

Подготовка довольно важный момент! Требует немало времени, но от неё будет зависеть конечный результат.

Вырезать ржавчину лучше с запасом. Оставлять только живой металл!

А менялся вот такой кусок

Для латок по цене стакана семечек можно найти битый капот, дверь, крышу.
ИМХО железо с немцев первой половины 90-х годов идеальный вариант!
Где найти? На разборке или у тех кто продаёт свою битую машину.

По сварке не важно днище это, порог или крыло. есть 3 основных нюанса:
1) Варить только встык! Если латка приварена внахлёст то образуется полость обработать которую скорее всего не получится. Из-за этого она быстро сгниёт!
2) Шов должен быть сплошным! Если просто прихватить а потом обмазать антикором то толку от такого ремонта будет мало! Варить естественно не за один подход, давая остыть поверхности, иначе поведёт, поверхность станет волнистой!
Вот пример толкового шва

Хоть керосином проливай!

3) Сварные швы должны быть очень хорошо вычищены и правильно обработаны с ОБЕИХ сторон. Вот тут можно посмотреть что довольно скоро происходит если не обработать изнутри Сгниёт очень быстро!

Отдельная песня по порогам.
Большинство кузовщиков предлагают переварить не весь порог, а только нижнюю часть.
Как например тут

Многие вообще так латают

А многие лепят с кусков

Лично я не вижу смысла менять порог кусками. Только целиком!

Многие недоумевали почему вот тут я менял у себя порог целиком, хотя можно было обойтись двумя латками 50*200мм! Ответ простой! Пороги гниют в местах повреждения, в 99% случаев это в месте установки домкрата. Снаружи мы видим прогнившую дырочку, но когда демонтируем старый порог то увидим что усилитель порога в этом месте также ржавый или гнилой. Если забить на это дело то за года 2 он сгниёт полностью и при очередной попытке поддомкратить машину домкрат провалится внутрь. Причём произойдёт это в самый неподходящий момент, неожиданно и скорее всего будет сопутствующее попадание на бабло или здоровье… Нафиг! Нафиг!

Резать внешний короб порога и через эти технологические окна ремонтировать порог — не мой вариант! Придётся потом шпатлевать. А шпатлю на порогах и бамперах я не преемлю! Ибо сколется она довольно быстро!

Поэтому ИМХО лучше поменять внешнюю часть порога, или накладку целиком.
Да, я знаю что продаваемые на рынках накладки гораздо хуже заводских, они тоньше. Но они не являются усилителем и силовой нагрузки на них нет.
Лучше целая, грамотно приваренная и заантикоренная «Дания» чем родное гнильё под слоем шпатли, да ещё и с сопутствующими косяками!

Почему Дания? А потому что единственное нормальное ремонтное железо на нашем рынке это KLOKKERHOLM. А в ковычках потому как слабо я верю в то что это Дания)))

Можно конечно заказать порог на заводе, из металла любой толщины, но это будет прямой короб, без торцов и выштамповок под стойки и т.п. А на большинстве машин пороги очень непростой формы! Делать их самому это кроилово…

Вот кстати как выглядят эти ремонтные пороги:

Думаю суть понятна.

Демонтируем старый порог, высверливая заводские точки сварки.
Для таких целей советую купить специальное сверло для точечной сварки, или посмотреть заточить обычное сверло вот так:

Преимущество у него в том что оно позволяет срезать точку не просверлив при этом лишнего!

Я не раз демонтировал пороги с разных авто, сам, или видел как это делали другие. У всех подгулявший усилитель который требует ремонта.

Так было и в моём случае.

Согласитесь так лучше?

Швы необходимо зачищать даже там где этого и видно то не будет!

Для усилителей и поддомкратников естественно берётся более толстый металл!

Пока порог снят нужно вычистить и прокрасить всё внутри. Только не перестараться, иначе потом будет плохо варить, да и загореться эта гадость может!

Сам же ремонтный порог также нужны вычистить от транспортировочного грунта и прокрасить изнутри.

ДА! Почти все ремонтное железо идёт в чёрном грунте. Грунт этот транспортировочный, красить по нём нельзя! Его надо полностью вычистить и перекрасить нормальным.
Зачастую под этим чёрным грунтом даже ржавчина встречается!
Бывают ещё и оцинкованные, но мой кузовщик о них очень плохо отзывается. И варятся они плохо, и кривые до безобразия. Хотя производитель у них один.

Не зря говорят век живи — век учись.

Недавно я узнал об одной классной штуке.
Называется сварочный грунт.

Аннотация к нему:
Представляет собой насыщенное цинком сварочное покрытие для точечной и дуговой сварки. Позволяет восстановить заводскую защиту металлических деталей автомобиля и существенно сокращает риск возникновения коррозии в местах сварки. Детали могут быть сварены в течение 20 мин после нанесения.
• Прост в использовании.
• Подходит для любых сварочных кузовных работ.
• Наносится быстро, легко и без потеков.
• Превосходно распыляется и не течет.
• Обеспечивает минимальное разбрызгивание металла при сварке.

Если кратко то суть его в том что он не выгорает при сварке и защищает свариваемые детали.
Наносится он на место шва

Выпускает его несколько фирм. Однако из общедоступных заслуживают уважения всего две:

1) U-pol weld #2 и
2) 3M™ Weld Thru II (50410)

Стоят они недёшево, порядка 20-30 баксов, но они того стоят!

Когда я делал свою машину то не знал про него, жалею об этом)))

Зато я нашёл ему другое применение. Он термостойкий! Я грунтую им суппорта перед покраской термостойкой краской))

После переварки порогов я обрабатываю их изнутри. для того что бы это можно сделать максимально качественно я сверлю отверстия

Отверстия напротив отверстий в усилителе, это позволяет хорошенько обработать порог изнутри!

Защита сварного шва от коррозии после сварки

Коррозия представляет большую опасность для металла. Это процесс приводит к его постепенному разрушению, выходу из строя крупных металлоконструкций. Ситуация представляет опасность для человека и оборудования.

Но коррозия металла часто связывается только с его поверхностью. Это неверно.

Ржавчина может развиваться и в сварных швах. Даже если лист или стальная деталь хорошо защищены от коррозионного поражения, опасность для мест соединения остается высокой.

Чтобы не допустить развития процесса, потребуется защита сварных швов от коррозии. Рассмотрим, каким образом обеспечить безопасность и на что стоит обратить внимание в первую очередь.

Особенности развития коррозии в местах сварного соединения

Чтобы понять причины появления и прогрессирования коррозии, нужно учитывать особенности процесса сваривания. Чтобы соединить листы или стальные детали между собой используется сварочная проволока.

Для изготовления проволоки выбирают сплавы с высокой устойчивостью к высоким температурам.

Главная задача сварщика – не допустить деформации, разъединения места шва.

Защита от ржавчины отходит на второй план, при том, что шовные кромки превращаются в коррозийно-активную область.

Есть несколько факторов, которые стимулируют постепенное развитие коррозии в процессе сварки:

• Нагрев. Высокие температуры в такой ситуации выступают в качестве катализатора окислительного процесса.
• Сильное локальное напряжение. Также провоцирует коррозию, представляет собой механическую нагрузку, которую очень сложно выдержать материалу.
• Микродефекты. Даже у самых опытных сварщиков такие дефекты присутствуют в работе. Там где есть дефекты, остается много места для оседания катализаторов окисления. Особенно это актуально при использовании изделия на открытом воздухе.
• Неоднородность соединения металлов. Часто это становится причиной появления электрохимической коррозии.

Еще один фактор риска – остатки флюсов, которые часто есть на металле после того, как сварка уже закончилась. При попадании воды, создается активная среда, запускается кислотный коррозийный процесс.

Как не допустить коррозии шва

Защита сварного шва от коррозии после сварки – ключ к длительному использованию детали или металлоконструкции. Важно быстро обработать соединительный участок после того, как мастер закончил сваривать.

Процессы разрушения материала запускаются очень быстро, потому дорога каждая минута.

Есть несколько главных защитных мер:

• Отжиг. Нужен для того, чтобы убрать внутреннее напряжение в металле. Иногда отжиг не удается выполнить – в этом случае стоит искать альтернативные методы, которые бы не повредили деталь.
• Зачистка и шлифовка. Выполняются механическим способом. Это убирает неровности, микродефекты, позволяет уменьшить сечение шва. Здесь стоит учитывать влияние шлифования на общую прочность и следить за тем, сколько металла снимается в процессе.
• Поверхностная обработка. Есть специальные составы, которые позволяют убрать неизбежно образующиеся при сваривании продукты окисления, флюс. Обычно они создаются на основании ортофосфорной кислоты. Она отлично растворяет все потенциальные катализаторы коррозии, при этом помогает создать пассивирующий слой на поверхности.
• Нанесение защитного состава. Его можно наносить только на заранее подготовленную и обезжиренную поверхность. Не допускается использование с влажным металлом – место обработки требуется просушить.

В продаже есть много специальных защитных составов, которые включают в себя преобразователи ржавчины. Они вступают во взаимодействие с окалиной, гидроксидом железа, быстро проникают в оставшиеся на материале микротрещины.

Также может наноситься дополнительное защитное покрытие, которое не допускает контакта с потенциальными катализаторами коррозии.

Если все защитные меры были выполнены правильно, на сварных соединениях не будет возникать коррозия. Исследования показывают, что в таком состоянии шов может оставаться целым на протяжении более 50 лет.

Чем обработать сварные швы

Сварка — давно известный метод скрепления металлических конструкций. У него много преимуществ, но есть и недостатки, причем такие, что могут легко испортить всю проделанную ранее работу. Чтобы свести влияние этих недостатков к минимуму, используются разные методы защиты металлических конструкций. Среди них — обработка сварного шва. О ней и рассказывается далее.

В чем необходимость обработки?

Сварка влияет на скрепляемые металлические конструкции, больше, чем кажется. В этот момент у деталей появляется большое внутреннее напряжение. А из-за него те могут деформироваться и становиться более хрупкими, что приводит к быстрому разрушению.

Также сварка влияет на химические, физические и механические свойства металлов, так как неравномерный нагрев деталей в процессе скрепления приводит к нарушению кристаллической решетки материала.

Чтобы вернуть деталям потерянные свойства, делается обработка в местах скрепления. Зачистка помогает не только укрепить конструкцию, увеличить ее пластичность, но также защитить сварные швы от коррозии и ржавчины.

Способы обработки сварных швов

Зачистка сварных участков — процесс непростой, требующий от человека навыков, а иногда и сложного оборудования. Первое, что необходимо делать при каждой обработке сварных зон — выбрать способ. Основных всего три:

• Механический. Предполагает, что участки будут зачищаться инструментами вручную. Эффективно убирает окалину.
• Термический. Здесь нужно нагревание и охлаждение по схеме, подбираемой по материалу детали. Она нагревается либо полностью, либо только в области зачистки.
• Химический. На участок наносится состав, который укрепляет его, защищает от коррозии. Обычно этот способ применяется на тех деталях, которые используются в активных средах.

Нельзя сказать, какой метод зачистки сварных швов после сварки лучший, так как каждый будет чем-то полезен.

Нередки ситуации, когда последовательно применяют все три способа на один и тот же шов.

Термическая обработка

Чаще всего термическая зачистка подходит для конструкций с тонкими стенками, например, трубопроводов, корпусов реакторов, сосудов давления и т. д.

Процедура восстановит прочность материала, снизит влияние на швы внутреннего напряжения металла, а также обеспечит стыкам долговечность. А из-за этого станет надежнее и вся конструкция. Но все эти преимущества можно получить, если работу выполнит специалист. Ведь малейшая ошибка приведет к дефектам, которые невозможно будет исправить. Также важно, чтобы во время термической зачистки использовались качественные инструменты, однако, они будут очень требовательны к энергии, это тоже потребуется учесть.

Сама технология термической зачистки швов предполагает, что сначала деталь будет нагреваться, а потом охлаждаться с соблюдением правильного температурного режима.

Процесс термообработки предполагает, что сначала область вокруг шва и он сам нагреваются. В этом состоянии деталь находится в течение времени (зависит от метода обработки), а потом охлаждается.

Так как температура нагрева будет зависеть от толщины сварного участка, а также вида самой конструкции, предполагаются разные способы термической зачистки.

Оборудование

Для металлических деталей небольших размеров обычно используются муфельные печи, но чаще все же пользуются индукционным, газовым или радиационным методом.

Так, для индукционной обработки нужен генератор переменного тока (высокочастотный). На деталь, которую нужно нагреть, наматывается нагревающаяся катушка индуктивности.

Для газового метода потребуется горелка. Основной сложностью здесь будет направить и сформировать факел так, чтобы необходимый участок получил равномерное нагревание.

При радиационном методе нагревание будет производиться нихромовой проволокой инфракрасного излучения, через которую проходит ток.

Так как технология термической зачистки швов предполагает нагревание детали до определенной температуры, дополнительно потребуется оборудование, которое будет эту температуру контролировать. Надежнее всего использовать пирометры и тепловизоры, что могут работать на расстоянии. Также применяются термокарандаши и термокраски, след которых меняет цвет в зависимости от изменений температуры. За этим нужно будет непрерывно следить и ждать появления нужного оттенка.

Виды термообработки

Термообработка потребует выбора оборудования и определения подходящего вида нагрева. Сначала нужен предварительный нагрев. Такая обработка применяется перед сваркой конструкций и предполагает нагревание — до 150-200 °C. Далее применяется один из методов:

• Высокий отпуск — это нагревание от 650 до 750 °C в зависимости от стали, а потом поддержка этой температуры в течение 5 часов.
• При нормализации потребуется температура от 950 °C, в основном эта обработка применяется для углеродистой стали. После того как сварные участки будут выдержаны, они остужаются в естественных условиях.
• Аустенизация предполагает температуры от 1050 °C, под которыми шов держится час, а потом остужается охлаждающими средствами. Часто этот вид температурной обработки используется для конструкций из аустенитных сталей.
• Стабилизация похожа на аустенизацию, только применяются меньшие температуры.

Останется только термический отдых, когда металл прогревается до температуры в 250-300 °C, что снимает напряжение со сварного участка, снижая содержание диффузного водорода.

Механическая обработка — зачистка

Зачистка сварных швов после сварки механическим путем тоже предполагает несколько видов. Но они зависят не от типа металла, а от оборудования, используемого для зачистки сварных участков.

Если заняться механической зачисткой, придется шлифовать деталь болгаркой или шлифовальным устройством. При обработке болгаркой дополнительно потребуется выбрать насадку — лепестковую или абразивную.

Болгарка используется чаще, поэтому перед тем, как говорить о том, чем зачистить сварочный шов, стоит упомянуть о правилах выбора насадок:

• Важно определить нужный материал шлифовального круга. Для зачистки сварных деталей обычно берут круги из цирконата алюминия.
• Размеры зерен тоже важны, более того, лучше всего зачищать швы несколькими насадками. Крупные зерна уберут крупные окалины, а самые мелкие зерна подойдут для заключительной шлифовки.
• Лучше брать круги с тканевыми лепестками.
• Иногда для шлифовальной машины могут потребоваться борфрезы, чтобы зачищать труднодоступные участки.

Механическая обработка сварных швов наиболее часто встречается на автомобилях, когда нужно устранить окалины, оксидную пленку, заусенцы и другие дефекты, которые могут повлиять на прочность корпуса.

Также большинство деталей, которым потребуется дополнительная окраска, должны пройти обработку механическим путем.

Химическая обработка

Здесь зачистка сварных участков будет проводиться только путем травления или пассивацией.

Травление швов проводится перед механической шлифовкой. Для этого используют химические составы, которые создают на местах соединения антикоррозийное покрытие. С помощью травления можно устранить с металлических конструкций окисленные никель и хром, которые вызовут ржавчину, если их оставить.

То, как будут использоваться средства для травления, зависит от величины участков, которые нужно защитить, а также типа металла. Это повлияет на время обработки и то, будет ли деталь полностью помещаться в травильный раствор или им будет покрываться нужная небольшая часть.

Другим методом очистки сварных участков будет пассивация. Здесь используемые составы, оксиданты, будут мягко снимать свободный металл с поверхности, а после образуют устойчивую к коррозии пленку.

Однако, при обработке пассивацией используются сильные реагенты. Поэтому после их остатки нужно смыть с металлической детали, а воду, в которой проводилось промывание, правильно утилизировать.

Сам раствор, которым проводилась пассивация, будет содержать кислоты. Его нужно нейтрализовать щелочью, после профильтровать, а потом утилизировать по нормам.

Техника безопасности

Делать зачистку сварных швов можно только в спецформе, с соблюдением всех правил техники безопасности. Так, при работе с химией защищают руки, органы дыхания, глаза.

Проводит такие работы специалист с образованием и навыками, старше 18 лет.

Сварные участки защищаются, так как это одни из самых хрупких мест любой металлической конструкции. И если их можно укрепить, стоит приложить максимум усилий для того, чтобы свариваемая конструкция прожила как можно дольше. Для этого и существуют способы зачистки сварных швов, описанные в этом материале.

Пассивация сварных швов нержавеющей стали: сравнение химического и электрохимического способов

Статья обновлена и дополнена: 30 Мая, 2021

Поверхность нержавейки имеет защитный слой, который может быть нарушен в результате воздействия сварки. Для его восстановления и для того чтобы защитить поверхность нержавеющей стали, в том числе сварные швы, от разрушения из-за воздействия коррозии и ржавления, применяется специальная обработка – пассивация. Как итог образуется слой, стойкий к внешнему воздействию. Если качество пассивации сварных швов нержавеющей стали высокое, то получается ровный защитный слой, демонстрирующий одинаковую плотность на различных участках.

Цели пассивации сварных швов нержавеющей стали

Для пассивации нержавейки и швов, образующихся на ней после сварки, применяют растворы различных металлов. В результате происходит создание фазовых слоёв, обладающих новыми свойствами. Слои являются более стойкими к процессам окисления и позволяют защитить сталь от разрушающего воздействия коррозии. Применение такой обработки позволяет достичь следующих целей:

1. Прекращаются процессы разрушения верхнего слоя металла;
2. Равномерно сглаживается внешний слой детали, происходит удаление царапин и заусенцев;
3. Созданные сварные соединения защищаются таким образом от потери прочности;
4. В некоторых случаях после обработки металл становится более эластичным, снижается его хрупкость;
5. Создание защитной плёнки позволяет в дальнейшем не опасаться разрушительного действия коррозии;
6. Осуществляется нанесение слоя, который улучшает декоративные свойства предмета и улучшает его потребительские качества;
7. Существенно повышается срок службы изделий.

Проведение пассивации сварных швов особенно важно для трудносвариваемых металлов: эта процедура позволяет обеспечить герметичность соединений. Использование пассивирования важно, поскольку даже воздух может рассматриваться в качестве агрессивной среды.

Особенно часто пассивирование нержавеющей стали применяется для защиты трубных конструкций, деталей крепления, элементов конструкций, которые должны постоянно соприкасаться с морской водой.

Однако при выполнении пассивации нужно учитывать, что она желательна не во всех случаях. Иногда она отрицательно воздействует на прочность стали. Поэтому, принимая решение о проведении пассивации, нужно учитывать все особенности обрабатываемого материала и применяемого метода пассивации.

Химическая пассивация сварных швов нержавеющей стали

При сварке нарушается верхний слой нержавеющей стали в местах соединения. Это делает нержавейку особенно уязвимой к коррозии. Проведение пассивации позволяет надёжно защитить сварочные соединения. При процедуре химической пассивации происходит использование ионов солей, имеющих отрицательный заряд. Они притягиваются к атомам металла, образуя новое химическое соединение (хим пас), обладающее повышенной устойчивостью к коррозии.

Технология химической пассивации швов нержавейки

Процедуре пассивации сварных швов нержавеющей стали предшествуют очистка (обезжиривание) швов и их травление.

Небольшие швы обрабатываются точечно, то есть средство наносят на то место, где требуется зачистка. Иногда для достижения хорошего результата деталь опускают в раствор полностью и оставляют на несколько часов — используется метод погружения. Время рассчитывается индивидуально для каждой отдельной детали и марки стали.

Перед началом процедуры химической пассивации швов (хим пас покрытие нержавейки) необходимо тщательно очистить швы: могут, например, остаться следы химических загрязнений, такие как масляная плёнка и другие вещества. Их нужно тщательно «отмыть»: процедура называется «обезжиривание». Если остались твёрдые загрязнения, для их удаления потребуется проведение механической обработки.

Следующим шагом является травление. После сварки происходит обеднение защитного слоя металла и образуется слой, цвет которого вследствие термических процессов отличается от общего цвета поверхности стали. Этот повреждённый слой удаляют, однако, если это сделать механическим путём, то возникнут абразивные частицы, которые снизят качество дальнейшей обработки. Поэтому предпочтительным является использование травильных растворов фтористо-водородной или азотной кислоты. Они удаляют не только обеднённый слой, но и различные загрязняющие вещества, в том числе, мелкие частицы железа или масляные плёнки.

Подробнее применяемые методы травления нержавеющей стали описаны в статье «Травление и пассивация нержавеющей стали».

При проведении травления важно тщательно соблюдать температурный режим работы. Если действия производятся при пониженной температуре, то это увеличивает продолжительность обработки. При невозможности естественным путём обеспечить наличие нужной температуры, применяют циркуляционный подогрев раствора. Однако, в то время как большие поверхности металла обычно травят с использованием жидких растворов, то конкретно для химического травления сварных швов нержавейки используют специальные пасты с нанесением кислотостойкой кистью для травления и пассивации – происходит так называемая местная обработка.

Далее необходимо нейтрализовать химическое действие используемого раствора. Для этого производят промывку специальными веществами. Обычно для этой цели используют трёхпроцентный раствор аммиака с добавкой олеиновой кислоты и гидроксида натрия. Если не нейтрализовать травильный раствор и на нержавейке останутся его пятна, то качество полученной защитной плёнки снизится. После этого нужно полностью высушить изделие. Это делают в специальных камерах, где происходит обдувание прогретым воздухом.

Убедиться в качестве проделанной работы можно несколькими способами, однако одним из наиболее распространённых является обработка защитного слоя при помощи раствора ферроцианида калия в азотной кислоте. В тех местах, где защитный слой недостаточно надёжный, после обработки поверхность примет характерный синий цвет. Этот вид проверки химического пассивирования швов нержавеющей стали считается достаточно надёжным и применяется в большинстве случаев. Проведение такой обработки позволяет быстро получить результаты. Однако для этой цели можно применить более простой способ. Если поместить деталь в воду и продержать в течение определённого времени, то на плохо обработанных участках появятся пятна ржавчины.

После подготовительной работы можно, наконец, приступить к процедуре пассивации сварных швов нержавейки. Ее выполняют после травления для восстановления легирующего слоя на поверхности. Именно этот пассивный слой служит основной причиной коррозионной стойкости нержавеющей стали.

Пассивирование подразумевает применение химических средств, задача которых состоит в образовании защитной пленки на месте соединения. После пассивации поверхность приобретает антикоррозийные свойства, и, как следствие, увеличивается надежность готового изделия.

Средства для химической пассивации сварных швов нержавейки

Химическая пассивация швов нержавеющей стали – это процесс регенерации исходных характеристик нержавеющей стали в отношении коррозионной стойкости. Химический состав подбирается в зависимости от особенностей стали, и требуется подобрать наиболее эффективное вещество, так называемый пассиватор для нержавеющей стали.

Пассивацию можно выполнить тремя различными способами:

• Нанесением кистью гелей/паст;
• Распылением с помощью соответствующего насоса;
• Погружением в ванну.

В качестве средств для пассивации нержавейки часто используются растворы солей различных металлов. Также популярностью пользуется пассивация сварных швов нержавейки кислотами. В качестве пассивирующих кислот могут использоваться азотная, серная, ортофосфорная и лимонная кислоты. Чтобы повысить эффективность, применяются различные добавки. Иногда раствор дополнительно содержит небольшое количество бихромата натрия.

Электрохимическая пассивация швов нержавейки

Одним из способов пассивации сварных швов нержавеющей стали является электрохимический метод. Согласно технологии, происходит воздействие на околошовную зону с помощью электрического тока и специально разработанных электролитов для очистки, травления, пассивации и полировки нержавеющей стали. Когда ток протекает через раствор, происходят изменения химического состава участвующих в реакции веществ.

При удалении цветов побежалости со швов нержавейки поверхность не портится, это значит, что если вы используете «зеркальную» сталь, то после обработки вы не увидите в околошовной зоне матовых, тусклых пятен, какие могут оставаться при использовании азотосодержащих травильных паст. Также при электрохимической пассивации сварных швов нержавеющей стали ничего не происходит и с матовой, и со шлифованной поверхностью. При этом после обработки швов с помощью этой технологии полностью восстанавливается легирующий (пассивный) слой нержавеющей стали, который при дальнейшей эксплуатации защищает поверхность стали от коррозии.

Аппарат для пассивации сварных швов

Сварные швы нержавеющей стали можно очистить и запассивировать при помощи специального оборудования, одним из примеров которого являются аппараты для сварных швов серии SteelGuard. Данные установки предназначены для выполнения очистки сварных швов нержавеющей стали, включая финальные функции пассивации и полировки швов нержавейки.

Такое оборудование, как аппарат для электрохимической очистки швов SteelGuard 685, позволяют контролировать необходимую силу тока, благодаря чему можно эффективно работать на любом типе поверхности, не опасаясь повредить металл при прикосновении голого электрода, что раньше оставляло непоправимый след и портило поверхность нержавеющей стали.

Кейс нашей компании по замене химического метода пассивации сварных швов на электрохимический на пищевом производстве можно увидеть в статье
«Аппарат для пассивации сварных швов на пищевом производстве ПТК НИКА».

Сравнение химической и электрохимической пассивации: выводы

По сравнению с химической пассивацией сварных швов нержавейки, при использовании электрохимического способа время обработки относительно невелико, а качество полученного защитного слоя выше. Метод более затратен в финансовом плане, однако предпочтителен при достаточных объемах – например, на производствах любых масштабов. Приобретение аппарата для электрохимической очистки швов может стать серьезным улучшением производственного процесса.