Was verursacht, dass die Schweißnähte aus Edelstahl nach dem Beizen und Passivieren erneut rostig werden?

Das erneute Rostwerden von Edelstahlschweißnähten nach Beiz- und Passivierungsprozessen ist das Ergebnis der kombinierten Wirkung unvollständiger oder beschädigter Passivierungsschichten und des Eindringens externer korrosiver Medien. Die Kernursachen können in drei Kategorien eingeteilt werden: Prozessführung, Material selbst und anschließender Schutz. Die entsprechenden Lösungen sollten sich auf "Vervollständigung der Passivierungsschicht" und "Blockierung der Korrosionsquelle" konzentrieren. 

I. Kernursachen des Rostens

1. Unzureichende Durchführung des Beiz- und Passivierungsprozesses: Dies ist die häufigste Ursache und führt direkt zur unvollständigen Bildung der Passivierungsschicht.

2. Unvollständiges Beizen: Zunderschicht, Schweißschlacke und Anlassfärbung in der wärmebeeinflussten Zone an der Schweißnaht werden nicht vollständig entfernt. Restoxide können zu Korrosionsstellen werden und die Kontinuität der Passivierungsschicht stören.

3. Unzureichende Konzentration und Dauer der Passivierungslösung: Falsches Verhältnis der Passivierungslösung (z. B. zu niedrige Salpetersäurekonzentration) oder zu kurze Tauchzeit verhindern die Bildung einer dicken und dichten Passivierungsschicht auf der Edelstahloberfläche. Es wird nur eine schwache Schutzschicht gebildet, die leicht von korrosiven Medien durchdrungen werden kann.

4. Unvollständige Reinigung: Säure- und Passivierungslösungsreste auf der Oberfläche nach Beizen und Passivierung werden nicht gründlich abgespült. Verbleibende Elektrolyte können in feuchter Umgebung elektrochemische Korrosion verursachen, die sich als lokales Rostflecken zeigt.

5. Umweltverschmutzung während des Betriebs: Beim Beizen und Passivieren kommt das Werkstück mit Kohlenstoffstahlwerkzeugen oder -halterungen in Kontakt, oder es gibt Eisenionenstaub in der Umgebung. An der Edelstahloberfläche haftende Eisenionen bilden "Eisenkontaminationspunkte", die als Korrosionsanoden wirken und Lochfraß und Rostbildung verursachen.

6. Eigenheiten von Material und Struktur der Schweißnaht selbst

7. Verbrennung von Legierungselementen in der Schweißnaht: Beim Schweißen werden Kernbestandteile für die Passivierung wie Chrom und Nickel verbrannt oder verdünnt, wodurch die Korrosionsbeständigkeit des Schweißnahtbereichs im Vergleich zum Grundmaterial verringert wird. Die Bildung des Passivierungsfilms wird schwieriger, und selbst nach der Passivierung ist die Schweißnaht anfälliger für Korrosion.

8. Porosität, Schlackeneinschlüsse und Risse in der Schweißnaht: Diese Fehler dienen als "Versteckplätze" für korrosive Medien. Beiz- und Passivierungslösungen können nicht in das Innere der Fehler eindringen, was die Bildung eines Passivierungfilms an diesen Stellen verhindert und zu bevorzugter Korrosion während der Nutzung führt.

9. Sensibilisierung der wärmebeeinflussten Zone nach dem Schweißen: Nach dem Schweißen von Edelstahl bleibt die wärmebeeinflusste Zone im Temperaturbereich von 450-850°C, was zur Ausscheidung von Chromkarbid und Chromverarmung an den Korngrenzen führt und die Korrosionsbeständigkeit erheblich verringert. Die Passivierungsbehandlung kann dieses interkristalline Korrosionsrisiko nicht vollständig ausgleichen, was zu Rostbildung entlang der Korngrenzen führt.

10. Unsachgemäße Lagerung und Nutzungumgebung

11. Feuchte und korrosive Lagerumgebung: Werkstücke nach der Beiz- und Passivierungsbehandlung werden nicht rechtzeitig getrocknet oder in Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit und korrosiven Medien wie Chloridionen gelagert (z. B. Salznebel in Küstenregionen oder chemischen Umgebungen). Chloridionen können den Passivierungsfilm destabilisieren und zu Lochfraß und Rostbildung führen.

12. Fehlende anschließende Schutzmaßnahmen: Bei Werkstücken, die über einen langen Zeitraum gelagert oder in rauen Umgebungen eingesetzt werden, reicht allein die Beiz- und Passivierungsschicht nicht aus, um Korrosion zu widerstehen. Ohne die Anwendung von Rostschutzmitteln oder die Durchführung einer Versiegelungsbehandlung beschleunigt sich das Rosten. 

II. Zielgerichtete Lösungen

Optimierung der Beiz- und Passivierungsprozesse, um vollständige Passivierungsschichten sicherzustellen

Grundlegende Vorbehandlung: Vor der Passivierung sollten die Schweißnähte geschliffen werden, um Schlacke, Zunder und Anlassfarbe zu entfernen. Bei Bedarf kann mechanische Politur angewendet werden, um eine glatte Oberfläche zu gewährleisten. Verwenden Sie Edelstahl-Schleifwerkzeuge, um eine Eisenionen-Kontamination zu vermeiden.

Präzise Steuerung der Passivierungsparameter: Wählen Sie geeignete Passivierungslösungen basierend auf der Edelstahlgüte (z.B. 304, 316L), üblicherweise werden Salpetersäure-Flußsäure-Systeme oder spezielle Edelstahl-Passivierungsmittel verwendet. Kontrollieren Sie strikt die Passivierungstemperatur (Raumtemperatur oder 50-60°C) und die Zeit (im Allgemeinen 10-30 Minuten), um eine Passivierungsschichtdicke von 5-10nm sicherzustellen.

Verbessern Sie die Reinigung und Trocknung nach der Behandlung: Nach der Passivierung spülen Sie die Oberfläche mit fließendem Wasser ab, neutralisieren dann die restlichen Säuren mit einer schwach alkalischen Lösung (z. B. 5%ige Natriumcarbonatlösung) und spülen schließlich mit deionisiertem Wasser ab. Trocknen Sie sofort mit Heißluft oder im Ofen nach dem Spülen, um die Feuchtigkeitsretention auf der Oberfläche zu vermeiden.

Testen Sie die Qualität der Passivierungsschicht: Verwenden Sie die Blaupunktsmethode, um die Integrität der Passivierungsschicht zu überprüfen - applizieren Sie Kaliumferricyanidlösung auf die Schweißnahtoberfläche. Wenn keine blauen Punkte erscheinen, ist die Passivierungsschicht qualifiziert; wenn blauen Punkte vorhanden sind, wiederholen Sie die Beizung und Passivierung.

Verbessern Sie die Schweißtechniken, um die Korrosionsbeständigkeit der Schweißnähte zu verbessern

Wählen Sie passende Schweißmaterialien: Verwenden Sie Edelstahl-Drähte und -Stäbe der gleichen Stufe oder einer Stufe höher als das Grundmaterial, um den Legierungselementgehalt in der Schweißnaht sicherzustellen und die Verdünnung von Chrom und Nickel zu vermeiden.

Adopieren Sie schweißtechniken mit geringer Sensibilisierung: Für sensibilisierungsempfindliche Edelstähle (z. B. 304) verwenden Sie einen niedrigen Strom und schnelles Schweißen, um die Verweildauer der wärmebeeinflussten Zone im Sensibilisierungstemperaturbereich zu reduzieren; oder führen Sie eine Lösungsglühbehandlung nach dem Schweißen durch (Erhitzen auf 1050-1100°C und dann schnelles Abkühlen), um die Chromverarmung an den Korngrenzen zu beseitigen und die Korrosionsbeständigkeit wiederherzustellen.

Reparieren Sie Schweißfehler: Bei Fehlern wie Porosität, Einschlüssen und Rissen behandeln Sie sie durch Schleifen und Neuverschweißen. Stellen Sie sicher, dass die Schweißnahtoberfläche glatt und fehlerfrei ist, bevor Sie Beizen und Passivieren durchführen.

Stärken Sie den nachfolgenden Schutz und die Umweltkontrolle

Angemessener Lagerungsschutz: Nach der Passivierung und Trocknung lagern Sie die Werkstücke in einer trockenen, gut belüfteten Umgebung ohne korrosive Medien. Für die Kurzzeitlagerung applizieren Sie ein spezielles rostschützendes Mittel für Edelstahl; für die Langzeitlagerung führen Sie eine Versiegelungsbehandlung durch (z.B. Beschichtung mit transparenter Schutzfarbe).

Vermeiden Sie raue Einsatzumgebungen: In Umgebungen mit Chloridionen verwenden Sie bevorzugt Edelstähle mit höherer Korrosionsbeständigkeit (z.B. 316L, 2205 Duplexstahl); oder applizieren Sie zusätzliche Korrosionsschutzmaßnahmen auf die Schweißnähte, wie Gummierung oder Korrosionsschutzbeschichtung.

Reparaturmaßnahmen für Rostbildung: Bei leicht rostigen Schweißnähten entfernen Sie zunächst die Rostflecken mit Sandpapier, dann applizieren Sie lokal Passivierungspaste. Bei starker Rostbildung führen Sie erneut eine gesamte Beiz- und Passivierungsbehandlung durch und überprüfen und reparieren Sie bei Bedarf Schweißfehler. 

III. Wichtige Vorsichtsmaßnahmen zur Verhinderung des Wiederauftretens von Rost

Während des gesamten Prozesses muss sichergestellt werden, dass Kohlenstoffstahl- und Edelstahlwerkstücke nicht in Kontakt kommen. Werkzeuge, Hebezeuge und Umschlagkästen sollten alle aus Edelstahl hergestellt sein.

Die Konzentration der Beiz- und Passivierungslösung sollte regelmäßig getestet werden, und sie sollte rechtzeitig aufgefüllt oder ersetzt werden, um eine Abnahme des Passivierungseffekts aufgrund der Alterung der Lösung zu verhindern.

Bei Edelstahlrohrschweißnähten, die in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie eingesetzt werden, sollten Passivierungsmittel ausgewählt werden, die den branchenüblichen Standards entsprechen, um zu vermeiden, dass Rückstände der Passivierungslösung die Einhaltung der Vorschriften beeinträchtigen.