Passivatie van koolstofstaal

Piepkeduik

Ik voer, in het kader van mijn bachelor afstudeerproject (handelsingenieur), momenteel een kleinschalig onderzoek naar chemische oppervlaktebehandelingstechnieken van koolstofstaal. Over het beitsen (verwijderen van ijzeroxides) is heel wat relevante informatie (met bijhorende reactievergelijkingen) te vinden. Over het passiveren is er echter weinig info te vinden (noch op google, google scholar of altavista), laat staan gedetailleerde reactievergelijkingen. Zelfs de engelstalige literatuur (en de wikipedia) laat het een beetje afweten.

Op VECOM.nl vond ik volgende omschrijving: "Het actief zijn van het staal oppervlak kan worden tegengegaan door een behandeling met bepaalde chemicaliën die een passieve, niet geleidende ijzeroxide film vormen. Passiviteit van staal kan worden bereikt met sterk oxiderende stoffen die ferro ionen kunnen oxideren en dus metallisch ijzer omzetten in alleen een ferri-staat, waardoor een hechte, uniforme zogenoemde gamma-ijzerIIIoxide (γ -Fe2O3) ontstaat. "

Kan iemand dit aub eens verduidelijken voor een niet-chemicus (ik heb wel noties van scheikundige reacties, maar ik kan me echt niet voorstellen wat hier nu bedoeld wordt). Ik dacht ook dat FE2O3 hetzelfde was als gewoon roest, wat volgens mij toch steeds poreus is. Die gamma is er waarschijnlijk de verklaring van dat dit hier niet het geval is, maar dat begrijp ik niet zo goed.

In de POM (plant operating manual) van een bedrijf dat actief is in deze sector, vond ik ook de samenstelling van een passivatiebad waarin te passiveren koolstofstalen onderdelen ondergedompeld worden:

* Commercieel product (op basis van 70% NaNO2) : 1-1,5%

* Demin water : Overige 98,5-99%

Het zou voor mij ook een grote hulp betekenen indien het citaat van de VECOM website aan dit praktijkvoorbeeld gelinkt kan worden. Links van relevante websites zijn natuurlijk ook steeds welkom.

Er is op het internet wel een grote hoeveelheid informatie beschikbaar m.b.t. het passiveren van roestvast staal, maar dit is een heel ander proces, omdat hier chroomverbindingen centraal staan, terwijl gewoon koolstofstaal geen chroom-atomen bevat. (je geeft best passivation carbon steel of passiveren koolstofstaal in als je surft voor meer informatie)

Alvast bedankt.

hzeil

Het koolstofstaal van Piepdekuik is een legering zonder chroom en kan niet gepassiveerd worden. Ook niet door een natriumnitrietoplossing of een andere oxyderende oplossing. Het gamma-ijzer III oxyde kan nu eenmaal geen samenhangende beschermende oxydelaag vormen zoals Chroom III oxyde.

De tekst die U uit VECOM.nl citeert is onsamenhangend en verwarrend. Daar heb je niets aan voor de praktijk. Je hebt nog het meeste aan de website van "Corrosion Docters" die met een zoekmachine gemakkelijk te vinden is.

Roestvast staal (stainless steel) ontleent zijn passiviteit aan een chroomgehalte van minstens 16 %. Zonder chroom gaat het echt niet. Ook niet na behandeling met een zogenaamde speciale oplossing van NaNO2. Dit is bovendien een heel giftig produkt.

In nederlandse onderwijs bibliotheken kunt U nog veel goede boeken hierover vinden.

Daar moet U mee beginnen. Ik denk aan engelstalige boekjes als "Basic Corrosion Technology"van Einar Mattson of een analoog boekje van John M.West dat ik zelf in mijn bezit heb.

U zult bij het surfen wel gemerkt hebben dat internet geen leerboek kan vervangen. Via de hap-snap informatie kom je bij corrosie zeker niet tot de systematische kennisopbouw die je bij corrosie nodig hebt. Je komt wel veel nuttige informatie tegen voor mensen die al een behoorlijk voortrajekt doorlopen hebben.

Dat geldt eigenlijk ook wel een beetje voor de website Corrosion Docters.

U bent helaas door de combinatie koolstofstaal en passiviteit op het verkeerde been gezet. Dit staal kan slechts door een van buiten af aangebrachte coating tegen corrosie worden beschermd. Dan kom je op het terrein van verzinken, fosfateren, lakken en verven. En dat is weer een vak apart. H.Zeilmaker

Piepkeduik

Het koolstofstaal van Piepdekuik is een legering zonder chroom en kan niet gepassiveerd worden. Ook niet door een natriumnitrietoplossing of een andere oxyderende oplossing. Het gamma-ijzer III oxyde kan nu eenmaal geen samenhangende beschermende oxydelaag vormen zoals Chroom III oxyde.

Ik vermoed dat de term "passivatie" in deze context verkeerd gekozen is, omdat het niet gaat om permanente, blijvende corrosiebescherming. Het is namelijk zo dat de bewerking vooral bedoeld is om het ontstaan van vliegroest na het beitsen tegen te gaan. Wanneer het koolstofstaal uit het beitsbad gehaald wordt, is het zeer reactief, en zal het zeer sterk geneigd zijn om te oxideren (roesten dus). Daarom dompelt men het onder in een bad waar een NaNO2 oplossing in zit. Ik vermoed dat er daardoor reacties zullen plaatsvinden waardoor het staal minder zal geneigd zijn te oxideren. Uiteraard biedt dit slechts een tijdelijke en zeker geen permanente, eeuwigdurende bescherming tegen oxidatie, maar voor sommige toepassingen (bepaalde coatings, ...) is het belangrijk dat de aanwezigheid van roest tot een absoluut minimum beperkt wordt. Aangezien dit proces gecommercialiseerd is, moet het toch een bepaald nut hebben. Ik kan me moeilijk voorstellen dat deze bewerking overbodig zou zijn, zeker omdat er leveranciers van zulke commerciële "passiverings"producten bestaan met dit specifiek doel.

Heeft U er misschien enig idee van welke reacties er tussen het metallisch Fe en het NaNO2 optreden?

Alvast bedankt voor de nuttige info m.b.t. de naslagwerken.

hzeil

Ik begrijp wat U bedoelt. Het ging U om een tijdelijke bescherming tijdens de opslag van het materiaal. Daar gebruikt men een zogenaamde shopprimer voor. Ik weet echter niet wat daar in zit. Bij een produkt onder merknaam wordt meestal niets over de samenstelling vermeld.

Een harde, kalkhoudende roestlaag kan eventueel ook tijdelijke bescherming geven. Die kun je laten onstaan na het (herhaaldelijk) bespuiten met een oplossing van gebluste kalk , Ca(OH)2. Een extra oxydator lijkt me hier niet nodig. Het materiaal wordt immers goed belucht. De pH van de spuitoplossing is 12 en dt bevordert de hardheid van de roestlaag. Na enige tijd ontstaat er een conglomeraat van Fe2O3 en CaCO3, de kalkroestlaag. Het nut van het gebruik van het gevaarlijke natriumnitriet zie ik dus niet in. H.Zeilmaker.

harriebours

Inderdaad zal het moeilijk zijn om een goede roestwerende laag te maken door oxidatie in waterig milieu. Het gaat wel door het ijzer roodgloeiend te maken aan de lucht en het dan langzaam te laten afkoelen, denk maar eens aan gesmeed ijzer.
In de automobielindustrie wordt de carrosserie in een verwarmde oplossing van NaH2PO4 gedoopt waarbij zich een laagje van Fe2(HPO4)3 vormt dat een goede verfhechting geeft en tevens ook wat roestwerend is.
H.Bours

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Passivatie van koolstofstaal

Passivatie van koolstofstaal

Re: Passivatie van koolstofstaal

Re: Passivatie van koolstofstaal

Re: Passivatie van koolstofstaal

Re: Passivatie van koolstofstaal