Paslanmaz Çelik Aşındırma ve Pasivasyon Uygulamaları

Metalurjide, Fransızca kökenli “inoxydable“, oksitlenmez, kelimesinden ötürü INOX şeklinde de adlandırılan paslanmaz çelik malzemeler metalik içerik ve oran temelinde östenitik, ferritik, martensitik, dubleks ve çökelme sertleşmeli olmak üzere beş ana grupta incelenir. Yüksek sıcaklıklarda dahi mekanik dayanımı koruma, kaynaklanabilirlik, şekillendirilebilme, yüksek korozyon direnci gösterme, kolay temizlenebilme gibi son derece etkili fonksiyonel özelliklerden dolayı paslanmaz çelik malzemelerin dış cephe uygulamalarından iç dekorasyona, makine ve imalat sanayinden mutfak gereçlerine kadar oldukça geniş bir kullanım alanı vardır.

Paslanmaz Çeliğin Korozyon Direnci:

Paslanmaz çeliğin pek çok uygulamada tercih edilmesini sağlayan en önemli özelliği yüksek korozyon direnci göstermesidir. Paslanmaz çelik malzemeler korozyona karşı, krom oksitçe zengin ve uygun şartlarda yüzeyde doğal olarak oluşan ince bir tabaka ile korunur. Bu pasif tabaka sadece alaşımında yeterince krom ihtiva eden temiz yüzeylerde ve yeterli miktarda oksijen içeren ortamlarda oluşur. Oluşan pasif krom oksit tabakası, yüzey mekanik hasarlara maruz kalsa dahi korozyon direnci bakımından olağan şartlar altında kendi kendini onarabilir niteliktedir.

Korozyon Direncini Düşüren Olası Durumlar:

Paslanmaz çelik malzemelere uygulanan kaynak, kesme, delme, doğrama, bükme, çekme, şekillendirme gibi üretimsel mekanik işlemlerin türüne bağlı olarak parça üzerinde ısıl leke, kaynak lekesi, renk değişimi, demir oksit tabakası gibi yüzey kusurları oluşur. Krom içeriği bakımından fakirleşen bu bölgelerde paslanmazlığı sağlayan krom oksit tabakası oluşamadığı için yüzeyde pasivasyon sürekliliği engellenmiş olur; problemin türüne göre lokal korozyonlara karşı direnç azalır.

Bununla birlikte, parçanın maruz kaldığı işlemler sırasında ya da parçanın taşınması veya saklanması aşamasında yüzeyde dış kaynaklı demir kirliliği oluşabilir. Demir havada oksijen ve nemin etkisiyle oksitlenir ve paslanmaz çelik pasif tabakasına zarar verir.

Ayrıca, homojen olmayan kaynak dikişinde, dikiş üzerindeki kusurlu kısımlarda, kumlama ya da bileme sırasında aşırıya kaçılmış bölgelerde pürüzlü yüzey oluşur ve pürüzlü kısımlar birikinti ya da kirlilik toplamaya daha müsaittir ve korozyon oluşumu bakımından risk teşkil eder.

Belirtilen ve diğer olası durumlar dikkate alındığında uygulamalar için malzemenin korozyon direnci sağlama performansını sürdürmesi ve belirli yüzey özelliklerini göstermesi açısından çevrenin korozif etkisi, paslanmaz çelik kalitesi, fonksiyonel gereksinim ya da dekorotif beklentiler baz alınarak bu kirliliklerin yüzeyden temizlenmesi son derece önemlidir.

Yüzey Temizleme İşlemi:

Uygulanacak temizleme işleminin amacı paslanmaz çelik parça üzerinde tüm kontaminasyonların temizlenmesi yoluyla hava ile temas eden yüzeydeki alaşıma homojen olarak orjinal formunu kazandırmak ve malzemeye doğal korozyon direncini veren pasif krom oksit tabakasının oluşabileceği ortamı sağlamaktır.

Yüzey temizleme işleminde birçok kimyasal ve mekanik metot bulunmakla birlikte ATILIM KİMYA, en yaygın aplikasyonlardan biri olarak daldırma yöntemi ile uygulanan ve geniş kalite yelpazesinde paslanmaz çelik parçalar için uygun olan AK 8500 ETOX ürününü önerir.

Yüzey temizleme işleminde önerilen işlem sırası aşağıdaki gibidir;

  • Yağ Alma (Tercihen Alkali Sıcak Yağ Alma)
  • Durulama
  • AK 8500 ETOX – Paslanmaz Aşındırma
  • Durulama
  • AK 8510 ETOX – Paslanmaz Pasivasyon (Opsiyonel)
  • Durulama

Öncelikle asidik formülasyonlu aşındırma ve pasivasyon ürünlerinin etkin çalışabilmesi için parça yüzeyinde bulunan organik kirlilikler tercihen alkali sıcak yağ alma işlemiyle temizlenmelidir. Devamında temel basamak olan aşındırma uygulamasında malzeme üzerinden mikron düzeyinde ince bir tabaka sökülerek kontamine ve deforme olmuş yüzeylere tekrar homojen paslanmaz çelik alaşımı kazandırılır. Son olarak parça yüzeyini krom içeriği bakımından mümkün olduğunca zenginleştimek üzere, yüzeyden, korozyon mukavemeti sağlayan krom ve alaşımına göre diğer elementler haricinde, korozyon kaynağı olarak demirin selektif olarak alınmasını sağlayan pasivasyon işlemi yapılır. Böylelikle parça yüzeyinde krom içeriği arttırılarak doğal olarak oluşan pasif krom oksit tabakasının kuvvetlendirilmesi ile  parçalarda korozyona karşı maksimum koruma sağlanır. Belirtilen her basamak arasında iyi bir durulama istasyonu şarttır. Aksi takdirde sonraki aşamaya taşınacak maddeler yüzey işlem uygulamasını olumsuz etkileyebilir.

Yağ Alma İşlemi:

Parça yüzeyinden aşındırma öncesinde yağ, gres ve diğer organik kirliliklerin alınmış olması işlem süresini kısaltırken ürün verimini arttıracak ve banyo ömrünü uzatacaktır. Özellikle östenitik kalite çeliklerde çukurcuklanma korozyonuna (pitting corrosion) sebep olduğu için,  klorür içeren temizleme kimyasallarının kullanılmaması gerekir. Parça kirliliğine ve istenen yüzeye bağlı olarak en uygun yağ alma ve temizleme kimyasalı ATILIM KİMYA ön işlem ürün grubundan sağlanabilir. Parçanın üzerindeki kirliliğe ve diğer özel şartlara bağlı olarak yağ alma işlemi daldırma, sprey veya yüksek basınçlı sistemler ile uygulanabilir.

Aşındırma İşlemi:

AK 8500 ETOX kompozisyonu, ürün performansını en üst seviyede koruyacak katkılar içeren konsantre bir asidik karışımdır ve aşındırma banyosunun uzun ömürlü olmasına olanak sağlayacak şekilde tasarlanmıştır.

Aşındırma banyosu, AK 8500 ETOX ürününü asite dayanıklı malzemeden yapılmış bir tankta, işlem görecek parçanın kalitesine bağlı olarak değişen oranlarda su ile seyreltilerek hazırlanır. Proses şartlarına, paslanmaz çelik kalitesine, lekelenmeye, çözelti konsantrasyonuna ve tazeliğine bağlı olarak işlem süresi 5 dakika ile 2 saat arasında değişiklik gösterir.

İşlem sırasında gaz çıkışı olacağı için işçi sağlığı ve güvenliği açısından havalandırma şarttır ve mutlaka uygun koruyucu giysi, koruyucu eldiven, koruyucu gözlük/maske kullanılmalıdır.

Proses oda sıcaklığında son derece etkili çalışmaktadır. Bununla birlikte asit aktifliği sıcaklıkla doğru orantılı olarak değiştiği için ısıtma işlemi sadece düşük sıcaklıklardan dolayı solüsyonun yüzey temizleme etkisinin zayıf kaldığı durumlarda banyoyu oda sıcaklığına getirerek ürünün standart performansında çalışmasını sağlamak için önerilir. Oda sıcaklığının üzerine çıkıldığı durumlarda aşırı paklamayı (overpickling) önlemek ve gaz çıkışını denetleyebilmek açısından ısı artışı kontrol altında tutulmalıdır. Kullanılması gerekli durumlarda ısıtıcı yüzeyinin asite dayanıklı malzemeden yapılmış olmasına dikkat edilmelidir.

Pasivasyon İşlemi:

Aşındırma işlemi görmüş paslanmaz çelik parçaların korozyon direncini daha da arttırmak için, çevresel duyarlılık temelinde hazırlanmış, nitrik asit içermeyen ve biyobozunur (biodegradable) bir ürün olan AK 8510 ETOX Paslanmaz Pasivasyon Çözeltisi önerilir. Pasivasyon işlemi özellikle demir kirliliği riski taşıyan durumlarda son derece etkilidir.

Nitrik asit içeren diğer pasivasyon ürünlerine göre AK 8510 ETOX ‘un önemli bir avantajı parça yüzeyinden selektif olarak demiri alarak düşük konsantrasyonlarda da etkili pasivasyon yapmasıdır. AK 8510 ETOX ürününün bu özelliği sayesinde işlem görecek parçaların çözelti içinde gerektiğinden uzun süre kaldığı durumlarda dahi korozyon direnci bakımından istenmeyen bir etki oluşmaz.

Durulama İşlemleri:

Yaygın uygulaması yüksek basınçlı su jeti ile yıkama şeklinde olan durulama aşamaları etkili bir biçimde yapılmalıdır. Aşındırma ve pasivasyon işlemleri ardından yüzeyde asit kalmadığından emin olunmalıdır.

Uygulama Örneği:

Resim-1’de görüldüğü üzere, kaynak işlemi görmüş krom nikel alaşımı östenitik kalite paslanmaz çelik parçaya AK 8500 ETOX ürünü kullanılarak yapılan temizleme uygulaması ile parça yüzeyinde bulunan ısıl leke, kaynak lekesi, oksit tabakası gibi kusurlar son derece etkili bir şekilde giderilmiştir. Bu sayede kaynak bölgesi dahil olmak üzere paslanmaz çelik parça üzerinde korozyon direnci en üst seviyede tutulur ve yüzeyde saten, dekoratif bir metalik görünüm sağlanır.

Resim-1: AK 8500 ETOX  kullanılarak yapılan temizleme işlemi  öncesi ve sonrasında kaynaklı, östenitik  kalite paslanmaz çelik parçalar.

Atık Bertarafı:

Aşındırma, pasivasyon ve durulama suları atıkları asidiktir ve alkali bir katkı ile nötrlenmelidir. Nötrleştirme işlemi sonrası elde edilen atık çamuru ağırlıklı olarak demir, nikel, krom metalleri içerir ve bertarafı yerel yönetmeliklere uygun şekilde yapılmalıdır.

AK 8500 ETOX Paslanmaz Aşındırma, AK 8510 Paslanmaz Pasivasyon ve yağ alma ürünlerinden en yüksek performansta faydalanılması için gerekli, satış öncesi ürün doğrulama test ve analizleri ile pilot çalışmalar ATILIM KİMYA laboratuvarlarında yapılmaktadır.

HAZIRLAYAN:
Şule DOĞAN, Teknik Müdür