تشكيل وتصنيع الاستانلس – أهم المشاكل والعيوب

طبقة حماية الاستانلس ستيل

تكوين طبقة حماية الاستانلس

الاستانلس و الحماية من الصدأ :

يتميز سطح الاستانلس ستيل الجيد (الفولاذ المقاوم للصدأ) بأنه أملس ونظيف بالإضافة إلى مقاومته العالية للصدأ ولذلك يستخدم فى واجهات المبانى وفى المجالات التى تحتاج إلى مواصفات خاصة من حيث النظافة والمقاومة العالية للصدأ .

يقاوم الاستانلس ستيل الصدأ بسبب وجود طبقة رقيقة وشفافة تتكون من أكسيد الكروم بطريقة طبيعية على سطح الاستانلس بشرط نظافة السطح وتعرضه للهواء الذى يوفر كمية الأكسجين اللازمة لتكوين طبقة أكسيد الكروم .

تزيد سمك طبقة الحماية (أكسيد الكروم) طبيعياً بعد تصنيع الاستانلس طلما يتوفر الأكسجين اللازم لذلك بالإضافة لقدرتها على إعادة تكوين نفسها وتكوين طبقة جديدة لمقاومة الصدأ وحماية السطح فى حالة تلفها ( حدوث خدش أو قطع ).

تكوين طبقة حماية الاستانلس

الكروم هو المسؤل الأول عن تكوين طبقة الحماية فى الأستانلس ، وعلى العكس وجود الكربون بنسبة عالية مؤشر على ضعف مقاومة السبيكة ( الصلب الكربونى العادى ) ولذلك فإن سبيكة الاستانلس يجب ان تحتوى على كروم بنسبة 10.5 % على الأقل ، وعلى كربون بنسبة 1.2% على الأكثر . ويمكن زيادة مقاومة السبيكة بإضافة بعض العناصر مثل النيكل والموليبدنوم والمنجنيز و التيتانيوم ، وذلك يسمح بتحسين بعض الخواص الأخرى بالإضافة للمقاومة العالية للصدأ مثل مقاومة الحريق و الصلابة وجودة التشكيل .

مكونات سبائك الاستانلس

لا يعتبر الاستانلس ستيل مقاوم للصدأ فى جميع الظروف فيوجد بعض الحالات التى تنهار فيه طبقة الحماية ويصبح السطح نشط وقابل للصدأ بسبب بعض المشاكل والعيوب التى تظهر أثناء الصناعة أو عند تشكيل و تصنيع الاستانلس ولذلك فإن عملية تنظيف سطح الاستانلس بعد التصنيع هى عملية ضرورية للحصول على سطح ذو جودة عالية .

ويوجد عدة عوامل لتحديد طريقة معالجة سطح الاستانلس وتنظيفه بعد عملية التصنيع أو التشكيل . ومنها طبيعة البيئة المحيطة ، هل تساعد على التآكل ام لا  و درجة الاستانلس للتآكل ( 304 – 316 – …. ) ، وجود مواصفات خاصة وصارمة للاستخدام مثل الصناعات الغذائية و الطبية .

وفى الحقيقة إن تكلفة المعالجة السطحية للاستانلس ( تنظيف الاستانلس ) لا تقارن بتكلفة الخامة أو بتكلفة التشغيل ويوجد عاملان مهمان جداً وهما تكلفة المعالجة السطحية للاستانلس و أهمية المعالجة على المدى البعيد .

عملية تشكيل و تصنيع الاستانلس من الممكن ان تقلل من مدى جودة السطح عن الطبيعى وفى الحقيقة من الصعب جداً ان تتم عملية تشكيل الاستانلس بدون تلويث السطح ، وتصبح تلك المناطق التى لم يتم معالجتها وتنظيفها بعد التشكيل هى المنطقة الأضعف .

أهم العيوب والمشاكل التى تظهر أثناء تشكيل الاستانلس

 أ- التأكسد بفعل الحرارة

تحدث بسبب عمليات المعالجة الحرارية أو اللحامات ، الأكسدة عند درجات الحرارة العالية تقوم بتكوين طبقة من الأكسيد على السطح لها خصائص أقل من خصائص الاستانلس .

ب- عيوب اللحام

هى عيوب فى طريقة اللحام ينتج عنها ضعف فى الخصائص الميكانيكية لسطح الاستانلس وتقليل مقاومة السطح للتأكل بالإضافة إلى صعوبة  معالجة  السطح وتنظيفه .

فيجب إزالة تلك المشاكل والعيوب وعادة تكون عند طريق المعالجة الميكانيكة (Grinding) أو المعالجة الكيميائية عن طريق الـ (Pickling)  ومن أشهر تلك العيبوب :

– النحر ( Under Cut )

– تغلغل غير مكتمل ( Incomplete Penetration)

– المسامية أو البخبخة ( Porosity )

– الطرطشة ( Weld Spatter )

 – المحتويات من الخبث ( Slag inclusions )

جـ- بقايا الحديد

إستخدام بعض المسامير المصنوعة من الحديد بدلاً من الاستانلس

أجزاء وبقايا الحديد التى ممكن ان تتواجد نتيجة التصنيع أو التشكيل أو معدات القطع والصنفرة سواء كان بالفرش أو عن طريق الرمالة والمصنوعين من الصلب الكربونى العادى . تلك الأجزاء يحدث لها عملية تآكل بسبب رطوبة الهواء وذلك يضعف طبقة الحماية الخاصة بالاستانلس .

والاجزاء وبقايا الحديد كبيرة الحجم من الممكن ان تسبب شقوق على سطح الاستانلس ولكن فى كلا الحالتين يتم تقليل مقاومة الاستانلس للتآكل .

من الممكن تحديد بقايا وأجزاء الحديد على سطح الاستانلس و فى اللحام عن طريق Ferroxyl test  ( تم شرح طريقة الأختبار فى المقال التالى )

د- خشونة سطح الاستانلس

اللحام الغير متساوى والصنفرة الخشنة عن طريق الرمالة أو الفرش تزيد من خشونة السطح ، تلك الخشونة تساعد على تجميع الرواسب وبالتالى تزيد من خطر الصدأ والتآكل وتلوث سطح الاستانلس .

هـ – التلوث العضوى

التلوث على هيئة زيوت وشحوم ودهانات وبصمات الأصابع وتسبب الشقوق المتصدعه بالإضافة إلى انها تجعل عملية الـ pickling غير فعالة .. فلذلك إزالة تلك الملوثات بإستخدام Cleaner  مناسب هى الخطوة الأولى فى عملية المعالجة السطحية للاستانلس .

مقالات معالجة وتنظيف الاستانلس :

الكشف عن وجود بقايا حديد على سطح الاستانلس

تنظيف ومعالجة أعمال الاستانلس