Zusätzlich zu unseren Finishing Chemicals Produkten möchten wir Ihnen die Informationen zur Verfügung stellen, die Sie benötigen, um die besten Ergebnisse zu erzielen und während des Beizprozesses sicher zu bleiben. Indem wir unser Wissen und unsere Erfahrung über Reinigungsverfahren, Sicherheitsvorschriften und Neutralisation mit Ihnen teilen, möchten wir Ihnen die perfekte Unterstützung für Ihre Anwendungsanforderungen bieten.
Zur Entfernung von Fehlern können verschiedene chemische und mechanische Methoden, sowie manchmal beide eingesetzt werden. Eine chemische Reinigung erzeugt üblicherweise das bessere Resultat. Das liegt daran, dass mechanische Methoden häufig zu raueren Oberflächen führen, während chemische das Risiko einer Verunreinigung reduzieren. Chemische Reinigungsmethoden können jedoch nicht nur durch örtliche Vorschriften zu Umwelt und Sicherheit, sondern auch durch Abfallprobleme begrenzt sein.
Chemische Behandlungsmethoden können Hochtemperaturoxide und Eisenverunreinigungen zuverlässig beseitigen. Darüber hinaus stellen sie die Eigenschaften des Stahles in Bezug auf Korrosionswiderstand wieder her, ohne das Oberflächenfinish zu beschädigen. Nach der Entfernung von organischen Verunreinigungen ist die normale Vorgehensweise: Beizen, Passivieren/ Dekontaminieren und/oder Elektropolieren.
Beizen
Das Beizen ist die übliche chemische Vorgehensweise zur Entfernung von Oxiden und Eisenverunreinigungen. Außer dass Oberflächenbeläge durch gezielte Korrosion beseitigt werden, beseitigt Beizen auch Zonen mit geringem Korrosionswiderstand wie z.B. chromverarmte Bereiche. Zum Beizen benutzt man normalerweise Säuremischungen die Salpetersäure (HNO3), Flusssäure (HF) und manchmal auch Schwefelsäure (H2SO4) enthalten. Wegen der Gefahr der Spannungsrisskorrosion sollten Chlor enthaltende Mittel wie Salzsäure vermieden werden.
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Wegen des niedrigen Chromgehaltes ist der Korrosionswiderstand dieser Gruppe niedriger als der der folgenden Gruppen. Daher gestaltet sich das Beizen einfacher. Um ein Überbeizen zu verhindern, benötigen diese Stähle kürzere Beizzeiten und weniger aggressive Beizmittel. Ein Überbeizen muss verhindert werden, da ansonsten das Ergebnis unvorhersehbar wird.
Die Stähle dieser Gruppe sind Standard und daher ziemlich einfach zu beizen.
Diese Stähle sind hochlegiert. Da sie einen höheren Korrosionswiderstand besitzen, benötigen sie eine aggressivere Säuremischung und/ oder höhere Temperatur (um unverhältnismäßig lange Beizzeiten zu vermeiden). Das Risiko des Überbeizens dieser Stähle ist jedoch viel geringer.
Typ und Dicke der Oxidschicht hängen wesentlich vom Schweißverfahren ab. Um möglichst wenig Oxide zu produzieren, sollte ein Schweißverfahren eingesetzt werden, das ein wirkungsvolles Schutzgas mit möglichst wenig Sauerstoff benutzt. Weitere Informationen entnehmen sie bitte dem Matchless in Stainless Handbuch „Practice and products for stainless steel welding“. Beim Beizen von insbesondere hochlegierten Stählen empfiehlt sich eine mechanische Vorbehandlung, um die Oberflächenoxide zu brechen oder zu beseitigen.
Die Wirkung des Beizens steigt mit der Temperatur. Mithin kann mit einer Erhöhung der Temperatur die Effektivität des Beizens beträchtlich gesteigert werden. Jedoch sollten Temperaturobergrenzen beachtet werden. Insbesondere in Bädern steigt das Risiko des Überbeizens mit hohen Temperaturen. Bei der Benutzung von Beizpasten/Gelen/ Sprays/Lösungen ist das Entweichen von Dämpfen ein Grund für schlechte Resultate. Abgesehen von ungleichmäßigen Ergebnissen führt dies zu Schwierigkeiten beim Abspülen. Um diese Probleme zu vermeiden, sollte das Beizen nicht bei Temperaturen über 45°C und bei direkter Sonneneinstrahlung geschehen.
Die Säuremischung beeinflusst das Beizverhalten.
Beizpaste/Gel ist bei rostfreien Stählen in begrenzten Bereichen wie z.B. im Bereich der Schweißzone sehr nützlich. Der Einsatz erfolgt am besten mit Hilfe eines säurebeständigen Pinsels. Das Abspülen mit Wasser muss durchgeführt werden, bevor die Paste trocknet. Auch wenn aus Umweltgründen oder der Praktikabilität eine Neutralisation der Oberfläche erfolgen soll, ist ein Abspülen mit Wasser dringend erforderlich.
Beizlösung oder Beizgel in Sprayform sind nützlich zum Beizen von größeren Oberflächen, wenn z. B. die Entfernung von Eisenverunreinigungen erwünscht ist.
Passivierung und Dekontaminierung
Diese Prozeduren werden in ähnlicher Form ausgeführt wie das Beizen. Der Passivator – durch Eintauchen oder Einsprühen angewendet – stärkt die Passivschicht. Da der Passivator auch Eisenverunreinigungen der Oberfläche beseitigt, ist seine Anwendung insbesondere nach einer mechanischen Reinigung oder Anwendung anderer Verfahren mit dem Risiko von Eisenverunreinigungen notwendig. Diese Methode kann aus diesem Grunde auch als Dekontaminierung bezeichnet werden.
Elektropolieren
Das Elektropolieren garantiert im Allgemeinen eine Oberfläche mit optimalem Korrosionswiderstand. Es ist allerdings nicht dazu gedacht, ganze Bereiche mit unzureichendem Korrosionswiderstand zu beseitigen, sondern entfernt kleinste Fehler auf der Oberfläche. Der Stahl erhält einen feinen Glanz und vielleicht am wichtigsten, ein gleichmäßiges Mikroprofil, das auch den höchsten Hygieneanforderungen genügt. Deshalb wird das Elektropolieren normalerweise als letzte Behandlung nach dem Beizen eingesetzt. Auf diese Methode wird hier jedoch nicht näher eingegangen.
Von den Anforderungen an den Korrosionswiderstand, den Hygieneanforderungen (Pharma-, Nahrungsmittelindustrie etc.) und der Bedeutung des Oberflächenaussehens des Stahles hängt die Wahl der Methode und der Umfang der Endreinigung ab. Die Entfernung von Schweißfehlern, Schweißoxiden, organischen Substanzen und Eisenverunreinigungen ist eine grundlegende Anforderung und erlaubt normalerweise eine relativ freie Auswahl der Endbehandlung.
Sofern es die Oberflächenrauheit erlaubt, können sowohl mechanische als auch chemische Methoden: Schleifen Polieren Beizen eingesetzt werden. Wenn jedoch ausschließlich mechanische Reinigungsmethoden zum Einsatz kommen sollen, muss der Herstellungsprozess sehr gut geplant werden, um Eisenverunreinigungen zu vermeiden. Wenn nicht, ist eine Reinigung z.B. mit Salpetersäure unvermeidlich. Wenn das Oberflächenfinish und der Korrosionswiderstand im Vordergrund stehen, ist die Auswahl der Methode besonders kritisch. In diesem Fall ergibt eine Behandlungsfolge, die auf Beizen basiert die besten Ergebnisse.
Die Abbildungen unten zeigen die Resultate eines Tests bei dem Proben der Stahlsorten 1.4404/316L, die mit Handelektroden geschweißt wurden (MMA) nach 3 verschiedenen Methoden gesäubert wurden. Die Proben wurden anschließend für 2 Wochen einer maritimen Umgebung ausgesetzt.
Allgemeine Anforderungen
Die Art der Verunreinigungen und der Oxide, die entfernt werden müssen, der Grad der gewünschten Sauberkeit und die Kosten bestimmen in erster Linie die Wahl der Reinigungschemikalien. Um Gesundheitsrisiken und/oder Umweltprobleme zu vermeiden, sollte das Beizen in speziellen Bereichen und vorzugsweise in geschlossenen Räumen geschehen. In diesem Zusammenhang müssen folgende Hinweise als obligatorisch angesehen werden: Es müssen Handhabungsanweisungen und wichtige Informationen wie Produktkennzeichnungen, Sicherheitsdatenblätter etc. vorliegen. Das gilt ebenso für örtliche oder nationale Vorschriften.
Rostfreier Stahl - vor Einsatz von voestalpine Böhler Welding Finishing Chemicals
Rostfreier Stahl - nach Einsatz von voestalpine Böhler Welding Finishing Chemicals
Vorreinigung und Entfetten
Verunreinigungen der Oberfläche können das Beizen beeinträchtigen. Um dies zu verhindern, wird eine gründliche Reinigung vor dem Beizen empfohlen. Für losen Staub, Finger-, Fußabdrücke und Werkzeugmarken reicht im Allgemeinen eine Reinigung mit Säure (z.B. Avesta Cleaner 401).
Das Beizen kann auf drei verschiedene Art und Weisen geschehen:
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Passivieren und Säubern
Neutralisation
Das beim Beizen anfallende Schmutzwasser ist säurehaltig und mit verschiedenen Schwermetallen (hauptsächlich Chrom und Nickel, das aus dem Stahl herausgelöst wurde) kontaminiert. Dieses Schmutzwasser muss in Übereinstimmung mit den örtlichen Vorschriften behandelt werden. Es kann mit einem alkalihaltigen Mittel (gelöschter Kalk oder Soda), in Kombination mit einem Mittel zum Absetzen neutralisiert werden.
Die Veränderung des pH-Wertes des Wassers verursacht eine Ausscheidung der Schwermetalle als Hydroxide. Eine optimale Ausscheidung findet bei einem pH-Wert von 9,5 statt.
Die Schwermetalle setzen sich als Schlamm ab, der dann vom neutralisierten Wasser getrennt werden kann. Dieser Schlamm muss wie Schwermetall behandelt und entsprechend entsorgt werden.
Abfallbehandlung
Das Beizen verursacht Abfall, der einer besonderen Behandlung bedarf. Unabhängig davon muss auch das Verpackungsmaterial als Abfall betrachtet werden.
Der bei der Neutralisation anfallende Schlamm enthält Schwermetalle. Er muss entsprechend der örtlichen Vorschriften auf Deponien entsorgt werden.
Alle Materialien die zum Verpacken von Böhler weldCare benutzt werden (Plastik Behälter, Kartons, etc.) sind recycelbar.
Eine persönliche Gefährdung kann durch die Benutzung von Atemschutzvorrichtungen und Hautschutz vermieden werden. Um ein Höchstmaß an persönlicher Sicherheit zu gewährleisten, sind die folgenden Maßnahmen obligatorisch:
Für die persönliche Sicherheit ist eine Gesichtsmaske (Ausrüstung mit Atemgerät), die beim Beizen immer getragen werden muss unabdingbar. Beizsäuren sind sehr aggressiv und verbrennen bei Kontakt die Haut. Durch säureresistente Kleidung, die alle der Säure ausgesetzte Hautteile bedeckt, kann dies verhindert werden.
Die Reinigungschemikalien von Böhler weldCare werden geliefert mit:
Diese Dokumente geben die notwendigen Informationen für die sichere Handhabung des Produktes. Vor dem Einsatz des Produkts in Frage müssen diese immer konsultiert werden.
Beizprodukte sind gefährliche Substanzen und müssen daher mit größter Sorgfalt gehandhabt werden. Es sind deshalb Regeln zu beachten, die dafür sorgen, dass die Arbeitsumgebung gut und sicher ist:
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Unsere Produkte werden in Malmö, Schweden, in unserer neuen und modernen, automatisierten Produktionsanlage hergestellt:
Alle Produkte haben eine vollständige Rückverfolgbarkeit vom Rohmaterial bis zum fertigen Produkt, was uns eine vollständige Kontrolle der Produktqualität ermöglicht. Unsere Qualitäts- und Umweltmanagementsysteme sind nach den Normen ISO 9001 und ISO 14001 zertifiziert.
