Sveising av rustfritt stål 304 og 316: tilsatsmateriale, varmetilførsel og passivering

Valg av tilsatsmateriale

Standardregelen er å sveise én kvalitet opp:

• 304/304L sveises med tilsatsmateriale 308L.
• 316/316L sveises med tilsatsmateriale 316L, som inneholder molybdenet som kreves for å bevare gropkorrosjonsbestandigheten.
• Ulike skjøter (304 mot karbonstål) bruker et overlegert tilsatsmateriale, for eksempel 309L.

«L» har betydning: karboninnholdet i tilsatsmaterialet holdes på eller under 0.03%, slik at selve sveisemetallet motstår sensibilisering. Når et grunnmateriale er vanlig 304 eller 316 (ikke L), er bruk av tilsatsmateriale i L-kvalitet og kontroll av varmetilførselen det viktigste forsvaret for sveisemetallet.

Varmetilførsel og sensibilisering

Mellom omtrent 450 °C og 850 °C kombineres krom med karbon og danner karbider ved korngrensene — sensibilisering — og etterlater kromutammede soner som korroderer fortrinnsvis (sveiseforfall, knivlinjeangrep). Praksis for rustfritt stål virker derfor motsatt av praksis for karbonstål:

• Hold varmetilførselen lav til moderat (vanligvis i området 0.5–1.5 kJ/mm, avhengig av prosess).
• Begrens mellomstrengstemperaturen, vanligvis til omtrent 150 °C.
• Bruk rette strenger fremfor brede pendelbevegelser, og la skjøten avkjøles mellom strengene.

Austenittisk rustfritt stål leder også varme dårlig og utvider seg omtrent halvannen gang så mye som karbonstål, så kontroll av deformasjon (balanserte sekvenser, sveising bakover i trinn og tilstrekkelig oppspenning) er en del av prosedyren, ikke en ettertanke.

Tekniske punkter

• Beskyttelse: rotsiden av sveiser i rør og plater trenger en inert bakgass (argonspyling) inntil roten er forseglet med flere millimetre metall; en oksidert og sukret rot har dårlig korrosjonsbestandighet og utmattingsytelse.
• Renhet: bruk børster og slipemidler som er forbeholdt rustfritt stål; jernforurensning fra felles verktøy for karbonstål fester seg og ruster. Avfett før sveising.
• Bruk aldri den rustfrie delen som arbeidsbenk når karbonstål slipes i nærheten — forurensning med slipestøv er en vanlig årsak til mystiske rustflekker.

Etter sveising: rengjøring og passivering

Sveising etterlater anløpingsfarger — en kromutammet oksidfilm der fargene fra strågult til blått signaliserer redusert korrosjonsbestandighet under filmen. For bruk i korrosive miljøer må fargene og det utammede laget fjernes:

1. Mekanisk rengjøring (børsting med rustfri børste, fine slipemidler) for lett bruk.
2. Beising med pasta eller bad av salpetersyre/flussyre for full gjenoppretting av overflaten.
3. Passivering i salpetersyre eller sitronsyre (i henhold til praksis i ASTM A967) bygger opp kromoksidfilmen igjen på en overflate som allerede er ren. Passivering er ikke et rengjøringsmiddel — det fjerner ikke kraftige anløpingsfarger eller glødeskall.

En korrekt sveiset, rengjort og passivert 316-skjøt skal ikke kunne skilles fra grunnmetallet når det gjelder korrosjonsytelse; å hoppe over trinnene etter sveising er den vanlige årsaken til at den ikke er det.

Vanlige feil og årsakene til dem

• Porøsitet: nesten alltid forurensning — fuktighet, fett, maling eller sink på skjøteflatene, eller et problem med beskyttelsen (tapt gassdekning, trekk). Rustfritt stål viser forurensningsporøsitet tidligere enn karbonstål, fordi smeltebadet tilgir urene overflater mindre.
• Sukret rot: utilstrekkelig spyling på baksiden; roten oksiderer til en ru, svartet og korrosjonsutsatt overflate som ikke kan repareres utenfra.
• Sprekkdannelse: sjelden i selve 304/316 (den austenittiske strukturen med et lite ferrittinnhold i sveisemetallet motstår størkningssprekker), men en reell risiko når feil tilsatsmateriale brukes på ulike skjøter, eller når karbonforurensning kommer inn i smeltebadet — enda en grunn til å bruke egne verktøy og ren tråd.