Passiveren¶

Samenvatting¶

Passiveren is een chemische oppervlaktebehandeling waarbij de natuurlijke beschermlaag van roestvast staal wordt hersteld of versterkt. Deze beschermlaag, ook wel de passieve laag genoemd, bestaat voornamelijk uit een dunne laag chroomoxide die het onderliggende metaal beschermt tegen corrosie.

In tegenstelling tot beitsen verwijdert passiveren nauwelijks materiaal. Het doel is niet om lasverkleuringen of oxidatie weg te nemen, maar om een schoon oppervlak optimaal te laten reageren met zuurstof, zodat een sterke en gelijkmatige beschermlaag ontstaat.

Passiveren wordt veel toegepast in de voedingsmiddelen-, farmaceutische, chemische en biotechnologische industrie, waar hoge eisen worden gesteld aan corrosiebestendigheid, reinigbaarheid en productveiligheid.

Theorie¶

Wat is de passieve laag?¶

Roestvast staal dankt zijn corrosiebestendigheid aan een extreem dunne, onzichtbare laag chroomoxide (Cr₂O₃).

Deze laag ontstaat vanzelf wanneer voldoende chroom aanwezig is in het staal en het oppervlak in contact komt met zuurstof.

Hoewel de laag slechts enkele nanometers dik is, vormt zij een zeer effectieve bescherming tegen corrosie.

Wanneer de laag beschadigd raakt, kan zij zich onder normale omstandigheden vanzelf herstellen, zolang:

het oppervlak schoon is;
voldoende zuurstof aanwezig is;
het materiaal niet ernstig is aangetast.

Dit zelfherstellende vermogen is één van de belangrijkste eigenschappen van roestvast staal.

Wat is passiveren?¶

Passiveren is een chemisch proces waarbij verontreinigingen zoals vrije ijzerdeeltjes van het oppervlak worden verwijderd en de vorming van de beschermende oxidelaag wordt bevorderd.

Het proces bestaat meestal uit:

grondig reinigen;
behandelen met een passiveringsmiddel;
zorgvuldig naspoelen;
drogen.

Na de behandeling ontstaat een homogener en corrosiebestendiger oppervlak.

Waarom is passiveren nodig?¶

Tijdens de productie kunnen verschillende verontreinigingen op het oppervlak terechtkomen.

Bijvoorbeeld:

ijzerdeeltjes afkomstig van gereedschappen;
slijpstof;
metaaldeeltjes;
lichte oxidatie;
vervuiling tijdens transport of opslag.

Deze verontreinigingen kunnen plaatselijke corrosie veroorzaken, zelfs wanneer het basismateriaal roestvast staal is.

Passiveren helpt deze risico's te verminderen.

Verschil tussen beitsen en passiveren¶

Deze begrippen worden vaak door elkaar gebruikt, maar het zijn twee verschillende behandelingen.

Beitsen	Passiveren
Verwijdert oxidatie en lasverkleuring	Versterkt de passieve oxidelaag
Lost een dun laagje metaal op	Verwijdert vrijwel geen metaal
Wordt vaak na het lassen toegepast	Wordt toegepast na reinigen of beitsen
Corrigeert oppervlaktebeschadigingen	Optimaliseert corrosiebestendigheid

In veel productieprocessen volgt passiveren op het beitsen.

Eerst wordt het oppervlak volledig schoon gemaakt, daarna wordt de beschermlaag geoptimaliseerd.

Welke chemicaliën worden gebruikt?¶

Traditioneel werd passiveren vaak uitgevoerd met:

salpeterzuur (HNO₃).

Tegenwoordig worden ook steeds vaker:

citroenzuurgebaseerde passiveringsmiddelen

toegepast.

Citroenzuur is milieuvriendelijker en veiliger in gebruik, terwijl het in veel toepassingen vergelijkbare resultaten oplevert.

De keuze hangt af van de toepassing, de materiaalkwaliteit en de geldende specificaties.

Wanneer wordt passiveren toegepast?¶

Passiveren wordt vaak uitgevoerd:

na het beitsen;
na mechanische bewerkingen;
na lassen;
na slijpen;
na polijsten;
na onderhoudswerkzaamheden.

Het doel is steeds hetzelfde: een schoon oppervlak voorzien van een optimale beschermlaag.

Passiveren en corrosiebestendigheid¶

Passiveren maakt RVS niet "roestvrij".

Wel zorgt het ervoor dat:

de beschermlaag gelijkmatiger wordt;
minder vrije ijzerdeeltjes aanwezig zijn;
de kans op vliegroest afneemt;
de weerstand tegen corrosie toeneemt.

Vooral in chloridehoudende omgevingen of bij hoge hygiëne-eisen is dit een belangrijk voordeel.

Passiveren en oppervlaktekwaliteit¶

Passiveren verandert nauwelijks iets aan:

de glans;
de ruwheid (Ra);
de afmetingen.

Wanneer een zeer glad oppervlak gewenst is, wordt passiveren daarom vaak gecombineerd met:

mechanisch polijsten;
elektropolijsten;
beitsen.

Deze processen vullen elkaar aan.

Wanneer is passiveren minder zinvol?¶

Passiveren lost geen grote oppervlakteproblemen op.

Het verwijdert bijvoorbeeld geen:

diepe krassen;
lasspatten;
walshuid;
dikke oxidelagen.

In zulke gevallen is eerst een andere oppervlaktebehandeling nodig.

Praktijk bij Jongia¶

Bij Jongia worden veel installaties gebouwd uit roestvast staal voor toepassingen waarbij betrouwbaarheid en corrosiebestendigheid essentieel zijn.

Na het lassen of mechanisch bewerken kunnen onderdelen, afhankelijk van de productspecificatie, worden gebeitst en vervolgens gepassiveerd. Hierdoor wordt de natuurlijke beschermlaag van het materiaal hersteld en wordt de kans op corrosie tijdens de levensduur van de installatie verkleind.

Voor installaties in de voedingsmiddelen-, farmaceutische en chemische industrie kan passiveren onderdeel zijn van de overeengekomen kwaliteits- en opleveringsspecificaties.

Het proces draagt niet alleen bij aan de levensduur van de installatie, maar ook aan een oppervlak dat eenvoudiger schoon te houden is.

Veelgemaakte fouten¶

Passiveren verwarren met beitsen. Beitsen verwijdert oxidatie en verkleuring; passiveren optimaliseert de beschermende oxidelaag.
Denken dat passiveren roestvast staal volledig roestvrij maakt. Ook gepassiveerd RVS kan corroderen onder ongunstige omstandigheden.
Vergeten dat een schoon oppervlak noodzakelijk is. Passiveren werkt alleen goed wanneer vuil, vet en oxidatie vooraf zijn verwijderd.
Aannemen dat passiveren beschadigingen herstelt. Krassen, lasspatten en andere mechanische defecten blijven aanwezig.
Vrije ijzerdeeltjes onderschatten. Zelfs kleine verontreinigingen van koolstofstaal kunnen later vliegroest veroorzaken wanneer ze niet worden verwijderd.