Dr. Prepper — editie 5
Drukrestspanning gegenereerd door het bristle-blastingproces en de gevolgen voor spanningscorrosie
In deze 5 e editie presenteert Dr. Prepper de samenvattingen van het werk van professor Stango, gepubliceerd door NACE International, over belangrijke aspecten van oppervlakken die door het bristle-blastingproces worden gecreëerd.
Belangrijke verschillen worden besproken tussen op krassen gebaseerde processen (bijv. slijpen of machinaal borstelen) en op kraters gebaseerde processen (bijv. abrasief stralen of bristle blasting). Speciale aandacht gaat uit naar de drukrestspanningen die tijdens het bristle-blastingproces ontstaan en de gevolgen daarvan voor de levensduur van componenten.
Het vaste RED PAPER van MontiPower®. Vol wetenswaardigheden - en onmisbare feiten - over de meest optimale oppervlaktevoorbereiding sinds 1987.
Op krassen gebaseerde oppervlaktevoorbereiding kenmerkt zich door kraspatronen als gevolg van langdurig glijdend contact tussen het abrasieve medium en het metalen oppervlak. Daardoor worden werkstukoppervlakken blootgesteld aan een hogere materiaalafname en wrijvingswarmte.
Een te hoge temperatuur kan zelfs leiden tot brandplekken, ook wel slijpbrand genoemd, en staat erom bekend extreme trekrestspanning te veroorzaken die de levensduur van componenten verkort en de gevoeligheid voor spanningscorrosie (ssc) verhoogt. 1
Op kraters gebaseerde processen genereren daarentegen minimale wrijvingswarmte en creëren ankerprofielen die essentieel worden geacht voor de latere hechting en stabiliteit van aangebrachte beschermende coatings. Fragmentatie van het oppervlak vormt de basis voor roestverwijdering en het blootleggen van het onderliggende basismetaal.
Door deze micro-indrukkingen worden oppervlakken dus tegelijk gereinigd en geprofileerd. Bovendien is de aangebrachte drukrestspanning in het werkstuk tot op aanzienlijke diepte onder het oppervlak aantoonbaar (fig. 1). 1
Figuur 1: Microfoto van een dwarsdoorsnede met de bewerkte laag en 100 µm onverstoord substraat van een met bristle blasting behandeld oppervlak (ABS-A-staal) 2
Stango bewerkte een gangbaar scheepsbouwstaal (ABS-A) met het bristle-blastingproces en onderzocht de ontstane longitudinale en transversale spanning grondig met behulp van röntgendiffractie. Beide volgen een vergelijkbaar patroon en bereiken de grootste drukrestspanning in de buurt van 30 – 50 μm.
Fig. 2 laat zien dat drukrestspanning meetbaar is tot een diepte van ~300 μm voordat deze normaliseert. Hieruit leidt Stango een verlenging van de levensduur van componenten af, dankzij een betere weerstand tegen scheurgroei en een vertraagd ontstaan van spanningscorrosie. 3
Figuur 2: Restspanningen gemeten met röntgendiffractie voor een met bristle blasting behandeld oppervlak (ABS-A-staal) 2
REFERENTIES: Stango, R.J., “Compressive Residual Stress Generated by Bristle Blasting Process with Implication upon SCC”. In NACE Corrosion Conference 2014, San Antonio, Paper no. C2014-5152, pagina 3. Ibid., pagina 4. Ibid., pagina 4.
Download Dr. Prepper nr. 5
Je kunt ook de volledige Dr. Prepper-edities downloaden: