
Pinnoitehitsaus on yksi teknologioista, joita käytetään prosessiteollisuuden painelaitteiden valmistuksessa. Tämä menetelmä mahdollistaa laitteiden pitkän käyttöiän ja vaaditun korroosionkestävyyden ilman, että koko laite tarvitsee valmistaa kalliista erikoismateriaaleista. West Weldingin hitsausasiantuntija Esa Ristiluoma avaa tässä artikkelissa pinnoitehitsauksen merkitystä ja käyttöä erityisesti vaativissa prosessiteollisuuden sovelluksissa.
Pinnoitehitsaus pähkinänkuoressa
Pinnoitehitsauksessa painelaitteen perusmateriaalin päälle hitsataan kerros korroosionkestävää materiaalia. Tämä prosessi tekee laitteesta korroosiokestävän ja siten vaativia olosuhteita kestävän.
“Hitsausmenetelmiä on kaksi erilaista. Ensimmäinen on normaali jauhekaarihitsaus, jonka prosessitunnus on 122. Toinen on electro slag welding, jonka prosessitunnus on 122 ESW. 122 ESW -prosessissa perusaineen sekoittuminen hitsiaineeseen on pienempi ja hitsiaineen tuotto on suurempi kuin perinteisessä jauhekaaripinnoitehitsauksessa”, Ristiluoma kertoo.
Pinnoitehitsaus on erityisen tärkeä menetelmä öljy-, kaivos- ja kemianteollisuudessa, missä laitteet altistuvat erilaisille kuormitustekijöille. Kuormitustekijät voivat johtua esimerkiksi kemiallisista hyökkäyksistä, korkeasta paineesta ja -lämpötilasta. Pinnoitehitsaus ei kuitenkaan ole pintakäsittely, vaan hitsausprosessi, jossa pinnoite on kiinteä osa laitetta.

Lämmönvaihtimen laipan pinnoitehitsaus 60 x 0,5mm hitsausnauhalla.
Pinnoitehitsaus on eri asia kuin pintakäsittely
Moniin muihin pintakäsittelyihin verrattuna pinnoitehitsauksen etu on sen mekaaninen kestävyys. Pinnoitehitsaus kestää korkeita lämpötiloja, syövyttäviä kemikaaleja ja mekaanista rasitusta. Pintakäsittelymenetelmät eivät ole tarkoitettu laitteen sisällön aiheuttamiin rasituksiin. “Pinnoitehitsauksessa hitsiaine kiinnittyy perusaineeseen pysyvästi, mikä tekee siitä ylivoimaisen vaihtoehdon silloin, kun laitteelta vaaditaan pitkäaikaista kestävyyttä”, toteaa Ristiluoma.
Pinnoitehitsauksessa käytettävät materiaalit valitaan tarkasti laitteen käyttökohteen ja sen vaatimusten mukaan. Tyypillinen kombinaatio on 309L ensimmäisessä kerroksessa ja 316L toisessa hitsauskerroksessa.
“Ensimmäisessä kerroksessa, eli puskurikerroksessa, käytämme 309L-lisäainetta, koska se sekoittuu perusaineeseen ja varmistaa, että pinnoite täyttää kaikki vaatimukset. Toisessa kerroksessa käytetään 316L:ää, jos tavoitteena on saavuttaa 316L-teräksen kaltainen lopullinen pinnoite”, Ristiluoma selventää.
Tämä monikerroksinen lähestymistapa varmistaa, että painelaitteet kestävät sekä korroosion että mekaanisen rasituksen.
Paras valinta korkeapaineisiin laitteisiin
West Weldingin projekteissa pinnoitehitsausta on käytetty erityisesti öljy- ja kaivosteollisuuden suuripaineisissa ja paksuseinämäisissä säiliöissä. “Pinnoitehitsaus soveltuu hyvin korkeapaineisiin ja paksuseinämäisiin laitteisiin, jossa se toimii parhaiten. Näissä laitteissa ei ole järkevää käyttää koko rakenteessa erikoismateriaaleja, kuten esimerkiksi Inconel 625:tä, jonka nikkelipitoisuus tekee siitä arvokkaan”, Ristiluoma kertoo.
Pinnoitehitsauksessa hiiliteräs toimii laitteessa kantavana painerunkona, kun taas pinnoite suojaa laitetta korroosiolta ja kemialliselta altistukselta. Näin syntyy taloudellinen rakaisu, sillä erikoismateriaaleja käytetään vain siellä, missä niitä todella tarvitaan.

Koepala pinnoitehitsauksesta. Kuvasta näkee, kuinka hitsausmateriaalit sekoittuvat alkuperäiseen materiaaliin.
Pinnoitehitsaus käytännössä
Pinnoitehitsaus on tarkkuutta vaativa ja monivaiheinen prosessi, joka vaatii perusteellista puhdistusta ja oikeiden hitsausohjeiden noudattamista. Ensin hitsattava materiaali puhdistetaan huolellisesti, minkä jälkeen hitsaus suoritetaan jauhekaarihitsauksen kaltaisesti. Ensimmäinen hitsauskerros, niin sanottu puskurikerros, varmistaa perusaineen ja pinnoitteen kiinnittymisen, ja toinen kerros tuo lopullisen korroosionkestävyyden.
“Ensimmäinen palkokerros, eli puskurikerros, sekoittuu osittain perusaineen kanssa, ja toinen kerros hitsataan tämän päälle. Tämä takaa sen, että lopullinen pinnoite täyttää vaatimukset ja kestää laitteen sisällöstä aiheutuvat olosuhteet”, Ristiluoma korostaa.
West Weldingin pinnoitehitsaus varma valinta
Pinnoitehitsaus on erityisen tärkeä ratkaisu silloin, kun laitteen materiaalilta vaaditaan mekaanisen ja kemiallisen rasituksen kestoa. Taloudellinen ratkaisu on esimerkiksi käyttää hiiliterästä painerunkona ja pinnoittaa se kemiallisesti kestävällä materiaalilla.
“Esimerkiksi meneillään olevassa projektissamme lämmönvaihtimen komponentteja, runko- ja umpilaippa ovat pinnoitettu 60 x 0.5 mm hitsausnauhalla, käyttäen 309L:ää puskurikerroksessa ja 316L:ää pintakerroksessa. Tämä takaa laitteen komponenttien kestävyyden sekä kemiallisesti että mekaanisesti”, Ristiluoma kuvaa.
Ristiluoman mukaan pinnoitehitsauksen avulla voidaan pidentää painelaitteiden käyttöikää ja parantaa niiden turvallisuutta huomattavasti. Se on edistyksellinen teknologia painelaitteiden valmistuksessa, erityisesti korkean paineen ja korroosion aiheuttamissa olosuhteissa.
Lue lisää meidän palveluistamme.