A korrózió a fémek három fő kiesési módjának egyike. A rozsdamentes acélt gyakran használják nagyobb igénybevételi környezetben a fém korróziójának gátlására. A mérnökök azonban felfedezték, hogy még a rozsdamentes acél esetében is az összetevők még mindig bizonyos körülmények között korrodálhatnak. Amikor rozsdamentes acélkorrózió következik be, sok mérnök nem tesz semmit. A szerző úgy véli, hogy sok mérnöknek félreértése van a rozsdamentes acélanyagok kiválasztásában. Ez a félreértés az, hogy rozsdamentes acél korrózió vagy akár korrózió. Volt egy mondás, amely azt mondta: Az embernek könnyei vannak, de nem mozdul, mert nem érte el a szívét. Ezt a mondatot nem lehet túlzottan hangsúlyozni a rozsdamentes acél esetében. A rozsdamentes acél nem korrodáló, csak azért, mert nem merül fel a korróziós környezetben. Itt fogok összpontosítani a kérdés a helyi korrózió rozsdamentes acél. Remélem, hogy bizonyos területfejlesztési projektek enyhülnek e kétségektől.
A rozsdamentes acél helyi korróziójának rövid leírása
A króm-nikkel tartalmú rozsdamentes acél anyagok esetében a korrózió két fő formája van: az egyik egyenletes korrózió, a másik pedig a korrózió lokalizációja. A rozsda a tengeri légkörben tipikus példája az általános vagy egyenletes korróziónak. Itt a fém egyenletesen erodálódik az egész felületén. Ebben az esetben egy laza réteg képződik az acélfelületen, és ez a réteg korróziós termék könnyen eltávolítható. Az egyenletes korrózió a korrózió egyik legegyszerűbb formája, mivel a mérnökök kvantitatíven meghatározhatják a fém korróziós sebességét, és pontosan megjósolhatják a fém élettartamát. Ezért az egységes korrózió a korrózió egyik formája, amelyet minimálisan a rákcsapások okoznak. Bár korróziós károkat okoz, előrejelezhető és ellenőrzött.
Azonban a lokalizált korrózió előfordulása gyakran sok mérnököt felkészít. Ez azért van, mert a helyi korrózió okozta károkat nehéz megjósolni, és a berendezés élettartama nem számítható pontosan. Az egyik legbosszantóbb punkta, ez a legnehezebb helyi fémes korrózió. Mert a töltés több ezer mérföldnyi szakasza összeomlott a hangya lyukában. Ez az úgynevezett pitting egy hangya folt a parton.
A fém korróziója során két reakció fordul elő egyszerre az elektródon. Az egyik a katódreakció, és a nemfém a katódon csökken. A nemfémnek elektronja van, és a valencia csökken. A másik az anódreakció. Amikor az anód reakció megtörténik, a fém elveszíti az elektronokat, és a valencia emelkedik. A fémionok leválnak a fémfelületről. Azt akarom mondani, hogy a fémek korróziója a korrózióval szembeni legnagyobb ellenállástól függ. Ezért ez is fontos irányadó elv a fém korrózió problémájának megoldására.
Korrózióállóság a katód és az anód közötti kapcsolat felhasználásával. Ha egy nagy katódfelület csatlakozik egy kis anódfelülethez, nagy áram áramlik az anód és a katód között. Ezt a helyzetet el kell kerülni. Másrészt, ha a helyzetet egy nagy anódfelület és egy kis katódfelület összekapcsolásával fordítjuk, akkor kis áramlási sebesség következik be a két fém között. Ezt a helyzetet várjuk. A hegesztett fém katódját egy tartályban vagy tartályban katódként tervezzük. A rögzítőeszközt úgy tervezték, hogy a katódzáró (kis terület) és az anóddarab (nagy terület) összekapcsolódjanak. Ennek a koncepciónak az a példája, hogy az acéllemezeket réz szegecsekkel együtt szegezzük, és kis áramlási sebességgel kiszorítsuk a tengervízbe. A rézelem kis katódfelület, míg az acéllemez nagy anódfelület. Ez a design nagyon kényelmes és jó kompatibilitást biztosít.
Pitting probléma. A pelyhesítés a fémfelületen lévő rések nélkül is előállítható. A pitting előfordulása két tényezőből eredhet: a kloridion a környezetben és a mikroszerkezetek vagy komponensek heterogenitása. A rozsdamentes acél korrózióját egy különleges fugázószer, például klorid koncentrációja okozhatja. Ha az érzékenység vagy más okok következtében rozsdamentes acélból történő szúrás történik, vagy ha a króm és a nikkeltartalom nem egyenletes vagy akár nem is képes ellenállni a pitting korróziónak, előfordulhat korrózió kialakulása. A fémfelületen fellépő hibák is okozhatnak lyukasztást. Például rozsdamentes acél vagy nikkelötvözet védő oxidrétegének hibája. A lyukasztás megakadályozható magas korrózióállóságú ötvözet alkalmazásával vagy egy kémiai elem kiküszöbölésével, amely pusztítást okoz. A metálosodás szabályozásának másik aspektusa a katódos reagensek eltávolítása a környezeti közegben. Általában az oxigén eltávolításnak jobb hatása lesz. Mivel a gödör alja általában eloxálódott, a gödör vagy rés környezete általában katódosan van kialakítva, így kialakul az akkumulátor áramának a kapcsolata. Amikor a gödör vagy rés korróziója tovább bővül, autokatalitikus reakcióvá válik. A ferriion kölcsönhatásba lép a kloriddal, hogy vas-kloridot képez. A reakció megismétlődik, és a fém perforáció gyorsan bekövetkezik. A szivárgás vagy a rés korróziója nagyon veszélyes a korróziónak, mert nagyon lokalizált és gyorsan megtörik a fém.
A rozsdamentes acél helyi korróziójának rövid leírása
Felszín alatti korróziós problémák. Közvetlenül az üledék vagy a rés alatt az oldat oxigéntartalma alacsony, az ömlesztett oldat oxigéntartalma a rés külső részén nagyon magas. Ez létrehoz egy akkumulátort anóddal az üledék alatt vagy a résen és azon kívül. A katód. A kloridos közeget tartalmazó résen belül a pH leesik és a kloridkoncentrátumok. Ez a savas kloridos állapot gyorsítja a korróziót és automatikusan közvetíti. Ezután súlyos lokalizált korrózió fordult elő. Ilyen típusú korrózióra akkor kerül sor, amikor egy rozsdamentes acél rögzítőelemet egy rozsdamentes acéllemezre helyezzünk és kloridtartalmú víznek tesszük ki. A réskorrózió akkor jelentkezhet, ha a csavarfej vagy alátét anódterületként használatos. A csapadékképződés és -mérleg kialakulásának megakadályozása vagy a magas ötvözetű anyagok felhasználásával elősegíti a réskorrózió csökkentését.
Csupaszító korrózió. Ebben az esetben egy laza, lemezszerű korróziós réteget képez a fémfelületen. Még a kis sebességű folyadék könnyen eltávolíthatja a laza rozsdamentes rétegeket. Ennek eredményeképpen új, nem levágott fém ismét kitett, így számos további lemezszerű réteg keletkezik. Ismét ezek a vérlemezkék könnyen eltávolíthatók, és a folyamat folytatódik. A nem kémiailag nem reagáló ötvözetek használatával elkerülhető a hámlásos korrózió.
Intergranuláris korrózió. Egyes speciális ötvözeteknél előfordulhat, hogy hegesztés vagy hőkezelés közben hegesztés közben érzékeny hőmérsékleti övezetre hevítik az intergranuláris korróziót. Ha bizonyos rozsdamentes acélötvözeteket 425-870 ° C-ra melegítenek, króm-karbidok kicsapódnak a szemcsék határán. Ez a krómtartalmú régiók jelenlétéhez vezet a karbidok közelében, és hatással van a szemcsehatároló régió passziválására. Speciális adathordozókban, például salétromsavban vagy magas hőmérsékletű vízben a korrózió az alacsony króm-zónában előfordulhat. A szemek egy cukros felületen jelennek meg, és könnyen eltávolíthatók, ha egy samplerrel dörzsölnek. A rozsdamentes acélok és a nikkelötvözetek közötti korrózió elkerülhető alacsony széntartalmú ötvözetek alkalmazásával, karbidképző elemek, például titán vagy tantál hozzáadásával, vagy a stabilizáló hegesztések alkalmazása.
A rozsdamentes acél helyi korróziójának rövid leírása
Stressz korrózió repedés. Egy tipikus példa az AISI 316 rozsdamentes acélból készült szigetelt gőzvezeték (UNS S31600). A szigetelőanyagban jelen lévő kloridok az esőnek kitéve a fém felületére továbbíthatók. Ez a feltétel megfelel a stressz korróziós repedés kialakulásának feltételeinek: egy érzékeny ötvözet-316 rozsdamentes acél; egy speciális korrozív klorid tartalmú víz; és hideg-megmunkált vagy hegesztett csövek. Ha keresztmetszeti metallográfiai vizsgálatot végzünk a repedésen keresztül, jellemző transzgranuláris (átszelő szemcsék és szemcsék) és ága repedések figyelhetők meg. Ez az ausztenites rozsdamentes acélok tipikus kloridos stressz korróziós repedése. A fenti három feltétel bármelyikének megszüntetése megakadályozhatja a stressz korrózióját.
A rozsdamentes acél helyi korróziójának rövid leírása
Az oxigéntartalom befolyásolja a korróziót. Általában az erőműbe áramló friss és tiszta víz nem korrozív. Az acél semleges vízben működik, korróziós sebessége közvetlenül az oldott oxigén kapacitással függ össze. Vagyis annál nagyobb az oxigéntartalom, annál nagyobb a korrózió. Az acél korróziója szintén összefügg a pH-értékkel. Ha a pH magas, az acél korróziós sebessége alacsony. Amikor a pH 4 alá csökken, az acél gyorsan romlik.
A hőmérséklet növeli az acél korrózióját is. Ha a hőmérsékletet 22-41 ° C-ról 72 ° F-ra emelik, akkor közvetlenül befolyásolja az acél korrózióját. Az áramlási sebesség ellentétes hatással van az acél korróziójára. Ha a tengervíz áramlási sebessége nagyobb, mint 2 méter per másodperc (0,9 m / s), az acél korróziója nagyban felgyorsulhat. A nem védett korrozív anyag mechanikai eltávolítása magas korróziós sebességet fog eredményezni, mivel a korrozív anyag eltávolítása új fémt jelent, amelynek magas korróziós sebessége van. Ugyanakkor a nagy áramlási sebesség nagy mennyiségű oxigént hoz létre a fém felületén. Ezért több oxigén van a korróziós sebesség növelése érdekében.
Ha az ausztenites rozsdamentes acél megszakad a feszültség korróziós repedése miatt, az alternatív anyag, amelyet figyelembe kell venni duplex rozsdamentes acél. Különböző szerkezete és összetétele miatt magasabb mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek szobahőmérsékleten 315 ° C-ig, mint 316 rozsdamentes acél. Nagyobb stressz korróziós repedésállóságuk is van. A kétfázisú ötvözetek a króm és a molibdén tartalmának növelésével nagyobb ellenállást biztosítanak a pitting és a réskorrózió ellen.
A kloridkoncentráció hatása a rozsdamentes acél korróziójára. Ha 304 vagy 304L rozsdamentes acélt használnak édesvízben, akkor a kloridtartalomnak 200 ppm alatt kell lennie. Az alkatrészek gyártása után a maradék vasat el kell távolítani. Mivel a maradék vas úgy viselkedik, mint egy rés, akkor reagál a kloriddal is, hogy ferri-kloridot képezzen a lokalizált korrózió felgyorsítására. 304 A csöveket rendszeresen meg kell tisztítani a rések kialakulásához szükséges rések vagy betétek eltávolítására. El kell kerülni a 304 vagy 304L-es gyártóberendezések pihentető vízbe való bejutását (például 0,9 m / s-nál kisebb átfolyási sebességet), mert a fémfelületre betétek keletkeznek. A mikrobiológiai korróziót is ellenőrizni kell.
A 316L típusú rozsdamentes acélból a sós vízben történő sikeres használat érdekében a klorid tartalomnak 1000 ppm-nél kisebbnek kell lennie, hacsak a víz teljesen nem oxidálódik. Az oxidált víz megakadályozza a 316L-es rozsdamentes acélból történő szúrás, repedés és stressz korrózióját. A gyár gyártási folyamatában a hegesztést teljesen hegesztve és sima legyen, hogy a legjobb korróziógátló hatást érjék el. A magas molibdéntartalmú vagy a hegesztési varratú elektródákat kell használni. Fontos, hogy a 316L típusú rozsdamentes acél felületét úgy tisztítsák meg, mint a 304, hogy eltávolítsák a maradék vasat. Általában a maradék vas eltávolításának legjobb módja egy HNO3-HF tisztítószer használata. Ezenkívül az üledéket rendszeresen el kell távolítani. Fontos, hogy ügyeljen arra, hogy elkerülje a stagnáló víz helyzetét. A víz áramlási sebességének legalább 0,9 m / s-nak kell lennie a berendezés leállásakor a betétek képződésének megakadályozása érdekében.
A fém korrózió gyakran összetett kérdés, és a korrózió néhány új formáját a közvélemény sem értette meg. Javasoljuk, hogy a helyszíni mérnökök többet megtudjanak a korrózióról és a védelemről, hogy megtanulhassák a fém alkatrészek korróziójának kezelését.