Незважаючи на те, що високолеговані сталі називають нержавіючими, за певних умов вони можуть піддаватися корозії. Розглянемо види корозії виробів із нержавіючої сталі та методи їхнього захисту.
Щілинна корозія нержавіючих сталей
Щілинна корозія є другою за поширеністю після точкової корозії, яка вражає нержавіючі сталі. Вона виникає у місцях, де між сталевим виробом і іншим об'єктом утворюється невеликий зазор. Часто таким об'єктом є ізоляційний матеріал: ущільнювач або гумова прокладка, але це може бути і металевий предмет.
Геометрія зазору є вирішальним фактором початку розвитку щілинної корозії. Зазор повинен бути досить великим для проникнення хімічно агресивної рідини, але не настільки великим, щоб матеріал вимивався з нього через потік або конвекцію рідини.
Механізм утворення щілинної корозії добре відомий. Спершу в зазорі накопичуються агресивні іони, такі як хлорид-іони, і витісняється кисень. Це спричиняє формування анода в зазорі, тоді як матеріал поза зазором стає катодом. Корозія в зазорі виникає через руйнування пасивної плівки та зміни кислотності середовища.
Правильне проєктування конструкцій — один із найкращих способів уникнути щілинної корозії. Також важливим є вибір матеріалів. Щілинна корозія найбільш інтенсивна в кислотних умовах і хлоридвмісних середовищах. Катодний захист може зменшити рівень і точкової, і щілинної корозії. Збільшення текучості середовища також допомагає знизити негативні наслідки.
Інші пасивні матеріали, такі як алюміній та його сплави, також чутливі до точкової та щілинної корозії. Корозія алюмінію виникає подібно до корозії нержавіючої сталі.
Точкова корозія
Точкова корозія — це тип локалізованої корозії, що призводить до утворення маленьких отворів у металі. Основною причиною є нестача кисню в невеликій зоні, яка стає анодною, тоді як зона з надлишком кисню стає катодною, викликаючи локальну гальванічну корозію. Цей тип корозії може глибоко проникати в метал. Точкова корозія небезпечна тим, що мало пошкоджує поверхню, але значно руйнує внутрішню структуру металу.
Процес починається з незначного поверхневого дефекту: подряпини, зміни складу або пошкодження захисного покриття. Поліровані поверхні зазвичай краще протистоять точковій корозії, якщо поліровання виконано правильно.
Точкова корозія зазвичай вражає сплави, корозійна стійкість яких забезпечується поверхневим шаром: нержавіючі сталі, нікелеві та алюмінієві сплави. Звичайна вуглецева сталь піддається рівномірній корозії, тоді як нержавіюча сталь — точковій. Додавання близько 2% молібдену підвищує стійкість нержавіючих сталей до точкової корозії.
Механізм точкової корозії
Точкова корозія найчастіше призводить до появи отворів у баках, резервуарах та трубах. Вона утворює глибокі, але вузькі порожнини, діаметром зазвичай до 1 мм, хоча корозія може проникати глибоко в метал. Причиною є пошкодження оксидної плівки (пасивного шару), зазвичай через наявність сторонніх домішок, таких як сірка, що викликають локальні дефіцити легуючих елементів.
Пасивація нержавіючої сталі
Пасивація — це хімічна обробка поверхні нержавіючої сталі, спрямована на посилення природного захисного шару оксиду хрому. Цей процес підвищує стійкість сталі до корозії, зокрема до точкової та щілинної корозії.
Пасивація виконується з використанням окислювачів, які розчиняють вільне залізо на поверхні сталі, але не впливають на оксиди хрому та інших легуючих елементів.
Основні методи пасивації включають використання різних кислот:
- Лимонна кислота — це простий і безпечний метод, рекомендований стандартом ASTM A967-1. 8%-на лимонна кислота застосовується при кімнатній температурі протягом 3 годин.
- Азотна кислота — швидший метод, де 20%-на азотна кислота використовується при температурі 55°С протягом 30 хвилин. Для покращення процесу можна додати 2%-ний дихромат натрію, хоча це зменшує безпеку процесу.
- Фтороводнева кислота — ефективна, але дуже небезпечна, тому використовується вкрай рідко.
Процес пасивації можна прискорити за рахунок підвищення температури, однак тривалість процедури варіюється в залежності від типу сталі та вибраного реагента. Стандарти ASTM — це лише рекомендації, і точні умови повинні підбиратися з урахуванням реальних експлуатаційних умов і природи корозійних середовищ.
Для перевірки ефективності пасивації використовують:
- Електрохімічні методи, такі як вимірювання кривих поляризації.
- Хімічні методи, включаючи аналіз на сульфати міді або ферроціаниди.
Проблеми корозії в зварних швах (сенсибілізація)
Сенсибілізація — це процес, при якому нержавіюча сталь стає підвладною міжкристалітній корозії. Це відбувається через випадання карбідів хрому при нагріванні в діапазоні 480-900°С, що може відбуватися, наприклад, у зоні зварного шва. Випадання карбідів призводить до локального зниження вмісту хрому та руйнування пасивного шару.
Контактна корозія
Коли нержавіюча сталь контактує з вуглецевою або феритною сталлю, на її поверхні можуть осаджуватися частинки заліза, що призводить до локальної корозії. Для запобігання контактній корозії необхідно використовувати окремі інструменти та робочі зони для обробки різних матеріалів.
Догляд за нержавіючою сталлю
Регулярне очищення виробів з нержавіючої сталі допомагає запобігти корозії. У міських умовах або в морських районах рекомендується проводити чистку мінімум двічі на рік, використовуючи теплу воду та ПАВ. Важливо уникати очищувачів з хлорид- або аміак-місткими інгредієнтами, оскільки вони можуть викликати корозію.
Використання нержавіючої сталі в різних галузях:
- Будівництво — вироби з нержавіючої сталі, які використовуються на фасадах будівель, потребують регулярного догляду, особливо в прибережних та промислових зонах.
- Харчова промисловість — сталь марки 316 і 316L найчастіше використовується для обладнання на кухнях, включаючи холодильники та посудомийні машини. Однак контакт з агресивними середовищами, такими як миючі засоби з хлоридом, може призвести до корозії.
- Фармацевтична промисловість — нержавіюча сталь 316L використовується в обладнанні, що контактує з соляними розчинами, де можливо розвиток щілинної та точкової корозії.
- Басейни — вироби з нержавіючої сталі, такі як поручні, можуть кородувати під впливом хімікатів, що використовуються для чищення басейнів.
Отже, вибір методу захисту від корозії та правильного догляду за нержавіючою сталлю безпосередньо впливає на довговічність і ефективність виробів в різних умовах експлуатації.
Для замовлення та більш детальної інформації звертайтеся по номеру +380977853428 або пишіть на електронну адресу zakupivlya@metalltech.com.ua