Korozija je jedan od tri glavna načina kvarova metala. Nehrđajući čelik se često koristi u zahtjevnijim uvjetima za sprečavanje korozije metala. Međutim, inženjeri su otkrili da čak i kod nehrđajućeg čelika, komponente i dalje mogu korodirati pod određenim uvjetima. Kod postavljanja korozije u nehrđajućem čeliku, mnogi inženjeri ne rade ništa. Autor smatra da mnogi inženjeri imaju nesporazume u odabiru materijala od nehrđajućeg čelika. Ovaj nesporazum je da korozija od nehrđajućeg čelika ili čak korozija. Postojala je izreka koja je rekla: Čovjek ima suze, ali ne trza, jer nije dosegao točku njegova srca. Ova rečenica ne može se prenaglašiti za nehrđajući čelik. Nehrđajući čelik nije nehrđajući, samo zato što ne naiđe na oštrije korozijske okoline. Ovdje ću se usredotočiti na pitanje lokalne korozije nehrđajućeg čelika. Nadam se da će neki terenski projekti biti oslobođeni od nekih sumnji u ovom području.
Kratak opis lokalne korozije nehrđajućeg čelika
Za materijale od nehrđajućeg čelika koji sadrže krom-nikal, postoje dva glavna oblika korozije: jedno je jedinstvena korozija, a druga je lokalizirana korozija. Rust u morskoj atmosferi je tipičan primjer opće ili jednolike korozije. Ovdje se metal ravnomjerno erodira na cijeloj površini. U tom slučaju na površini čelika formira se labav sloj, a taj se sloj korozijskog proizvoda lako uklanja. Jedinstvena korozija je jedan od najlakših oblika korozije jer inženjeri mogu kvantitativno odrediti brzinu korozije metala i mogu točno predvidjeti život metalnog. Dakle, jednolika korozija je oblik korozije koji je minimalno zahvaćen rakom. Iako uzrokuje oštećenje korozije, može se predvidjeti i kontrolirati.
Međutim, pojava lokalizirane korozije često čini mnoge inženjere nespremne. To je zato što je oštećenja uzrokovana lokalnom korozijom teško predvidljiva, a život opreme ne može se točno izračunati. Jedan od najpoželjnijih neugodnih pipa, to je najteži tip lokalne korozije u metalu. Zato što su se tisućama milja nasipa srušile u mravlju rupu. Ovaj takozvani pitting je mravlja mrlja na nasipu.
U postupku metalne korozije, istodobno se pojavljuju dvije reakcije na elektrodi. Jedan je katodna reakcija, a ne-metal se smanjuje na katodi. Ne-metal ima elektrone i valencija se smanjuje. Drugi je anodna reakcija. Kada se pojavi anodna reakcija, metal gubi elektrone i valencija se diže. Metalni ioni su odvojeni od metalne površine. Ono što želim reći je da korozija metala ovisi o reakciji s najvećom otpornosti na koroziju. Stoga, ovo također predstavlja glavni princip vođenja za rješavanje problema metalne korozije.
Dizajn otpornosti na koroziju pomoću odnosa između katode i anode. Ako je veliko katodno lice povezano s malom anodnom površinom, velika struja teče između anode i katode. Ova se situacija mora izbjegavati. S druge strane, kada preokrenemo situaciju spajanjem velike površine anoda s malom katodnom površinom, između dva metala pojavit će se mali strujni tok. Ova situacija je ono što očekujemo. Projektiranje katode metala za zavarivanje u spremniku ili spremniku kao katodi. Uređaj za pričvršćivanje je konstruiran tako da su zatvarač katoda (mali prostor) i anodni komad (veliko područje) međusobno povezani. Primjer ovog koncepta je pričvrstiti čelične ploče zajedno s bakrenim zakovicama i izlagati ih morskoj vodi s niskim stopama protoka. Bakreni učvrščivač je mala katodna površina, a čelična ploča je velika površina anoda. Ovaj dizajn je vrlo prikladan i proizvodi dobru kompatibilnost.
Pitanje problema. Pitting se također može proizvesti bez praznina na metalnoj površini. Pojava pittinga može doći iz dva čimbenika: kloridni ion u okolišu i heterogenost mikrostruktura ili komponenata. Korozija nehrđajućeg čelika može biti uzrokovana koncentracijom posebnog etchanta kao što je klorid. Ako se uslijed senzibilizacije ili drugih razloga odvija usitnjavanje od nehrđajućeg čelika, ili ako sadržaj kroma i nikla nije jednoličan ili čak ne uspijeva oduprijeti od korozije pittinga, može doći do puknuće korozije. Nedostaci na metalnoj površini također mogu izazvati pitting. Na primjer, nedostatak zaštitnog sloja oksida od nehrđajućeg čelika ili legure nikla. Pitting može biti spriječen korištenjem legure visoke otpornosti na koroziju ili uklanjanjem kemijskog elementa koji uzrokuje pitting. Drugi aspekt kontrole podešavanja metala je uklanjanje katodnih reaktanata u okolišnom mediju. Obično uklanjanje kisika ima bolji učinak. Kako dno jame ima tendenciju da bude anodizirano, okolno područje jame ili praznine ima tendenciju da bude katodno tako da se stvara odnos struje baterije. Kada se korozija u jami ili pukotini dalje širi, ona postaje autokatalitička reakcija. Fercijski ion reagira s kloridom u oblik željeznog klorida. Reakcija se ponavlja i brzo se provodi metalna perforacija. Pitting ili pukotina korozija je vrlo opasna forma korozije, jer je vrlo lokalizirana i može brzo uzrokovati metal probiti.
Kratak opis lokalne korozije nehrđajućeg čelika
Problemi s korozijom podne površine. Neposredno ispod sedimenata ili u pukotini, sadržaj kisika otopine je nizak, a sadržaj kisika otopine za rasuti teren u vanjskoj strani pukotina je vrlo visok. To stvara bateriju s anodom pod sedimentom ili u pukotinu i izvana. Je li katoda. Unutar praznine koja sadrži kloridni medij, kapljice pH i kloridni koncentrati. Taj kiselinski kloridni uvjet uzrokuje da se korozija ubrza i automatski posreduje. Tada dolazi do teške lokalizirane korozije. Primjer ove vrste korozije dolazi kada je pričvršćen nehrđajući čelik na ploču od nehrđajućeg čelika i izložena vlazi koja sadrži klorid. Može doći do korozije proreza kada se glava vijka ili podizača koriste kao anodna površina. Sprečavanje stvaranja precipitata i vage ili upotrebe materijala s visokim slojem legure pomoći će smanjiti koroziju pukotina.
Uklanjanje korozije. U tom slučaju na metalnoj površini formira se labav sloj poput korozije. Čak i protok s malom brzinom može lako ukloniti labave slojeve korozivnih sredstava. Kao rezultat toga, novi, neraspodijeljeni metal ponovno je izložen, tako da će se stvoriti mnogi dodatni slojevi poput lima. Opet, ove pločice lako se uklanjaju i postupak se nastavlja. Korištenje legura koje nisu kemijski reaktivne mogu izbjeći koroziju pilinga.
Intergranularna korozija. Pojavljuje se u nekim posebnim legurama, mogu se pojaviti intergranularna korozija kada se zagrijavaju do njihove osjetljive zone temperature tijekom zavarivanja ili toplinske obrade. Kada se određene legure od nehrđajućeg čelika zagriju na 425-870 ° C, kromi karbidi precipitiraju na granicama zrna. To dovodi do prisustva regija koje su oštećene kromom u blizini karbida i također utječe na pasiviranje granične regije zrna. U posebnim medijima, kao što je dušična kiselina ili voda s visokom temperaturom, može se pojaviti korozija u zoni niske kroma. Žitarice se pojavljuju na slatkoj površini i lako se uklanjaju kada se utrlja uz uzorkivač. Intergranularna korozija nehrđajućih čelika i legura nikla može se izbjeći upotrebom legura s niskim udjelom ugljika, dodavanjem elemenata koji formiraju karbid kao što je titan ili tantal, ili upotrebom stabilizacijskih žila.
Kratak opis lokalne korozije nehrđajućeg čelika
Pukotina korozije na napetost. Tipičan primjer je izolirana vodena parica izrađena od nehrđajućeg čelika AISI 316 (UNS S31600). Kloridi koji mogu biti prisutni u izolacijskom materijalu mogu se prenijeti na metalnu površinu kada je izložena kiši. Ovo stanje zadovoljava uvjete stvaranja pukotine korozije na stres: osjetljivi nehrđajući čelik legure 316; posebna voda koja sadrži korozivnu klorid; i strojno obrađene ili zavarene cijevi. Ako se kroz regiju pukotine izvodi presjek metalografskog ispitivanja, uočit će se tipični transgranularni (rasprostirući granice zrna i zrna) i pukotine na grani. To je tipičan pucanje korozije kloridnog stresa od austenitnih nehrđajućih čelika. Uklanjanje bilo kojeg od gore navedenih tri uvjeta može spriječiti pucanje korozije na stres.
Kratak opis lokalne korozije nehrđajućeg čelika
Sadržaj kisika utječe na koroziju. Općenito, svježa i čista voda koja teče u elektrani nije korozivna. Čelik dobro radi u neutralnoj vodi i njegova brzina korozije izravno je povezana s kapacitetom otopljenog kisika. To znači, što je sadržaj kisika veći, to je veća stopa korozije. Korozija čelika je također povezana s pH vrijednosti. Kada je pH visok, brzina korozije čelika je niska. Kada pH padne ispod 4, čelik brzo erodira.
Temperatura će također ubrzati koroziju čelika. Kada se temperatura povećava od 72 ° F do 104 ° F (22-41 ° C), izravno utječe na brzinu korozije čelika. Brzina protoka ima suprotan učinak na koroziju čelika. Kada je brzina morske vode veća od oko 3 stopa u sekundi (0,9 m / s), korozija čelika može se uvelike ubrzati. Mehaničko uklanjanje nezaštićenog korozivnog materijala rezultirat će visokom stopom korozije jer uklanjanje korozivnog materijala izlaže novi metal s visokom stopom korozije. Istodobno, visoka brzina protoka donosi veliku količinu kisika na izloženu površinu metala. Stoga, postoji više kisika za povećanje korozije.
Ako se austenitni nehrđajući čelik pukne zbog pucanja korozije u stresu, alternativni materijal koji treba razmotriti je duplex nehrđajući čelik. Zbog njihove različite strukture i sastava imaju veća mehanička svojstva pri sobnoj temperaturi do 315 ° C od 316 nehrđajućih čelika. Oni također imaju veću otpornost na pucanje korozije na stres. Dvofazne legure mogu postići veću otpornost na pitting i koroziju pukotina povećanjem sadržaja kroma i molibdena.
Učinak koncentracije klorida na koroziju nehrđajućeg čelika. Kada se u slatkoj vodi koristi 304 ili 304L nehrđajući čelik, sadržaj klorida mora biti manji od 200 ppm. Nakon što se komponente proizvode, preostalo željezo se mora ukloniti. Budući da će preostalo željezo djelovati kao praznina, ona će također reagirati s kloridom kako bi se formirao željezni klorid da bi se ubrzao lokaliziranu koroziju. 304 Cijevi se povremeno moraju očistiti kako bi se uklonile pukotine ili naslage koje mogu stvarati praznine. Treba izbjegavati izloženost uređaja biljke proizvedene s 304 ili 304L u stajaću vodu (na primjer, brzina protoka manja od 0,9 m / s) jer će stvarati naslage na metalnoj površini. Također se mora kontrolirati mikrobiološka korozija.
Da bi se uspješno koristila nehrđajući čelik tipa 316L u slanoj vodi, sadržaj klorida trebao bi biti manji od 1000 ppm, osim ako voda nije potpuno deoksidirana. Deoksigenirana voda će spriječiti podmazivanje, pucanje i koroziju stresa od nehrđajućeg čelika 316L. U proizvodnom procesu biljke, zavarivanje treba biti potpuno zavareno i glatko kako bi se postigao najbolji anti-korozijski učinak. Treba upotrijebiti elektrode s visokim sadržajem molibdena ili odgovarajući spoj. Važno je da se površina od nehrđajućeg čelika tipa 316L očisti poput 304 kako bi se uklonilo ostalo željezo. Općenito, najbolji način za uklanjanje preostalog željeza je korištenje HNO3-HF sredstva za čišćenje. Osim toga, svaki talog također treba redovito ukloniti. Važno je pobrinuti se da izbjegnete situaciju ustajale vode. Protok vode mora biti najmanje 0,9 m / s tijekom zaustavljanja opreme kako bi se spriječilo stvaranje taloga.
Metalna korozija često je složeno pitanje, a čak i neki novi oblici korozije nisu dobro razumjeli javnost. Preporuča se da inženjeri na terenu saznaju više o koroziji i zaštiti kako bi mogli naučiti kako se nositi s korozijom metalnih dijelova.