Korroosio on yksi metallien kolmesta suuresta vikatilasta. Ruostumatonta terästä käytetään usein vaativissa ympäristöissä metallin korroosion estämiseksi. Insinöörit ovat kuitenkin huomanneet, että jopa ruostumattoman teräksen kanssa komponentit voivat edelleen syövyttää tietyissä olosuhteissa. Kun ruostumattomasta teräksestä tapahtuu korroosiota, monet insinöörit eivät tee mitään. Tekijä uskoo, että monilla insinööreillä on väärinkäsityksiä ruostumattoman teräksen materiaalien valinnassa. Tämä väärinkäsitys on se, että ruostumatonta terästä korroosiota tai jopa korroosiota. Oli sanonta, joka sanoi: Miehelle on kyyneleitä, mutta hän ei liiku, koska hän ei ole saavuttanut sydämensä pistettä. Tätä lausetta ei voida ylikirjoittaa ruostumattomasta teräksestä. Ruostumaton teräs ei ole korroosiota, koska se ei kohdistu kovempaan korroosioympäristöön. Tässä keskitymme ruostumattoman teräksen paikalliseen korroosiokysymykseen. Toivon, että jotkut kenttähankkeet poistuvat joistakin epäilyistä tällä alalla.
Lyhyt kuvaus ruostumattoman teräksen paikallisesta korroosiosta
Kromi-nikkelipitoisia ruostumattomia teräsmateriaaleja varten on kaksi pääasiallista korroosiota: yksi on yhtenäinen korroosio ja toinen on paikallinen korroosiota. Rust meren ilmakehässä on tyypillinen esimerkki yleisestä tai yhtenäisestä korroosiosta. Tällöin metalli tasaantuu tasaisesti koko pinnalle. Tällöin teräspinnalle muodostuu löysä kerros, ja tämä korroosionestokerros poistetaan helposti. Yhtenäinen korroosio on yksi helpoimmista korroosion muodoista, koska insinöörit voivat kvantitatiivisesti määrittää metallin korroosionopeuden ja voivat ennustaa tarkasti metallin käyttöikää. Tästä syystä yhtenäinen korroosio on korroosiota, jota ricketit vaikuttavat minimaalisesti. Vaikka se aiheuttaa korroosiovaurioita, se voidaan ennustaa ja hallita.
Paikallisen korroosion esiintyminen kuitenkin usein tekee monista insinööreistä valmiita. Tämä johtuu siitä, että paikallisen korroosion aiheuttamat vauriot ovat vaikeasti ennustettavissa eikä laitteiston käyttöikää voida laskea tarkasti. Yksi ärsyttävistä putkista on se, että se on kaikkein vaikein metallisen korroosion tyyppi. Koska tuhansia kilometrejä pengerrystä, romahti hanhen reiässä. Tämä ns. Pistely on antupiste leviellä.
Metalkorroosion aikana kaksi reaktiota esiintyy samanaikaisesti elektrodin kanssa. Yksi on katodireaktio, ja ei-metallia vähennetään katodilla. Ei-metalleilla on elektronit ja valenssi vähenee. Toinen on anodireaktio. Kun anodireaktio tapahtuu, metalli menettää elektroneja ja valenssi nousee. Metallijaanit irrotetaan metallipinnasta. Haluan sanoa, että metallien korroosio riippuu reaktiosta, jolla on suurin korroosionkestävyys. Siksi tämä on myös tärkeä pääperiaate metallin korroosion ongelman ratkaisemiseksi.
Korroosionkestävyys käyttäen katodin ja anodin välistä suhdetta. Jos suuri katodipinta on kytketty pieneen anodipintaan, suuri virta virtaa anodin ja katodin välillä. Tätä tilannetta on vältettävä. Toisaalta, kun käännetään tilanne kytkemällä suuri anodipinta pienten katodipintojen kanssa, pieni virtausvirta tapahtuu kahden metallin välillä. Tämä tilanne on mitä odotamme. Suunnittelemme hitsimetallin katodia säiliössä tai säiliössä katodina. Kiinnityslaite on suunniteltu siten, että katodin kiinnitin (pieni alue) ja anodikappale (suuri alue) yhdistetään toisiinsa. Eräs esimerkki tästä käsitteestä on rivittää teräspaneelit yhdessä kuparisulan kanssa ja altistaa ne merivedelle alhaisilla virtausnopeuksilla. Kuparikiinnike on pieni katodipinta, kun taas teräslevy on suuri anodipinta. Tämä muotoilu on erittäin kätevä ja tuottaa hyvän yhteensopivuuden.
Pitting ongelma. Pitting voidaan myös tuottaa ilman aukkoja metallipinnalle. Pittingin esiintyminen voi tulla kahdesta tekijästä: kloridi-ioni ympäristössä ja mikrostruktuurien tai komponenttien heterogeenisuus. Ruostumattoman teräksen korroosio voi johtua erityisen erikoiskahvin, kuten kloridin, konsentraatiosta. Jos pidennys tapahtuu ruostumattomasta teräksestä herkistymisen tai muiden syiden takia tai kun kromi- ja nikkelipitoisuudet eivät ole yhtenäisiä tai jopa eivät altistu pitting-korroosiota vastaan, pitting-korroosiota voi esiintyä. Metallipinnan puutteet voivat myös aiheuttaa pistelyä. Esimerkiksi ruostumattoman teräksen tai nikkeliseoksen suojaavan oksidikerroksen vika. Pitting voidaan estää käyttämällä metalliseosta, jolla on suuri korroosionkestävyys tai poistamalla kemiallinen elementti, joka aiheuttaa pittingin. Toinen metallialtistuksen hallitsemisen näkökohta on katodisten reaktanttien poistaminen ympäristöväliaineesta. Normaalisti hapenpoisto vaikuttaa paremmin. Koska kuopan pohja on yleensä anodisoitua, kaivon tai raon ympäröivä alue pyrkii olemaan katodisesti niin, että akkuvirran suhde muodostuu. Kun kuopan tai raon syöpyminen laajenee edelleen, se muuttuu autokatalyyttiseksi reaktioksi. Ferriini ioni vuorovaikuttaa kloridin kanssa ferri- kloridin muodostamiseksi. Reaktio toistetaan ja metallin perforointi tapahtuu nopeasti. Suihkupuhdistus tai räystäskorroosio on erittäin vaarallinen korroosio, koska se on hyvin paikallistettua ja voi nopeasti aiheuttaa metallin rikkoutumisen.
Lyhyt kuvaus ruostumattoman teräksen paikallisesta korroosiosta
Maaperän korroosio-ongelmat. Hiukan sedimentin tai raon alapuolella liuoksen happipitoisuus on vähäinen ja suurimman liuoksen happipitoisuus raon ulkopuolella on erittäin korkea. Tämä muodostaa akun, jossa on anodia sedimentin tai ristin alla ja sen ulkopuolella. Onko katodi. Kloridiväliaineen sisältävän aukon sisällä pH laskee ja kloridikonsentraatit. Tämä hapan kloridiseos aiheuttaa korroosion kiihtyvän ja välittää automaattisesti. Sitten tapahtui vakava paikallinen korroosio. Esimerkki tällaisesta korroosiosta tapahtuu, kun ruostumatonta terästä oleva kiinnitin asetetaan ruostumattomaan teräslevyyn ja altistetaan kloridipitoiselle vedelle. Ristikkorroosio voi tapahtua, kun pulttua tai aluslevyä käytetään anodin alueena. Saostumien ja vaa'ojen muodostumisen estäminen tai materiaaleja, joissa on korkea seospitoisuus, auttaa vähentämään rako-korroosion.
Irrotuskorroosiota. Tällöin metallipinnalle muodostuu löyhä levymäinen korroosikerros. Pienikinopeuksinen virtaus voi helposti poistaa irralliset syövyttävät kerrokset. Tämän seurauksena uusi, irrottamaton metalli altistuu jälleen niin, että muodostuu monia muita arkkeja olevia kerroksia. Jälleen nämä verihiutaleet poistetaan helposti ja prosessi jatkuu. Niiden seosten käyttö, jotka eivät ole kemiallisesti reaktiivisia, voivat välttää kuorintakorroosiota.
Sisäinen korroosio. Eräissä erityiseoksissa esiintyväksi voi esiintyä intergranulaarinen korroosio, kun ne kuumennetaan niiden herkälle lämpötilavyöhykkeelle hitsauksen tai lämpökäsittelyn aikana. Kun tiettyjä ruostumattomasta teräksestä valmistettuja metalliseoksia kuumennetaan 425-870 ° C: seen, kromikarbidit saostuvat jyvien rajoissa. Tämä johtaa siihen, että kromi poistettu alueita esiintyy karbidien läheisyydessä ja vaikuttaa myös raja-alueen passivointiin. Erikoismateriaaleissa, kuten typpihapossa tai korkeassa lämpötilassa, voi esiintyä korroosiota matalan kromin vyöhykkeessä. Jyvät näkyvät sokeripinnalla ja ne voidaan helposti hankaa pois, kun ne hierotaan sampleriin. Ruostumattomien terästen ja nikkelilejeeringien välisiä korroosioita voidaan välttää käyttämällä vähähiiliseoksia, karbidien muodostamiselementtien, kuten titaanin tai tantaalin, lisäämistä tai stabiloivien annealien käyttöä.
Lyhyt kuvaus ruostumattoman teräksen paikallisesta korroosiosta
Korroosionkestävyys. Tyypillinen esimerkki on eristetty höyrylinja, joka on valmistettu AISI 316 ruostumattomasta teräksestä (UNS S31600). Eristemateriaalissa mahdollisesti esiintyvät kloridit voidaan siirtää metallipintaan, kun se altistuu sateelle. Tämä tila täyttää jännityskorroosion halkeamisolosuhteet: herkkä seosterästä 316 ruostumaton teräs; erityinen korroosiokloridipitoinen vesi; ja kylmä- tai hitsausputket. Jos poikkileikkauksen metallografinen tutkimus suoritetaan halkeama-alueen läpi, havaitaan tyypillisiä transgranulaarisia (levinneitä vilja- ja raja-alueita) ja haarojen halkeamia. Tämä on austeniittisten ruostumattomien terästen tyypillinen kloridipäästöjen korroosionkestävyys. Mikä tahansa edellä mainituista kolmesta tilasta voi estää jännityskorroosionkrakkauksen.
Lyhyt kuvaus ruostumattoman teräksen paikallisesta korroosiosta
Happipitoisuus vaikuttaa korroosiota. Yleensä voimalaitokseen virtaava tuore ja puhdas vesi ei ole syövyttävää. Teräs toimii hyvin neutraalissa vedessä ja sen korroosionopeus liittyy suoraan liuenneen hapen kapasiteettiin. Eli mitä enemmän happipitoisuus, sitä suurempi korroosionopeus. Myös teräksen korroosio liittyy pH-arvoon. Kun pH on korkea, teräksen korroosionopeus on pieni. Kun pH laskee alle 4, teräs nopeasti hajoaa.
Lämpötila myös kiihdyttää teräksen korroosiota. Kun lämpötilaa nostetaan 72 ° F: sta 104 ° F: een, se vaikuttaa suoraan teräksen korroosionopeuteen. Virtausnopeudella on vastakkainen vaikutus teräksen korroosiota kohtaan. Kun meriveden virtausnopeus on korkeampi kuin noin 3 jalkaa sekunnissa (0,9 m / s), teräksen korroosiota voidaan kiihdyttää huomattavasti. Suojaamattoman syövyttävän materiaalin mekaaninen poisto aiheuttaa korroosion suuren korroosion, koska syövyttävän materiaalin poistaminen altistaa uuden metallin, jolla on korkea korroosionopeus. Samanaikaisesti suuri virtausnopeus tuo suuren määrän happea metallin paljaalle pinnalle. Siksi korroosionopeuden lisäämiseksi on enemmän happea.
Jos austeniittinen ruostumaton teräs rikkoutuu jännityskorroosionkestävyyden vuoksi, vaihtoehtoista materiaalia, joka on otettava huomioon, on duplex-ruostumaton teräs. Erilaisen rakenteensa ja koostumuksensa ansiosta niillä on korkeampia mekaanisia ominaisuuksia huoneenlämmössä jopa 315 ° C: een kuin 316 ruostumattomasta teräksestä. Niillä on myös suurempi korroosionkestävyyskestävyys. Kaksivaiheiset seokset voivat saavuttaa korkeamman pito- ja rako-korroosionkestävyyden lisäämällä kromi- ja molybdeenipitoisuutta.
Kloridipitoisuuden vaikutus ruostumattoman teräksen korroosiota kohtaan. Kun 304 tai 304L ruostumatonta terästä käytetään makeassa vedessä, kloridipitoisuuden on oltava alle 200 ppm. Kun osat on valmistettu, jäljelle jäävä rauta on poistettava. Koska jäännössilitys toimii kuin rako, se reagoi myös kloridin kanssa ferri- kloridin muodostamiseksi paikallisen korroosion nopeuttamiseksi. 304 Putket on puhdistettava säännöllisin väliajoin, jotta voidaan poistaa rakoja tai rakoja, jotka voivat muodostaa aukkoja. 304 tai 304L: n valmistusteknisten laitteiden altistuminen pysähtyneelle vedelle (esimerkiksi virtausnopeus alle 0,9 m / s) on vältettävä, koska se muodostaa kerrostumia metallipinnalle. Mikrobiologista korroosiota on myös valvottava.
Jotta menestyksekkäästi käytetään tyypin 316L ruostumatonta terästä murtovedessä, kloridipitoisuuden tulisi olla alle 1000 ppm, ellei vesi ole kokonaan hapetettu. Hapetettu vesi estää 316L ruostumattoman teräksen pistelyä, halkeilua ja korroosion. Kasvin tuotantoprosessissa hitsauksen tulee olla täysin hitsattavissa ja sileä, jotta saadaan paras korroosionestovaikutus. Käytä elektrodeja, joissa on korkea molybdeenipitoisuus tai hitsaukseen sopiva elektrodi. On tärkeää, että tyypin 316L ruostumattoman teräksen pinta puhdistetaan kuten 304, jotta jäljelle jäävä rauta poistetaan. Yleensä paras tapa poistaa jäljelle jäänyt rauta on käyttää HNO3-HF-puhdistusainetta. Lisäksi kaikki sedimentit on myös poistettava säännöllisesti. On tärkeää huolehtia siitä, että vettä pysähtyy. Veden virtausnopeuden tulisi olla vähintään 0,9 m / s laitteiston pysäyttämisen aikana estämään muodostumisen muodostuminen.
Metalli-korroosio on usein monimutkainen ongelma, ja jotkin uudet korroosion muodot eivät ole yleisön ymmärrettäviä. On suositeltavaa, että kenttäinsinöörit oppivat lisää korroosiota ja suojaa niin, että he voivat oppia käsittelemään metallikomponenttien korroosiota.