Korozija je jedan od tri glavna načina otkaza metala. Nerđajući čelik se često koristi u zahtevnijim okruženjima radi sprečavanja metalne korozije. Međutim, inženjeri su otkrili da čak i od nerđajućeg čelika, komponente mogu i dalje korodirati pod određenim uslovima. Kada se javlja korozija u nerđajućem čeliku, mnogi inženjeri ne čine ništa. Autor smatra da mnogi inžinjeri imaju nesporazume u izboru materijala od nerđajućeg čelika. Taj nesporazum je korozija od nerđajućeg čelika ili čak korozija. Postojala je izreka koja je rekla: Čovek ima suze, ali ne lupa, jer nije stigao do tačke njegovog srca. Ova rečenica se ne može prenaglašavati zbog nehrđajućeg čelika. Nerđajući čelik nije bez korozije, samo zato što se ne susreće sa oštrijem korozionom okruženju. Ovde ću se fokusirati na pitanje lokalne korozije od nerđajućeg čelika. Nadam se da će neki terenski projekti biti oslobođeni nekih sumnji u ovoj oblasti.
Kratak opis lokalne korozije od nerđajućeg čelika
Za materijale od nerđajućeg čelika koji sadrže hrom-nikal, postoje dva glavna oblika korozije: jedna je uniformna korozija, a druga je lokalizovana korozija. Rust u morskoj atmosferi predstavlja tipičan primjer opšte ili uniformne korozije. Ovde je metal jednako erodiran na celoj površini. U ovom slučaju se na površini čelika formira labav sloj, a ovaj sloj korozije se lako uklanja. Jedinstvena korozija je jedna od najjednostavijih oblika korozije, jer inžinjeri mogu kvantitativno odrediti koroziju metala i mogu precizno predvidjeti životni vijek metala. Dakle, uniformna korozija predstavlja oblik korozije na koju rakete utiče minimalno. Iako izaziva oštećenja od korozije, može se predvideti i kontrolisati.
Međutim, pojavljivanje lokalizovane korozije često čini mnoge inženjere nepripremljenim. To je zbog toga što je oštećenje izazvano lokalnom korozijom teško predvideti, a životni vek opreme se ne može precizno izračunati. Jedna od najnepovoljnijih rešenja, to je najteža vrsta lokalne korozije u metal. Zbog hiljadu kilometara nasipa, propao je u mravlju. Ta takozvana potka je mrtva tačka na nasipu.
U procesu metalne korozije, dve reakcije se javljaju istovremeno na elektrodi. Jedna je katodna reakcija, a nemetal se smanjuje na katodi. Nemetal ima elektrone i valenca je smanjena. Druga je anodna reakcija. Kada se javlja anodna reakcija, metal gubi elektrone i valence raste. Metalni joni se odvajaju od površine metala. Ono što želim da kažem je da korozija metala zavisi od reakcije sa najvećim otporom na koroziju. Zbog toga, ovo takođe predstavlja glavno vođstvo za rešavanje problema metalske korozije.
Dizajn otpornosti na koroziju koristeći odnos između katode i anode. Ako je velika katodna ploča povezana sa malom anodnom površinom, velika struja protiče između anode i katode. Ova situacija se mora izbeći. S druge strane, kada preokrenemo situaciju povezivanjem velike anodne površine sa malom površinom katode, dođe do malog strujnog toka između dva metala. Ova situacija je ono što očekujemo. Dizajniramo katodu metala šava u posudi ili rezervoaru kao katodu. Uređaj za pričvršćivanje je dizajniran tako da su pričvršćena katoda (mala površina) i anodni komad (velika površina) povezani zajedno. Primer ovakvog koncepta je pričvršćivanje čeličnih ploča zajedno sa bakrenim zakovicama i izlaženje u morsku vodu sa niskim protokom. Baterija je mala katodna površina, a čelična ploča je velika površina anoda. Ovaj dizajn je veoma zgodan i proizvodi dobru kompatibilnost.
Pitting problem. Prtljaž se takođe može proizvoditi bez razmaka na površini metala. Pojava pištanja može doći iz dva faktora: hlorid jona u okruženju i heterogenosti mikrostruktura ili komponenti. Koroziju nerđajućeg čelika može izazvati koncentracija specijalnog preparata kao što je hlorid. Ako se probija u nerđajućem čeliku usled senzibilizacije ili drugih razloga, ili kada sadržaji hroma i nikla nisu ravnomerni ili čak ne uspevaju da se odupre pitanju korozije, može doći do pužne korozije. Kvar na površini metala takođe može prouzrokovati pucanje. Na primer, defekt u zaštitnom oksidnom sloju od nerđajućeg čelika ili legure nikla. Prtljag se može sprečiti upotrebom legure koja ima visoku otpornost na koroziju ili eliminaciju hemijskog elementa koji uzrokuje pucanje. Još jedan aspekt kontrole metalne cijevi je eliminacija katodnih reaktanata u srednjem ambijentu. Obično uklanjanje kiseonika će imati bolji efekat. Pošto dno jame ima tendenciju da bude anodizirano, okolna oblast jame ili praznine ima tendenciju da bude katodički tako da se formira odnos struje baterije. Kada se korozija u jami ili pukotinama dodatno proširuje, postaje autokatalitička reakcija. Ferikonski ioni stupaju u interakciju sa hloridom da bi se formirao željezni hlorid. Reakcija se ponavlja i metalna perforacija se javlja brzo. Korozija od pražnjenja ili pukotina je vrlo opasan oblik korozije jer je veoma lokalizovan i može brzo prouzrokovati prolaz metal.
Kratak opis lokalne korozije od nerđajućeg čelika
Problemi sa podlogom u koroziji. Samo ispod sedimenta ili u pukotini, sadržaj kiseonika u rastvoru je nizak, a sadržaj kiseonika u velikom rastvoru u spoljašnjem delu pukotine je veoma visok. Ovo uspostavlja bateriju sa anodom pod sedimentom ili u pukotinama i spolja. Da li je katod. Unutar praznine koje sadrži hloridni medijum, pH pada i koncentrati hlorida. Ovo stanje kiselog hlorida uzrokuje koroziju i automatski se posreduje. Zatim je došlo do teške lokalizovane korozije. Primjer ove vrste korozije se javlja kada se na nehrđajućoj čeličnoj ploči postavlja nerđajući čelik i izložen vodi koji sadrži hlorid. Koroziona šupljina može doći kada se glava vijka ili podloška koristi kao anodni prostor. Sprečavanje stvaranja precipitata i vaga ili korišćenja materijala sa visokim sadržajem legure pomoći će da se smanji korozija pukotina.
Lečenje korozije. U ovom slučaju, na površini metala se formira labav, sloj korozivni sloj. Čak i nizak protok brzine može lako ukloniti labave slojeve koroziva. Kao rezultat toga, ponovo je izložen novi, unet metal, tako da se formiraju mnogi dodatni listovi slični sloju. Opet, ove trombocitete se lako uklanjaju i proces se nastavlja. Upotreba legura koje nisu hemijski reaktivne mogu izbjeći piling od korozije.
Intergranularna korozija. Pojavljuju se u određenim specijalnim legurama, međugranična korozija može nastati kada se zagreju u osjetljivoj temperaturnoj zoni tokom zavarivanja ili toplotne obrade. Kada se određene legure legura nerđajućeg čelika zagrevaju na 425-870 ° C, karbidi hroma precipitiraju na granicama zrna. To dovodi do prisustva regiona koji su osiromašeni hromom u blizini karbida i takođe utiče na pasivaciju graničnog područja zrna. U specijalnim medijima, kao što su azotna kiselina ili voda visoke temperature, može se desiti korozija u zoni niske hromije. Zrna se pojavljuju na površini šećera i lako se utrljaju kada se trljaju sa uzorkovačem. Intergranularna korozija nerđajućih čelika i legura nikla može se izbegavati upotrebom legura niske emisije ugljenika, dodavanjem elementa za oblikovanje karbida kao što su titanijum ili tantal, ili upotreba stabilizujućih annihala.
Kratak opis lokalne korozije od nerđajućeg čelika
Pucanje na koroziju napetosti. Tipičan primer je izolovana parna linija od inoxa AISI 316 (UNS S31600). Hloridi koji mogu biti prisutni u izolacionom materijalu mogu se preneti na površinu metala kada je izložena kiši. Ovo stanje zadovoljavaju uslove stvaranja pukotine od korozije naprezanja: osetljivog nerđajućeg čelika legura 316; specijalna voda koja sadrži korozivno-hlorid; i stres-hladno-mašinske ili zavarene cijevi. Ako se vrši metalografski pregled poprečnog preseka kroz područje pukotina, primećuje se tipična transgranularna (širina granica zrna i zrna) i pukotina grana. Ovo je tipična hloridna pukotina od korozije stresa od austenitnih nerđajućih čelika. Eliminisanje bilo kojeg od gorenavedenih uslova može sprečiti pucanje u koroziji napetosti.
Kratak opis lokalne korozije od nerđajućeg čelika
Sadržaj kiseonika utiče na koroziju. Sve u svemu, sveža i čista voda koja uliva u elektranu nije korozivna. Čelik dobro funkcioniše u neutralnoj vodi i njegova korozija je direktno povezana sa kapacitetom rastvorenog kiseonika. To jest, što više sadržaja kiseonika, to je veća stopa korozije. Korozija čelika takođe se odnosi na pH vrednost. Kada je pH visok, korozija čelika je niska. Kada se pH pada ispod 4, čelik brzo erodira.
Temperatura će takođe ubrzati koroziju čelika. Kada se temperatura poveća od 72 ° F do 104 ° F (22-41 ° C), ona direktno utiče na stopu korozije čelika. Protok ima suprotan efekat na koroziju čelika. Kada je protok morske vode veći od oko 3 stope u sekundi (0,9 m / s), korozija čelika može se značajno ubrzati. Mehaničko uklanjanje nezaštićenog korozivnog materijala rezultiraće visokom stopom korozije, jer uklanjanje korozivnog materijala izlaže novi metal sa visokom stopom korozije. Istovremeno, visoki protok donosi veliku količinu kiseonika na izloženu površinu metala. Zbog toga postoji više kiseonika za povećanje korozije.
Ako se austenitni nerđajući čelik razbije zbog pukotina od korozije od stresa, alternativni materijal koji treba uzeti u obzir je duplex nehrđajući čelik. Zbog različite strukture i sastava, oni imaju veća mehanička svojstva pri sobnoj temperaturi do 315 ° C od 316 nerđajućih čelika. Takođe imaju veću otpornost na pucanje na koroziju. Dvofazne legure mogu postići veću otpornost na pražnjenje i pukotinu od korozije povećavajući sadržaj hroma i molibdena.
Efekat koncentracije hlorida na koroziju od nerđajućeg čelika. Kada se 304 ili 304L nerđajući čelik koristi u slatkoj vodi, sadržaj hlorida mora biti manji od 200 ppm. Nakon izrade komponenti, potrebno je ukloniti ostatak gvožđa. Zbog toga što će se ostatak gvožđa ponašati kao praznina, on će takođe reagovati sa hloridom kako bi se formirao željezni hlorid kako bi se ubrzala lokalizirana korozija. 304 Cijevi se trebaju periodično očistiti kako bi se uklonile pukotine ili depoziti koji mogu oblikovati praznine. Treba izbeći izloženost opreme za proizvodnju biljke 304 ili 304L do stajaće vode (na primer, brzina protoka manje od 0,9 m / s), jer će se formirati depoziti na površini metala. Mikrobiološka korozija takođe mora biti kontrolisana.
Da bi uspešno koristili nehrđajući čelik tipa 316L u sjajnoj vodi, sadržaj hlorida bi trebalo da bude manji od 1000 ppm osim ako je voda potpuno deoksigenirana. Deoksigenirana voda će sprečiti pucanje, pucanje i koroziju od nerđajućeg čelika od 316L. U proizvodnom procesu postrojenja zavar mora biti potpuno zavaren i glatan, kako bi se dobio najbolji anti korozivni efekat. Trebalo bi da se koriste elektrode sa visokim sadržajem molibdena ili koji se poklapaju sa zavarivanjem. Važno je da se površina nerđajućeg čelika Type 316L očisti kao 304 da bi se uklonio bilo koji rezidualni gvožđe. Generalno, najbolji način uklanjanja ostatka gvožđa je korišćenje sredstva za čišćenje HNO3-HF. Pored toga, bilo koji sediment treba takođe redovno ukloniti. Važno je voditi računa da izbegavate stanje stajaće vode. Protok vode mora biti najmanje 0,9 m / s tokom zaustavljanja opreme kako bi se sprečilo stvaranje depozita.
Metalna korozija je često kompleksno pitanje, pa čak i neki novi oblici korozije javnosti nisu dobro shvaćeni. Preporučuje se da inženjeri na terenu saznaju više o koroziji i zaštiti tako da mogu naučiti kako se suočiti sa korozijom metalnih komponenti.