Коррозия является одним из трех основных режимов отказа металлов. Нержавеющая сталь часто используется в более сложных условиях для ингибирования коррозии металлов. Тем не менее, инженеры обнаружили, что даже при использовании нержавеющей стали компоненты могут корродировать при определенных условиях. Когда точечная коррозия возникает из нержавеющей стали, многие инженеры ничего не делают. Автор считает, что у многих инженеров есть недоразумения в выборе материалов из нержавеющей стали. Это недоразумение заключается в том, что коррозия из нержавеющей стали или даже коррозия. Было высказывание, в котором говорилось: «У человека есть слезы, но он не щелкнет, потому что он не достиг точки своего сердца. Это предложение нельзя переоценить для нержавеющей стали. Нержавеющая сталь не является коррозионной, просто потому, что она не сталкивается с более суровыми условиями коррозии. Здесь я остановлюсь на проблеме местной коррозии нержавеющей стали. Я надеюсь, что некоторые полевые проекты будут освобождены от некоторых сомнений в этой области.
Краткое описание местной коррозии нержавеющей стали
Для хромоникелесодержащих материалов из нержавеющей стали существуют две основные формы коррозии: одна - равномерная коррозия, а другая - локализованная коррозия. Ржавчина в морской атмосфере является типичным примером общей или равномерной коррозии. Здесь металл равномерно размывается по всей его поверхности. В этом случае на стальной поверхности образуется рыхлый слой, и этот слой коррозионного продукта легко удаляется. Равномерная коррозия - одна из самых простых форм коррозии, потому что инженеры могут количественно определять скорость коррозии металла и могут точно предсказать срок службы металла. Следовательно, равномерная коррозия представляет собой форму коррозии, которая минимально зависит от рахита. Несмотря на то, что он вызывает коррозионный ущерб, его можно прогнозировать и контролировать.
Однако появление локализованной коррозии часто делает многих инженеров неподготовленными. Это связано с тем, что ущерб, вызванный местной коррозией, трудно предсказать, и срок службы оборудования не может быть точно рассчитан. Один из самых раздражающих фитингов - самый сложный тип местной коррозии в металле. Потому что тысячи километров набережной рухнули в муравейнике. Эта так называемая питтинг - это место муравья на дамбе.
В процессе коррозии металлов одновременно на электроде возникают две реакции. Одним из них является катодная реакция, а неметалл уменьшается на катоде. Неметалл имеет электроны и валентность снижается. Другая - анодная реакция. Когда происходит анодная реакция, металл теряет электроны и валентность возрастает. Ионы металлов отделяются от поверхности металла. Я хочу сказать, что коррозия металлов зависит от реакции с наибольшей устойчивостью к коррозии. Поэтому это также является основным руководящим принципом для решения проблемы коррозии металлов.
Конструкция коррозионной стойкости с использованием соотношения между катодом и анодом. Если с малой поверхностью анода связана большая поверхность катода, между анодом и катодом протекает большой ток. Эту ситуацию следует избегать. С другой стороны, когда мы меняем ситуацию, связывая большую поверхность анода с малой поверхностью катода, между двумя металлами возникает небольшой ток. Такая ситуация и есть то, чего мы ожидаем. Мы разрабатываем катод металла сварного шва в контейнере или резервуаре в качестве катода. Крепежное устройство сконструировано таким образом, что катодное крепление (малая площадь) и анодная деталь (большая площадь) соединены вместе. Примером этой концепции является заклепка стальных панелей вместе с медной заклепкой и выдержка их на морскую воду с низкой скоростью потока. Медная арматура - маленькая катодная поверхность, а стальная пластина - большая анодная поверхность. Этот дизайн очень удобен и обеспечивает хорошую совместимость.
Проблема с питтингом. Питтинг также может быть изготовлен без зазоров на металлической поверхности. Возникновение питтинга может происходить из двух факторов: ионов хлорида в окружающей среде и гетерогенности микроструктур или компонентов. Коррозия нержавеющей стали может быть вызвана концентрацией специального травителя, такого как хлорид. Если точечная коррозия возникает из нержавеющей стали из-за сенсибилизации или по другим причинам, или когда содержание хрома и никеля не является однородным или даже не выдерживает точечную коррозию, может возникнуть коррозионная коррозия. Дефекты на поверхности металла также могут вызывать питтинг. Например, дефект защитного оксидного слоя из нержавеющей стали или никелевого сплава. Точечная коррозия может быть предотвращена с использованием сплава с высокой коррозионной стойкостью или путем устранения химического элемента, который вызывает питтинг. Другим аспектом контроля металлической точечной коррозии является устранение катодных реагентов в среде окружающей среды. Обычно удаление кислорода будет иметь лучший эффект. Поскольку дно ямы имеет тенденцию к анодированию, окружающая область ямы или щели имеет тенденцию быть катодной, так что образуется связь тока батареи. Когда коррозия в яме или щель еще больше расширяется, она становится автокаталитической реакцией. Ионы железа взаимодействуют с хлоридом с образованием хлорида железа. Реакция повторяется, и перфорация металла происходит быстро. Точечная или щелевая коррозия - очень опасная форма коррозии, потому что она сильно локализована и может быстро вызвать пролом металла.
Краткое описание местной коррозии нержавеющей стали
Проблемы подземной коррозии. Чуть ниже осадка или в трещине содержание кислорода в растворе низкое, а содержание кислорода в объемном растворе за пределами щели очень велико. Это устанавливает батарею с анодом под осадком или в щель и снаружи. Катод. Внутри зазора, содержащего хлоридную среду, рН падает, а хлорид концентрируется. Это условие кислотного хлорида вызывает коррозию, которая ускоряется и автоматически опосредуется. Затем возникла сильная локализованная коррозия. Пример такого типа коррозии возникает, когда крепеж из нержавеющей стали помещается на пластину из нержавеющей стали и подвергается воздействию хлоридной воды. Кристаллическая коррозия может возникать, когда головка болта или шайба используются в качестве зоны анода. Предотвращение образования осадков и чешуи или использование материалов с высоким содержанием сплавов поможет снизить коррозию щелей.
Снятие коррозии. В этом случае на металлической поверхности образуется рыхлый листообразный коррозионный слой. Даже поток с низкой скоростью может легко удалять свободные слои коррозионных веществ. В результате новый, незагруженный металл снова подвергается воздействию, так что образуются многие дополнительные слоистые слои. Опять же, эти тромбоциты легко удаляются и процесс продолжается. Использование сплавов, которые не являются химически реактивными, может предотвратить коррозию отслаивания.
Межкристаллитная коррозия. В некоторых специальных сплавах межкристаллитная коррозия может возникать, когда они нагреваются до их чувствительной температурной зоны во время сварки или термообработки. Когда определенные сплавы из нержавеющей стали нагреваются до 425-870 ° С, на границах зерен осаждаются карбиды хрома. Это приводит к наличию обедненных хромом областей вблизи карбидов, а также влияет на пассивацию граничной области зерен. В специальных средах, таких как азотная кислота или высокотемпературная вода, коррозия может происходить в зоне с низким содержанием хрома. Зерна появляются на сахаристой поверхности и легко стираются при протирании с помощью пробоотборника. Межкристаллитную коррозию нержавеющих сталей и никелевых сплавов можно избежать за счет использования низкоуглеродистых сплавов, добавления карбидообразующих элементов, таких как титан или тантал, или использования стабилизирующих отжигов.
Краткое описание местной коррозии нержавеющей стали
Коррозионное растрескивание под напряжением. Типичным примером является изолированная линия пара из нержавеющей стали AISI 316 (UNS S31600). Хлориды, которые могут присутствовать в изоляционном материале, могут быть перенесены на металлическую поверхность, когда она подвергается воздействию дождя. Это условие удовлетворяет условиям генерации коррозии под напряжением: чувствительная нержавеющая сталь из сплава-316; специальная коррозионно-хлоридная вода; и сварные трубы с напряжением и холодом. Если через область трещины будет проведено металлографическое исследование поперечного сечения, то будут наблюдаться типичные трансгранулярные (границы зернистости зерен и зерен) и трещины. Это типичный хлоридный коррозионный растрескивание аустенитных нержавеющих сталей. Устранение любого из вышеуказанных трех условий может предотвратить растрескивание под напряжением.
Краткое описание местной коррозии нержавеющей стали
Содержание кислорода влияет на коррозию. В общем, свежая и чистая вода, поступающая в электростанцию, не вызывает коррозии. Сталь хорошо работает в нейтральной воде, и ее скорость коррозии напрямую связана с мощностью растворенного кислорода. То есть, чем больше содержание кислорода, тем выше скорость коррозии. Коррозия стали также связана с величиной рН. Когда рН высокий, скорость коррозии стали низкая. Когда рН опускается ниже 4, сталь быстро разрушается.
Температура также ускорит коррозию стали. Когда температура увеличивается от 72 ° F до 104 ° F (22-41 ° C), она напрямую влияет на скорость коррозии стали. Расход имеет противоположный эффект на коррозию стали. Когда скорость потока морской воды выше, чем около 3 футов в секунду (0,9 м / с), коррозия стали может быть значительно ускорена. Механическое удаление незащищенного коррозионного материала приведет к высокой скорости коррозии, поскольку удаление коррозионного материала открывает новый металл с высокой скоростью коррозии. В то же время высокая скорость потока приводит к большому количеству кислорода к открытой поверхности металла. Поэтому для увеличения скорости коррозии требуется больше кислорода.
Если аустенитная нержавеющая сталь ломается из-за коррозионного растрескивания под напряжением, альтернативным материалом, который следует учитывать, является дуплексная нержавеющая сталь. Благодаря своей различной структуре и составу они обладают более высокими механическими свойствами при комнатной температуре до 600 ° F (315 ° C), чем 316 нержавеющих сталей. Они также имеют более высокую устойчивость к коррозионному растрескиванию под напряжением. Двухфазные сплавы могут обеспечить более высокую стойкость к коррозии питтинга и щели, увеличивая содержание хрома и молибдена.
Влияние концентрации хлорида на коррозию нержавеющей стали. Если в пресной воде используется нержавеющая сталь 304 или 304L, содержание хлорида должно составлять менее 200 ppm. После изготовления компонентов необходимо удалить остаточное железо. Поскольку остаточное железо будет действовать как зазор, он также будет реагировать с хлоридом с образованием хлорида железа (III) для ускорения локализованной коррозии. 304 Трубы необходимо периодически очищать для удаления щелей или отложений, которые могут образовывать зазоры. Следует избегать воздействия оборудования на 304 или 304 л на застойную воду (например, скорость потока менее 0,9 м / с), поскольку она образует отложения на поверхности металла. Необходимо также контролировать микробиологическую коррозию.
Чтобы успешно использовать нержавеющую сталь типа 316L в солоноватой воде, содержание хлорида должно составлять менее 1000 частей на миллион, если вода полностью не дезоксирована. Деоксигенированная вода предотвратит коррозию питтинга, растрескивания и коррозии нержавеющей стали 316L. В процессе производства установки сварной шов должен быть полностью сварным и гладким, чтобы получить лучший антикоррозийный эффект. Должны использоваться электроды с высоким содержанием молибдена или со швом. Важно, чтобы поверхность нержавеющей стали типа 316L была очищена как 304 для удаления остаточного железа. В общем, лучшим способом удаления остаточного железа является использование HNO3-HF чистящего средства. Кроме того, любые осадки также должны регулярно удаляться. Важно позаботиться о том, чтобы избежать застойной воды. Скорость потока воды должна быть не менее 0,9 м / с во время остановки оборудования, чтобы предотвратить образование отложений.
Металлическая коррозия часто является сложной проблемой, и даже некоторые новые формы коррозии недостаточно понятны общественности. Рекомендуется, чтобы полевые инженеры узнали больше о коррозии и защите, чтобы они могли узнать, как бороться с коррозией металлических компонентов.