Korozyon, metallerin üç ana arıza modundan biridir. Paslanmaz çelik genellikle metal korozyonunu önlemek için daha zorlu ortamlarda kullanılır. Ancak mühendisler, paslanmaz çelikle bile bileşenlerin belirli koşullar altında hala pas geçebileceğini keşfettiler. Paslanmaz çelikte korozyon meydana geldiğinde, birçok mühendis hiçbir şey yapmaz. Yazar, birçok mühendisin paslanmaz çelik malzemelerin seçiminde yanlış anlaşıldığına inanıyor. Bu yanlış anlama, paslanmaz çelik korozyon ve hatta korozyon. Bir söz vardı: Adam gözyaşları var, ama o ateş etmiyor, çünkü kalbine bir noktaya ulaşmadı. Bu cümle, paslanmaz çelik için aşırı vurgulanamaz. Paslanmaz çelik, daha sert korozyon ortamlarıyla karşılaşmadığı için korozyona neden olmaz. Burada paslanmaz çeliğin yerel korozyonu konusuna odaklanacağım. Umarım bazı saha projeleri bu alandaki bazı şüphelerden kurtulacaktır.
Paslanmaz Çelik Lokal Korozyonunun Kısa Açıklaması
Krom-nikel içeren paslanmaz çelik malzemeler için, iki ana korozyon şekli vardır: biri tek tip korozyon ve diğeri lokal korozyon. Deniz ortamındaki pas, genel veya tek tip korozyonun tipik bir örneğidir. Burada metal tüm yüzeyinde eşit olarak aşındırılıyor. Bu durumda çelik yüzeyde gevşek bir tabaka oluşur ve bu korozyon ürün tabakası kolayca çıkarılır. Tekdüze korozyon, korozyonun en kolay biçimlerinden biridir, çünkü mühendisler metalin korozyon hızını kantitatif olarak belirleyebilir ve metalin ömrünü doğru şekilde tahmin edebilir. Bu nedenle, tek tip korozyon, raşitizmlerden en az etkilenen bir korozyon türüdür. Korozyon hasarı olmasına rağmen, öngörülebilir ve kontrol edilebilir.
Bununla birlikte, lokal korozyon oluşumu çoğu mühendisleri hazırlıksız hale getirir. Bunun nedeni, yerel korozyonun neden olduğu zararı tahmin etmek zordur ve ekipmanın ömrü doğru bir şekilde hesaplanamaz. En sinir bozucu armatürlerden biri, metaldeki en zor yerel korozyon türüdür. Binlerce kilometre setin karınca deliğine gömüldüğü için. Bu sözde çukur bir levee üzerinde bir karınca noktasıdır.
Metal korozyonu sürecinde, elektrotta aynı anda iki reaksiyon meydana gelir. Biri katot reaksiyonudur ve metal olmayan katotta indirgenir. Metal olmayan elektronlar vardır ve valans azalır. Diğer anot reaksiyonu. Anot reaksiyonu meydana geldiğinde, metal elektronları kaybeder ve valans artar. Metal iyonları metal yüzeyden ayrılır. Söylemek istediğim, metallerin korozyonunun korozyona karşı en büyük dirençle reaksiyona bağlı olduğudur. Bu nedenle, bu aynı zamanda metal korozyon sorununu çözmek için önemli bir yol gösterici ilke sağlar.
Katot ve anot arasındaki ilişkiyi kullanarak korozyon direnci tasarımı. Büyük bir katot yüzü küçük bir anot yüzüne bağlıysa, anot ve katot arasında büyük akım akar. Bu durumdan kaçınılmalıdır. Diğer yandan, küçük bir katot yüzeyi ile büyük bir anot yüzeyi bağlayarak durumu tersine çevirdiğimizde, iki metal arasında küçük bir akım akışı meydana gelecektir. Bu durum beklediğimiz şey. Kaynak metalinin katotunu bir kapta veya tankta bir katot olarak tasarlıyoruz. Bağlantı elemanı, katot bağlantı elemanı (küçük alan) ve anot parçasının (geniş alan) birbirine bağlanması için tasarlanmıştır. Bu konseptin bir örneği çelik panelleri bakır perçinlerle perçinlemek ve düşük akış hızlarıyla deniz suyuna maruz bırakmaktır. Bakır levha küçük bir katot yüzeyidir, çelik levha ise büyük bir anod yüzeyidir. Bu tasarım çok uygun ve iyi uyumluluk sağlıyor.
Çukur problemi. Çukur da metal yüzeyinde boşluklar olmadan üretilebilir. Çukurlaşma oluşumu iki faktörden kaynaklanabilir: çevrede klorür iyonu ve mikroyapıların veya bileşenlerin heterojenliği. Paslanmaz çeliğin korozyonu, klorür gibi özel bir etken madde konsantrasyonundan kaynaklanabilir. Paslanmaz çelikte çukurlaşma veya başka sebeplerden dolayı veya krom ve nikel içeriği homojen olmadığında veya çukur korozyonuna karşı koyamıyorsa çukur korozyon oluşabilir. Metal yüzeydeki kusurlar da çukurlaşmaya neden olabilir. Örneğin, paslanmaz çelik veya nikel alaşımı koruyucu oksit tabakasında bir kusur. Aşınma, yüksek bir korozyon direncine sahip olan bir alaşım kullanılarak veya çukurlaşmaya neden olan bir kimyasal elementin elimine edilmesiyle önlenebilir. Metal çukurluğunun kontrol edilmesinin bir başka yönü ise, çevre ortamında katodik tepkime maddelerinin ortadan kaldırılmasıdır. Normalde oksijen giderimi daha iyi bir etkiye sahip olacaktır. Çukurun dibi anodize olma eğiliminde olduğundan, çukurun veya aralığın etrafındaki bölge katodik olarak akma eğilimi gösterir, böylece akü akımı ilişkisi oluşur. Çukurdaki veya çatlaktaki korozyon daha da genişlediğinde, bu bir otokatalitik reaksiyon haline gelir. Ferrik iyon, ferrik klorit oluşturmak için klorür ile etkileşime girer. Reaksiyon tekrarlanır ve metal perforasyon hızla gerçekleşir. Çukur veya çatlak korozyonu, çok lokalize olduğu ve metalin hızla kırılmasına neden olabileceğinden çok tehlikeli bir korozyon şeklidir.
Paslanmaz Çelik Lokal Korozyonunun Kısa Açıklaması
Yüzey altı korozyon problemleri. Çökeltinin hemen altında veya çatlakta, çözeltinin oksijen içeriği düşüktür ve çatlağın dış tarafındaki dökme çözeltinin oksijen içeriği çok yüksektir. Bu, tortunun altında veya çatlak altında ve dışında bir anodu olan bir batarya oluşturur. Katot mı? Klorür ortamını içeren boşluk içinde, pH düşer ve klorür konsantre olur. Bu asidik klorür koşulu, korozyonun hızlanmasına ve otomatik olarak arabuluculuğa neden olur. Daha sonra ciddi lokal korozyon meydana geldi. Paslanmaz çelik bir plaka paslanmaz çelik bir plaka üzerine yerleştirildiğinde ve klorür içeren suya maruz kaldığında bu tip bir korozyon örneği oluşur. Cıvata başı veya rondelası anot alanı olarak kullanıldığında çatlak korozyonu oluşabilir. Çökeltilerin ve pulların oluşumunun önlenmesi veya yüksek alaşımlı içerikli malzemelerin kullanılması çatlak korozyonunun azaltılmasına yardımcı olacaktır.
Sıyırma korozyon. Bu durumda, metal yüzeyde gevşek, tabaka benzeri bir korozyon tabakası oluşur. Düşük hızdaki bir akış bile, gevşek korozyon tabakalarını kolayca kaldırabilir. Sonuç olarak, yeni, kesilmemiş metal tekrar açığa çıkar, böylece pek çok ek tabaka benzeri tabaka oluşacaktır. Yine bu trombositler kolayca çıkarılır ve süreç devam eder. Kimyasal olarak reaktif olmayan alaşımların kullanımı, soyulma korozyonunu önleyebilir.
Taneler arası aşınma. Bazı özel alaşımlarda ortaya çıkan, kaynak veya ısıl işlem sırasında hassas sıcaklık bölgesine ısıtıldıklarında taneler arası korozyon meydana gelebilir. Bazı paslanmaz çelik alaşımlar 425-870 ° C'ye ısıtıldığında, krom karbidler tane sınırlarında çöker. Bu, karbürlerin yakınında krom tükenmiş bölgelerin varlığına yol açar ve aynı zamanda tane sınır bölgesinin pasivasyonunu da etkiler. Nitrik asit veya yüksek sıcaklık suyu gibi özel ortamlarda, düşük kromlu bölgelerde korozyon oluşabilir. Taneler, şekerli bir yüzey üzerinde görünür ve bir örnekleyici ile ovularak kolayca ovulur. Paslanmaz çeliklerin ve nikel alaşımlarının taneler arası korozyonu, düşük karbon alaşımları, titanyum veya tantal gibi karbür oluşturma elemanlarının eklenmesi veya stabilize edici tavlamaların kullanılması ile önlenebilir.
Paslanmaz Çelik Lokal Korozyonunun Kısa Açıklaması
Gerilim korozyonu çatlaması. Tipik bir örnek, AISI 316 paslanmaz çelikten (UNS S31600) yapılmış yalıtılmış bir buhar hattıdır. İzolasyon malzemesinde mevcut olabilecek kloritler, yağmura maruz kaldıklarında metal yüzeye aktarılabilir. Bu durum, stres korozyon çatlağı oluşturma koşullarını karşılar: hassas bir alaşım — 316 paslanmaz çelik; özel aşındırıcı-klorür içeren su; ve stres — soğuk işlenmiş veya kaynaklı borular. Çatlak bölgesinden enine kesitli bir metalografik inceleme yapılırsa, tipik transgranüler (genişleyen tane ve tane sınırları) ve dal çatlakları gözlemlenecektir. Bu östenitik paslanmaz çeliklerin tipik klorür stres korozyon çatlamasıdır. Yukarıdaki üç koşuldan herhangi birinin ortadan kaldırılması, stres korozyonunun çatlamasını önleyebilir.
Paslanmaz Çelik Lokal Korozyonunun Kısa Açıklaması
Oksijen içeriği korozyona etki eder. Genel olarak, santral içine akan taze ve temiz su aşındırıcı değildir. Çelik, nötr suda iyi çalışır ve korozyon hızı, çözünmüş oksijen kapasitesiyle doğrudan ilişkilidir. Yani, daha fazla oksijen içeriği, daha yüksek korozyon oranı. Çelik korozyonu da pH değeri ile ilgilidir. PH yüksek olduğunda çeliğin korozyon oranı düşüktür. PH 4'ün altına düştüğünde, çelik hızla aşınır.
Sıcaklık ayrıca çeliğin korozyonunu hızlandıracak. Sıcaklık 72 ° F'den 104 ° F'ye (22-41 ° C) yükseldiğinde, çeliğin korozyon hızını doğrudan etkiler. Akış oranı çeliğin korozyonu üzerinde zıt bir etkiye sahiptir. Deniz suyu akış hızı saniyede 3 feet'ten (0.9 m / s) daha yüksek olduğunda, çeliğin korozyonu büyük ölçüde hızlandırılabilir. Korunmasız bir aşındırıcı malzemenin mekanik olarak çıkarılması, yüksek korozyon oranına neden olacaktır, çünkü korozif malzemenin çıkarılması, yüksek bir korozyon oranına sahip yeni bir metal açığa çıkarır. Aynı zamanda, yüksek bir akış oranı, metalin maruz kalan yüzeyine büyük miktarda oksijen getirir. Bu nedenle, korozyon oranını artırmak için daha fazla oksijen var.
Östenitik paslanmaz çelik, gerilim korozyon çatlamasından dolayı kırılırsa, dikkate alınması gereken alternatif malzeme dubleks paslanmaz çeliktir. Farklı yapıları ve bileşimleri nedeniyle, 316 paslanmaz çelikten 600 ° F (315 ° C) oda sıcaklığında daha yüksek mekanik özelliklere sahiptirler. Ayrıca daha yüksek stres korozyon çatlama direnci var. Çift fazlı alaşımlar, krom ve molibden içeriğini artırarak çukura ve çatlak korozyonuna karşı daha yüksek direnç elde edebilir.
Klorür konsantrasyonunun paslanmaz çeliğin korozyonu üzerindeki etkisi. Tatlı suda 304 veya 304L paslanmaz çelik kullanıldığında, klorür içeriği 200 ppm'den az olmalıdır. Bileşenler üretildikten sonra artık demir çıkarılmalıdır. Kalıntı demir bir boşluk gibi hareket edeceği için, lokal korozyonu hızlandırmak için ferrik klorid oluşturmak üzere klorür ile de reaksiyona girecektir. 304 Boruların boşluk oluşturabilecek çatlakları veya tortuları temizlemek için periyodik olarak temizlenmesi gerekir. 304 veya 304L ile üretilmiş tesis ekipmanının durgun suya (örneğin, 0.9 m / s'den daha düşük bir akış oranına) maruz kalmasından kaçınılmalıdır çünkü metal yüzeyde birikinti oluşturacaktır. Mikrobiyolojik korozyon da kontrol edilmelidir.
Tip 316L paslanmaz çeliği acı suya başarıyla uygulamak için, su tamamen oksijensiz hale gelmedikçe klorür içeriği 1000 ppm'den az olmalıdır. Deoksijenli su, 316L paslanmaz çeliğin çukurlaşma, çatlama ve stres korozyonunu önleyecektir. Bitkinin üretim sürecinde, kaynak en iyi anti-korozyon etkisini elde etmek için tamamen kaynak ve pürüzsüz olmalıdır. Yüksek molibden içerikli veya kaynakla uyumlu elektrotlar kullanılmalıdır. Tip 316L paslanmaz çeliğin yüzeyinin, herhangi bir artık demiri çıkarmak için 304 gibi temizlenmesi önemlidir. Genel olarak, artık demiri uzaklaştırmanın en iyi yolu bir HNO3-HF temizlik maddesi kullanmaktır. Ayrıca, herhangi bir sediment de düzenli olarak kaldırılmalıdır. Durgun su durumundan kaçınmaya dikkat etmek önemlidir. Temin oluşumunu önlemek için ekipmanın durması sırasında suyun debisi en az 0,9 m / s olmalıdır.
Metal korozyonu genellikle karmaşık bir konudur ve hatta bazı yeni korozyon türleri halk tarafından iyi anlaşılmamıştır. Saha mühendislerinin, korozyon ve koruma hakkında daha fazla şey öğrenmeleri ve böylece metal parçaların korozyonla nasıl baş edebileceklerini öğrenmeleri önerilir.