Blog

Razumijevanje prirodne otpornosti nerđajućeg čelika na koroziju

Odvijači od nerđajućeg čelika zadržavaju svoju strukturnu cjelovitost na otvorenom zahvaljujući samoregenerirajućem sloju krom-oksida koji nastaje kada krom (minimalno 10,5%) reagira s atmosferskim kisikom. Ovaj pasivni sloj djeluje kao elektrokemijski štit, brzo se obnavljajući nakon mehaničke oštećenja ako je prisutan kisik.

Znanost iza stvaranja pasivnog oksidnog sloja kod nerđajućeg čelika

Istraživanja otpornosti na koroziju pokazuju da količina kroma značajno utječe na stabilnost zaštitnog oksidnog sloja. Sorte nerđajućeg čelika koje sadrže oko 16 do 18 posto kroma stvaraju te zaštitne slojeve debljine od samo 1 do 3 nanometra. Unatoč njihovoj mikroskopskoj veličini, uspijevaju smanjiti stopu korozije za gotovo 98% u usporedbi s običnim ugljičnim čelikom. Kada proizvođači dodaju oko 2 do 3 posto molibdena u smjesu, događa se nešto zanimljivo. Ovaj dodatak ojačava molekularnu strukturu pasivnog filma koji se formira na površini. Rezultat? Bolja zaštita od klorida, što je ključno za materijale koji se koriste u ekstremnim uvjetima, poput izlaganja slanoj vodi, gdje moraju pouzdano funkcionirati legure morske klase.

Otpornost na koroziju spojnih elemenata od nerđajućeg čelika 316 u morskim uvjetima

Istraživanja su pokazala da vijci od čelika 316 mogu izdržati testove prskanja slanom vodom otprilike osam puta dulje u usporedbi s njihovim kolegama od čelika 304. Kada je riječ o kritičnoj temperaturi za pojavu pikirajuće korozije, postoji značajan skok s približno 20 stupnjeva Celzijusovih za standardni čelik 304 na otprilike 45 stupnjeva za čelik 316. To čini ogromnu razliku kada se ti materijali koriste u blizini obale gdje temperature često dosežu te vrijednosti tijekom vrućih ljetnih mjeseci. Gledajući stvarne stope korozije u morskoj vodi s približno 3,5% sadržaja natrijevog klorida, vidimo kako se događa nešto izvanredno. Materijal 316 zadržava svoj integritet prilično dobro, pri čemu korozija ostaje ispod 0,001 milimetra godišnje, dok obični 304 već pokazuje znakove trošenja na stopi oko deset puta višoj, što čini 316 očito superiornijim za dugotrajnu izdržljivost u teškim marinim uvjetima.

Okolišni faktori koji utječu na koroziju vijaka: sol, vlažnost i zagađenje

Visoke razine klorida, stalna vlažnost i industrijski zagađivači u kombinaciji oštećuju pasivni sloj, osobito na zaštićenim ili slabo ventiliranim mjestima.

Usporedba otpornosti na koroziju uobičajenih vrsta nerđajućeg čelika

Varijanta 316L ima niži udio ugljika (<0,03%) što sprječava taloženje karbida tijekom zavarivanja, zbog čega je idealna za izradu mariniranih i kemijskih komponenata.

Uobičajene vrste korozije koje pogađaju vanjske vijke od nerđajućeg čelika

Razumijevanje vrsta korozije u vijcima od nerđajućeg čelika: točkasta, šavna i galvanska

Vijci od nerđajućeg čelika koji se koriste na otvorenom suočavaju se s tri glavne vrste problema s korozijom: točkastom, šavnom i galvanskom korozijom. Kada klorid prođe kroz zaštitni oksidni sloj kroma, stvaraju se dosadne male rupice. Ovo se često događa u blizini obala gdje koncentracija soli u zraku može biti prilično visoka. Šavna korozija obično nastaje u područjima s nedovoljno kisika, poput područja ispod glava vijaka ili unutar navojnih spojeva. Zatim postoji galvanska korozija koja postaje problem kada nerđajući čelik dođe u kontakt s drugim metalima koji su manje otporni, poput aluminija ili običnog ugljičnog čelika, pogotovo ako su u vlažnim uvjetima.

Šavna korozija u vijcima od nerđajućeg čelika: uzroci i osjetljivi uvjeti

Korozija pukotina se javlja na uskim mjestima gdje se voda i sol nakupljaju s vremenom i ne ulazi dovoljno svježeg zraka. Govorimo o mjestima poput jako čvrstih pribora, oko tesnica gdje se stvari zapečaćuju, dolje u nitama vijaka i vijaka. Neke studije su otkrile da se takva korozija može početi događati čak i kada je u okolišu samo mali izmiješanjem soli. Kako bi se borili protiv ovog problema, inženjeri često pokušavaju smanjiti uske prostore između komponenti korištenjem vijaka s širim flansama i osiguravaju da postoje dobri načini da se sve prikupljena vlaga pravilno ispušta s površina opreme.

U slučaju da se ne primjenjuje, sustav za zaštitu od korozije može se upotrebljavati za zaštitu od korozije.

U obalnim područjima, ioni hlorida prodiru u slabe točke pasivnog sloja, stvarajući kiselo mikrookruženje koje pogoni brz gubitak metala. Razred kao što je 316L, s 2,1% molibdena, pokazuju tri puta veću otpornost na otpad u testovima solnim prsima (ASTM B117) u usporedbi s standardnim 304 čelikom.

Galvanska korozija pri korištenju različitih metala s čvrstima od nehrđajućeg čelika

Galvanska korozija se događa kada su različiti metali povezani u okruženjima gdje struja može proći kroz njih. Naprimjer, ako netko na dijelove od čelika ili bakrene legure koji su prekriveni cinkom koristi vijke od nehrđajućeg čelika, metal koji nije toliko otporan počinje se razgraditi mnogo brže nego obično. Zbog toga mnogi inženjeri preporučuju upotrebu dielektričnih izolatora napravljenih od materijala poput najlona ili gume između ovih metalnih komponenti. Ti izolatori djeluju kao barijere protiv kemijskih reakcija koje uzrokuju koroziju.

Prevencija galvanske i okolinske korozije dizajnom i zaštitom

Prevencija galvanske korozije prilikom korištenja različitih metala u vanjskim skupovima

Galvanska korozija se može spriječiti kada nehrđajući čelik ne dolazi u direktan kontakt s anodnim materijalima kao što su aluminijum ili ugljični čelik, posebno tamo gdje je vlažnost prisutna. Što je rješenje? Ili preći na kompatibilne kombinacije metala ili provesti dizajniranje rješenja kao što su instalacija žrtvene anode ili stvaranje fizičkih barijera između različitih metala.

Izolacijske tehnike i dielektrične spojeve za izolaciju kontakta s metalom

Najlonske perilice, dielektrična mastica i plastični rukavi djeluju kao neprovodljive barijere koje prekidaju električnu vezu između različitih vrsta metala. Kada radite na opremi na otvorenom gdje je slani zrak oko, ima smisla instalirati dielektrične spojeve između nehrđajućeg čelika vijaka i bakrene cijevi ili ugljikovog čelika nosača. U odnosu površine između anode i katode najmanje 10 prema 1 pomaže se usporiti brzinu korozije.

Upotreba premaza i površinskih tretmana kao što je pasivacija za pojačanu zaštitu

Proces pasivacije u osnovi uklanja slobodno željezo na metalnim površinama dok se gradi zaštitni oksidni sloj koji čini materijale mnogo otpornijim na one dosadne oblike korozije kao što su jame i pukotine. Kad se suočavaju s stvarno teškim okruženjem, ljudi se često okreću epoksi ili prašku premaze kao dodatnu zaštitu od stvari kao kiselinu kiše i sve vrste industrijske odvratnosti plutaju oko.

U skladu s člankom 4. stavkom 2.

Redovito održavanje i čišćenje kako bi se spriječilo nakupljanje korozivnih elemenata

Za očuvanje otpornosti na koroziju neophodno je pravilno održavanje. Studije pokazuju da 12% kvarova vezivača od nehrđajućeg čelika u obalnim područjima proizlazi iz neadekvatnog čišćenja. Preporučene prakse uključuju:

• Čišćenje svakih 6-12 mjeseci blagim sapunom i vodom radi uklanjanja soli i onečišćujućih tvari.
• Izbjegavajte abrazivna sredstva i kemijska sredstva za čišćenje na bazi klorina koja oštećuju pasivni sloj.

Za uporne naslage poput industrijskog prljavština, otopina limunske kiseline u koncentraciji od 10% učinkovito uklanja onečišćenja bez oštećenja podloge. Uvijek temeljito isperite nakon čišćenja kako biste uklonili kemijske ostatke.

Održavanje vanjskih spojnih elemenata u uvjetima visoke koncentracije soli i industrijskog opterećenja

U agresivnim okruženjima kao što su morski ili ona izložena kemikalijama, naručite spojeve od nerđajućeg čelika 316L i provodite proaktivne mjere:

1. Nanesite smazivo od silikonske gume za hranu na navoje kako biste spriječili prodor slane vode.
2. Provedite dvogodišnje inspekcije radi ranih znakova korozije u pukotinama, posebno uz brtvila ili zavarivanja.

Za offshore instalacije, elektrokemijsko poliranje svake 2–3 godine obnavlja integritet površine tako što uklanja mikropitting izloženosti kloridima. Odmah zamijenite sve vijke koji pokazuju vidljivu koroziju ili oštećenje navoja kako biste spriječili strukturalni kvar.