Блог

Зашто је отпорност на корозију одлучујући критеријум за болтове од нерђајућег челика морске класе

Електрохемијски изазов излагања морској води

Садржај соли у морској води чини да она делује као моћан проводник, убрзавајући распад метала кроз електрохемијске реакције. Стубови од нерђајућег челика стално се боре против сопственог заштитног премаза, који је у основи танки слој хром-диоксида који нормално спречава ширење рђе на површинама. Проблеми настају када мале пукотине омогуће хлоридним јонима да продру, стварајући мале електричне ћелије на површини стуба које у суштини претварају делове у позитивне терминале у односу на околина. Подаци из индустрије показују да се корозија дешава отприлике 3 до 5 пута брже у условима морске воде него у обичним условима слатке воде. То значи да долази до значајног губитка метала на осетљивим местима као што су навоји стубова и места где главе прелазе у стабљике, чиме се капацитет оптерећења смањује за око 15 процената годишње у приобалним подручјима изложеним плимама. За инжењере који раде са морским конструкцијама, одржавање целиности ових заштитних слојева није само питање бирања бољих материјала — директно утиче на то да ли ће цели системи издржати напон.

Како хлориди покрећу корозију уситњавањем и корозију у процепима код нерђајућих челичних вијака

Јони хлорида покрећу локализовану корозију кроз самодржећи процес: накупљају се на површинским недостацима, раствају хром оксиде и стварају киселе микросредине које даље деградирају пасивни слој.

Pukotine nastaju na mestima kao što su ispod navrtki ili između vijaka i matica gde sredina postaje kisela i bogata hloridima, stvarajući samoodržive reakcije korozije. Standardni vijci od nerđajućeg čelika 316 koji stoje u toplom morskom vodu mogu razviti rupičaste korozije koje rastu brzinom do 1 milimetar godišnje. Izveštaji iz industrije ukazuju da skoro polovina svih otkaza morskih vijaka zapravo počinje od ove vrste skrivene korozije na spojnim tačkama. Dodavanje molibdena leguri pomaže u borbi protiv ovog problema jer stvara zaštitne molibdatne jedinjenja koja sprečavaju prodor hlorida i duže održavaju integritet zaštitnog sloja metala.

304 naspram 316 vijci od nerđajućeg čelika: Performanse, ograničenja i validacija u stvarnim maritimnim uslovima

Ključna uloga molibdena u stabilizaciji pasivnog sloja vijaka od nerđajućeg čelika 316

Ono što zaista razlikuje 304 od 316 vijaka od nerđajućeg čelika je prisustvo molibdena. Oba tipa imaju oko 18% hroma i između 8 do 10% nikla, ali samo 316 sadrži 2 do 3% molibdena koji pravi razliku. Kada se izloži morskoj vodi, ovaj molibden reaguje sa molekulima kiseonika stvarajući netopive jedinjenja poznata kao molibdati. Ove male hemijske formacije u suštini zatvaraju mikroskopske pukotine i nepravilnosti u zaštitnom sloju hrom-oksida na površini metala. Zbog ove dodatne zaštite, vijci od 316 mogu da izdrže otprilike tri puta veću korozivnu štetu od hlorida u poređenju sa uobičajenim vijcima od 304 kada se koriste u blizini mora. Za sve one koji rade sa opremom koja stalno dolazi u kontakt sa morskom vodom, korišćenje vijaka od klase 316 nije samo bolje — praktično je neophodno ako želimo da naša oprema izdrži više sezona bez problema sa rđom.

Доказ са терена: вијци од нерђајућег челика 316L након 8 година у приобалним условима (Лука Ротердам)

Истраживачи су испитали шта се десило вијцима од нерђајућег челика који су били постављени у приобалним зонама Луке Ротердам током осмогодишњег периода. Фиксни елементи типа 316L, који имају нижи садржај угљеника ради спречавања проблема током производње, показали су веома мало оштећења услед питења (дубине мање од 0,1 mm), упркос сталном потапању и излагању ваздуху. У међувремену, вијци типа 304 у близини страдали су од јаке корозије у цеповима управо на местима где су додиривали подложнице, губећи више од 0,8 mm материјала на деловима изложеним високом напону. При детаљнијем прегледу, пронађени су знаци интеркристалне корозије код узорака 304, док их уопште није било код оних од 316L. Оно што ово значи је прилично јасно: боља заштита пасивним слојем код 316L пружа стварне предности у времену, нарочито када се ниво кисеоника стално мења и погоршава корозију.

Када стандард 316 није довољан: Вишенаменски вијци од нерђајућег челика за екстремне морске примене

Супер аустенитни (254 SMO, AL-6XN) и дуплекс (2205, 2507) вијци од нерђајућег челика у опреми за деалинизацију и подморској инфраструктури

Када је реч о врло неповољним условима попут погона за десалинацију, подводних нафтних платформи или топле тропске морске воде, нивои хлорида и температуре често превазилазе оно што обични нерђајући челик 316 може да издржи. У таквим ситуацијама, проблеми као што су локално корозијско уништавање (питинг) и корозија услед напона постају озбиљан проблем, осим ако не пређемо на квалитетније легуре. Узмимо, на пример, супер аустенитне класе. Материјали као што су 254 SMO и AL-6XN садрже између 6 до 7,5 процента молибдена уз азот, због чега им је број еквивалентне отпорности на питинг (PREN) већи од 40. Шта то заправо значи? Ови материјали поуздано функционишу чак и при излагању концентрацијама хлорида које достигну 100.000 делова по милион и температурама изнад 60 степени Целзијуса. То је три пута више од онога што стандардни челик 316 може да поднесе. Дуплекс легуре као што су 2205 и 2507 функционишу на другачији начин комбинујући аустенитне и феритне структуре. Ова комбинација их чини јачим и отпорнијим на корозију услед напона у применама на великим дубинама. Добар пример из стварног света потиче са Северног мора, где су завртњи од 2507 године остали неповређени целих петнаест година у условима слемања. Стандардни спојни елементи од 316 у истом окружењу почели су показивати знаке квара након само пет година услед постепеног оштећења корозијом у цеповима.

Избор одговарајућих нерђајућих челичних вијака: Практични оквир за доношење одлука за морске инжењере

За морске инжењере који раде на стварним пројектима, више није довољно држати се општих материјала. Они морају да прате одговарајући процес доношења одлука заснован на стварним условима, а не на погодбању. Почнимо тако што ћемо утврдити колико је тежак животни услов. Вијци направљени од нерђајућег челика 316 добро функционишу у подручјима изложеним само ваздуху, али када постане влажније или приливно-отливно, инжењери треба да размотре дуплекс опције као што су 2205 или 2507, јер они много боље подносе хлориде. Следећи корак је провера да ли материјал може издржати напон. Дуплекс легуре имају отприлике двоструку чврстоћу у односу на уобичајене вijke од 316, што чини сву разлику када су у питању стални покрет и вибрације, према истраживању ASM International-а из прошле године. И на крају, нико не жели да потроши новац унапред ако не зна колико ће уштедети касније. Супер аустенитни вијци као што је 254 SMO могу баш да коштају више на почетку, али трајају доста дуже у екстремним условима као што су они у системима за реверзну осмозу, те већина инсталација на крају уштеди око 60% на заменама у будућности. Пратећи овај тростепени метод обезбеђује се поуздан рад годинама унапред, ниски трошкови одржавања и спречавање скупих кварова са којима нико не жели да има посла.