Blogg

Förståelse av rostfritt ståls naturliga korrosionsmotstånd

Rostfria fästelement behåller sin strukturella integritet utomhus tack vare ett självläkande kromoxidlager som bildas när krom (minst 10,5 %) reagerar med syre i atmosfären. Detta passiva lager fungerar som en elektrokemisk sköld och återbildas snabbt efter mekanisk skada om syre finns tillgängligt.

Vetenskapen bakom bildandet av det passiva oxidlagret i rostfritt stål

Forskning om korrosionsmotstånd visar att mängden krom verkligen påverkar stabiliteten i den skyddande oxidskiktet. Rostfria stålsorter som innehåller cirka 16 till 18 procent krom bildar dessa skyddande lager som är endast 1 till 3 nanometer tjocka. Trots sin mikroskopiska storlek lyckas de minska korrosionshastigheten med nästan 98 % jämfört med vanligt kolstål. När tillverkare lägger till cirka 2 till 3 procent molbden i blandningen sker något intressant. Denna tillsats förstärker den molekylära strukturen i det passiva filmen som bildas på ytan. Resultatet? Bättre skydd mot klorider, vilket gör all skillnad för material som används i hårda miljöer som saltvattenutsättning där marinklasslegeringar måste prestera tillförlitligt över tid.

Korrosionsmotstånd hos fästelement i rostfritt stål 316 i marina miljöer

Studier har visat att fästelement av grad 316 kan klara saltmisttester ungefär åtta gånger längre jämfört med motsvarande 304-element. När det gäller kritisk pittingtemperatur sker en betydande ökning från cirka 20 grader Celsius för standard 304-stål till ungefär 45 grader för 316 rostfritt stål. Detta gör stor skillnad när materialen används nära kuststräckor där temperaturerna ofta når dessa nivåer under varma sommarmånader. När man tittar på faktiska korrosionshastigheter i sjövatten med cirka 3,5 procents natriumkloridhalt ser man också något anmärkningsvärt. Material 316 behåller sin integritet ganska väl med korrosion under 0,001 millimeter per år, medan vanligt 304 börjar visa tecken på slitage vid ungefär tio gånger högre hastighet, vilket gör 316 tydligt överlägset när det gäller långsiktig hållbarhet i hårda marina miljöer.

Miljöfaktorer som påverkar fästelementskorrosion: Salt, fuktighet och föroreningar

Höga halter klorid, långvarig fuktighet och industriella föroreningar samverkar för att skada den passiva ytskiktet, särskilt i skyddade eller dåligt ventilerade områden.

Jämförande korrosionsmotstånd hos vanliga rostfria stålsorter

Varianten 316L har lägre kolhalt (<0,03 %), vilket förhindrar karbidutfällning vid svetsning och därför är idealisk för tillverkade komponenter inom marin och kemikaliehantering.

Vanliga typer av korrosion som påverkar yttre rostfria stålförband

Förståelse av korrosionsformer i rostfria fästelement: gropkorrosion, spaltkorrosion och galvanisk korrosion

Rostfria fästelement som används utomhus stöter på tre huvudsakliga typer av korrosionsproblem: gropkorrosion, spaltkorrosion och galvaniska problem. När klorid tränger igenom den skyddande kromoxidbeläggningen skapas irriterande små gropar. Detta inträffar ofta nära kuststräckor där salthalten i luften kan vara ganska hög. Spaltkorrosion tenderar att uppstå i områden med låg syretillgång, till exempel under skruvhuvuden eller inuti gängade förbindelser. Sedan finns det galvanisk korrosion, vilket blir ett problem när rostfritt stål kommer i kontakt med andra metaller som är mindre motståndskraftiga, till exempel aluminium eller vanligt kolstål, särskilt om de befinner sig i fuktiga förhållanden.

Spaltkorrosion i rostfria fästelement: Orsaker och sårbara förhållanden

Sprickorrosion tenderar att gå på de trånga platserna där vatten och salt bygger upp över tiden och det inte finns tillräckligt med frisk luft som kommer in. Vi pratar om platser som riktigt trånga fittings, runt packningar där de förseglar saker tillsammans, ner i trådarna av skruvar och bultar. Vissa studier har visat att denna typ av korrosion kan börja hända även när det bara finns en liten mängd salt blandat i miljön. För att motverka detta problem försöker ingenjörer ofta minska de smala utrymmena mellan komponenterna genom att använda bultar med bredare flänsar och se till att det finns bra sätt för att all insamlad fukt ska dräneras bort från utrustningens ytor.

Gropkorrosion i kust- och luftfuktiga miljöer

I kustmiljöer tränger kloridjoner in i svaga punkter i det passiva lagret och bildar sura mikromiljöer som driver snabb metallförlust. Grader som 316L, med 2,1% molybdän, har tre gånger större motståndskraft mot pittning i saltsprayprov (ASTM B117) jämfört med standard 304 stål.

Galvanisk korrosion vid användning av olika metaller med fästmaterial av rostfritt stål

Galvanisk korrosion sker när olika metaller är anslutna i miljöer där elektricitet kan flöda genom dem. Om man till exempel använder rostfria bultar på delar av zinkplaterade stål eller kopparlegeringar, kommer det mindre motståndskraftiga metallen att börja brytas ner mycket snabbare än normalt. Det är därför många ingenjörer rekommenderar att man använder dielektriska isolatorer som är tillverkade av material som nylon eller gummi mellan dessa metallkomponenter. Dessa isoleringsmedel fungerar som barriärer mot de kemiska reaktioner som orsakar korrosion.

Förhindra galvanisk och miljömässig korrosion genom design och skydd

Förhindra galvanisk korrosion vid användning av olika metaller i utomhusmonteringar

Galvanisk korrosion kan förhindras när rostfritt stål inte kommer i direkt kontakt med mer anodiska material som aluminium eller kolstål, särskilt där det finns fukt. Vad är lösningen? Antingen byter man till kompatibla metallkombinationer eller implementerar designlösningar som att installera offeranoder eller skapa fysiska barriärer mellan olika metaller.

Isoleringstekniker och dielektriska föreningar för att isolera metallkontakt

Nylonvätskor, dielektriskt fett och plasthölje fungerar som icke-ledande hinder som bryter den elektriska anslutningen mellan olika typer av metall. När man arbetar med utrustning utomhus där det finns salt luft runt, är det vettigt att installera dielektriska föreningar mellan rostfria stålboltar och kopparrör eller kolstålstöd. Att hålla förhållandet mellan ytan mellan anoden och katoden minst 10 till 1 hjälper till att sakta ner hur snabbt korrosion sker.

Användning av beläggningar och ytbehandlingar som passivering för ökat skydd

Passiveringsprocessen tar bort fritt järn på metallytan samtidigt som det skyddande oxidskiktet byggs upp vilket gör materialet mycket mer motståndskraftigt mot irriterande former av korrosion som gropar och sprickor. När man har att göra med riktigt hårda miljöer, vänder folk sig ofta till epoxyl eller pulver beläggningar som extra skydd mot saker som surt regn och alla typer av industriella otäcka flyter runt.

Underhållspraxis för långvarig hållbarhet av fästmaterial av rostfritt stål

Regelbundet underhåll och rengöring för att förhindra uppbyggnad av frätande element

Ett korrekt underhåll är viktigt för att bibehålla korrosionsbeständigheten. Studier visar att 12% av fel på fästningsdon i rostfritt stål i kustområden beror på otillräcklig rengöring. Rekommenderade metoder är bland annat:

• Rengöring var 6-12e månad med mild tvål och vatten för att avlägsna salter och föroreningar.
• Undvik slitmedel och klorbaserade rengöringsmedel som skadar det passiva lagret.

För hårdnackade nedlagningar som industriell smuts, tar en 10% citronsyra lösning effektivt bort föroreningar utan att skada substratet. Skölj alltid noga efter rengöring för att eliminera kemiska rester.

Underhåll av utomhusbindningsdon i salthalt och industriella miljöer

I aggressiva miljöer, t.ex. havs- eller kemiskt exponerade platser, ange färgämnen av rostfritt stål och genomföra proaktiva åtgärder:

1. Använd smörjmedel av silikon av livsmedelskvalitet på trådarna för att hindra saltvatten.
2. Kontrollera varje halvår för att upptäcka tidiga tecken på sprickkorrosion, särskilt nära täckningar eller svetsningar.

För offshoreanläggningar återställer elektrokemisk polering varannan 2-3:e år ytan genom att eliminera mikro-pittning från exponering för klorid. Omedelbart byta ut fästmaterial som visar synlig rost eller trådslagning för att förhindra konstruktionsfel.