Blog

Hiểu về Khả năng Chống Ăn mòn Tự nhiên của Thép Không gỉ

Bu lông thép không gỉ duy trì độ bền cấu trúc khi sử dụng ngoài trời nhờ lớp oxit crôm tự phục hồi hình thành khi crôm (tối thiểu 10,5%) phản ứng với oxy trong khí quyển. Lớp thụ động này hoạt động như một lớp chắn điện hóa, tái tạo nhanh chóng sau tổn thương cơ học nếu có sẵn oxy.

Cơ sở Khoa học về Quá trình Hình thành Lớp Oxit Thụ động của Thép Không gỉ

Nghiên cứu về khả năng chống ăn mòn cho thấy lượng crôm hiện diện ảnh hưởng lớn đến độ ổn định của lớp oxit bảo vệ. Các mác thép không gỉ chứa khoảng 16 đến 18 phần trăm crôm tạo ra các lớp bảo vệ này với độ dày chỉ từ 1 đến 3 nanomet. Mặc dù kích thước cực nhỏ, chúng vẫn giảm tốc độ ăn mòn gần 98% so với thép carbon thông thường. Khi nhà sản xuất thêm khoảng 2 đến 3 phần trăm molypden vào hỗn hợp, một điều thú vị xảy ra. Sự bổ sung này làm tăng cường cấu trúc phân tử của lớp màng thụ động hình thành trên bề mặt. Kết quả? Khả năng bảo vệ tốt hơn trước các ion clorua, điều này tạo nên sự khác biệt lớn đối với vật liệu sử dụng trong môi trường khắc nghiệt như tiếp xúc với nước biển, nơi các hợp kim loại hàng hải cần hoạt động đáng tin cậy theo thời gian.

Khả năng chống ăn mòn của bulông thép không gỉ 316 trong môi trường biển

Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng bu lông cấp 316 có thể chịu được thử nghiệm phun muối kéo dài khoảng tám lần so với loại 304 tương ứng. Khi nói đến nhiệt độ pitting tới hạn, có sự chênh lệch đáng kể từ khoảng 20 độ C đối với thép 304 tiêu chuẩn lên mức xấp xỉ 45 độ C đối với thép không gỉ 316. Điều này tạo nên sự khác biệt lớn khi các vật liệu này được sử dụng gần các vùng ven biển, nơi nhiệt độ thường đạt đến những mức này trong những tháng hè nóng bức. Nhìn vào tốc độ ăn mòn thực tế trong điều kiện nước biển có hàm lượng natri clorua khoảng 3,5%, chúng ta cũng thấy một hiện tượng đáng chú ý xảy ra. Vật liệu 316 vẫn giữ được độ bền khá tốt với tốc độ ăn mòn dưới 0,001 milimét mỗi năm, trong khi loại 304 thông thường bắt đầu xuất hiện dấu hiệu hao mòn ở tốc độ cao gấp khoảng mười lần, cho thấy 316 vượt trội rõ rệt về độ bền lâu dài trong môi trường biển khắc nghiệt.

Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến sự ăn mòn của bu lông: Muối, Độ ẩm và Ô nhiễm

Hàm lượng clorua cao, độ ẩm kéo dài và các chất ô nhiễm công nghiệp kết hợp làm suy giảm lớp bảo vệ thụ động, đặc biệt ở những khu vực được che chắn hoặc thông gió kém.

Khả năng Chống ăn mòn Tương đối của Các Loại Thép Không gỉ Phổ biến

Phiên bản 316L có hàm lượng carbon thấp hơn (<0,03%) ngăn ngừa hiện tượng kết tủa cacbua trong quá trình hàn, làm cho nó lý tưởng cho các bộ phận chế tạo dùng trong môi trường hàng hải và xử lý hóa chất.

Các Dạng Ăn mòn Phổ biến Ảnh hưởng đến Bu-lông Thép Không gỉ Ngoài trời

Hiểu về Các Loại Ăn Mòn ở Bu Lông Thép Không Gỉ: Ăn Mòn Lỗ, Ăn Mòn Khe Hở và Ăn Mòn Điện Hóa

Các bu lông thép không gỉ sử dụng ngoài trời đối mặt với ba vấn đề ăn mòn chính: ăn mòn lỗ, ăn mòn khe hở và hiện tượng ăn mòn điện hóa. Khi ion clorua xâm nhập qua lớp phủ oxit crom bảo vệ, nó tạo ra những vết lõm nhỏ khó chịu. Hiện tượng này xảy ra phổ biến gần các vùng ven biển nơi nồng độ muối trong không khí khá cao. Ăn mòn khe hở thường hình thành ở những khu vực thiếu oxy, như phía dưới đầu bulông hoặc bên trong các mối nối ren. Còn ăn mòn điện hóa trở thành vấn đề khi thép không gỉ tiếp xúc với các kim loại khác kém chống ăn mòn hơn, ví dụ như nhôm hoặc thép carbon thông thường, đặc biệt là trong điều kiện ẩm ướt.

Ăn Mòn Khe Hở ở Bu Lông Thép Không Gỉ: Nguyên Nhân và Điều Kiện Dễ Bị Tổn Thương

Ăn mòn khe thường xảy ra ở những vị trí chật hẹp nơi nước và muối tích tụ theo thời gian và không có đủ không khí tươi lưu thông. Chúng ta đang nói đến các vị trí như các mối nối rất khít, xung quanh các gioăng làm kín, hay bên trong ren của vít và bu-lông. Một số nghiên cứu đã phát hiện loại ăn mòn này thực tế có thể bắt đầu ngay cả khi chỉ có một lượng nhỏ muối trong môi trường. Để chống lại vấn đề này, các kỹ sư thường cố gắng giảm thiểu các khe hẹp giữa các bộ phận bằng cách sử dụng bu-lông có mặt bích rộng hơn, đồng thời đảm bảo có các phương án thoát ẩm hiệu quả khỏi bề mặt thiết bị.

Cơ chế ăn mòn lỗ trong môi trường ven biển và độ ẩm cao

Trong môi trường ven biển, các ion clorua xâm nhập vào những điểm yếu trong lớp bảo vệ thụ động, tạo thành các môi trường vi mô axit gây ra sự mất mát kim loại nhanh chóng. Các mác thép như 316L, với 2,1% molypden, thể hiện khả năng chống ăn mòn lỗ hổng cao gấp ba lần so với thép 304 tiêu chuẩn trong các thử nghiệm phun muối (ASTM B117).

Ăn mòn điện hóa khi sử dụng các kim loại khác nhau với bulông thép không gỉ

Ăn mòn điện hóa xảy ra khi các kim loại khác nhau được nối với nhau trong môi trường mà điện có thể đi qua chúng. Ví dụ, nếu ai đó sử dụng bu-lông thép không gỉ trên các bộ phận làm bằng thép mạ kẽm hoặc hợp kim đồng, kim loại kém bền hơn sẽ bắt đầu bị phá hủy nhanh hơn nhiều so với bình thường. Đây là lý do tại sao nhiều kỹ sư khuyến nghị sử dụng các bộ cách điện được chế tạo từ vật liệu như nylon hoặc cao su đặt giữa các bộ phận kim loại này. Những bộ cách điện này hoạt động như một rào cản ngăn các phản ứng hóa học gây ăn mòn.

Ngăn ngừa ăn mòn điện hóa và ăn mòn môi trường thông qua thiết kế và bảo vệ

Ngăn Ngừa Sự Ăn Mòn Điện Hóa Khi Sử Dụng Các Kim Loại Khác Nhau Trong Các Bộ Phận Ngoài Trời

Sự ăn mòn điện hóa có thể được ngăn ngừa khi thép không gỉ không tiếp xúc trực tiếp với các vật liệu mang tính anode mạnh hơn như nhôm hoặc thép carbon, đặc biệt là trong điều kiện có độ ẩm. Giải pháp? Hoặc chuyển sang sử dụng các tổ hợp kim loại tương thích hoặc áp dụng các biện pháp thiết kế như lắp đặt anode hy sinh hoặc tạo ra các rào cản vật lý giữa các kim loại khác nhau.

Các Kỹ Thuật Cách Điện Và Khớp Nối Cách Điện Để Ngăn Tiếp Xúc Kim Loại

Vòng đệm nylon, mỡ cách điện và ống lót nhựa hoạt động như các lớp chắn không dẫn điện, ngắt kết nối điện giữa các loại kim loại khác nhau. Khi làm việc với thiết bị ngoài trời nơi có không khí mặn, nên lắp đặt các khớp nối cách điện giữa bu-lông thép không gỉ và ống đồng hoặc các thanh đỡ thép carbon. Duy trì tỷ lệ diện tích bề mặt giữa anode và cathode ít nhất là 10:1 sẽ giúp làm chậm tốc độ ăn mòn.

Sử dụng lớp phủ và xử lý bề mặt như thụ động để tăng cường bảo vệ

Quá trình thụ động hóa về cơ bản loại bỏ sắt tự do trên bề mặt kim loại trong khi xây dựng lớp oxit bảo vệ làm cho vật liệu chịu đựng tốt hơn nhiều đối với những hình thức ăn mòn khó chịu như hố và vết nứt. Khi đối phó với môi trường khắc nghiệt, mọi người thường chuyển sang lớp phủ epoxy hoặc bột để bảo vệ thêm chống lại những thứ như mưa axit và tất cả các loại chất độc công nghiệp nổi xung quanh.

Thực hành bảo trì cho độ bền lâu dài của các vật cố định thép không gỉ

Bảo trì và làm sạch thường xuyên để ngăn chặn sự tích tụ các yếu tố ăn mòn

Bảo trì đúng cách là điều cần thiết để duy trì khả năng chống ăn mòn. Các nghiên cứu cho thấy 12% các lỗi về các bộ buộc thép không gỉ ở các khu vực ven biển là do không được làm sạch đầy đủ. Các thực hành được khuyến cáo bao gồm:

• Làm sạch mỗi 6 12 tháng với xà phòng nhẹ và nước để loại bỏ muối và chất gây ô nhiễm.
• Tránh các công cụ mài mòn và chất tẩy rửa dựa trên clo làm hỏng lớp thụ động.

Đối với các trầm tích cứng đầu như bụi bẩn công nghiệp, dung dịch axit citric 10% sẽ loại bỏ chất gây ô nhiễm một cách hiệu quả mà không làm tổn thương nền. Luôn rửa sạch kỹ sau khi làm sạch để loại bỏ các dư lượng hóa học.

Bảo trì các thiết bị buộc ngoài trời trong môi trường có nhiều muối và môi trường công nghiệp

Trong môi trường hung hăng như các khu vực tiếp xúc với hóa chất hoặc biển, hãy xác định các loại thép không gỉ 316L và thực hiện các biện pháp chủ động:

1. Áp dụng chất bôi trơn silicon loại thực phẩm cho sợi để ngăn nước mặn xâm nhập.
2. Thực hiện kiểm tra hai năm một lần để tìm thấy các dấu hiệu sớm của ăn mòn khe, đặc biệt là gần các miếng dán hoặc hàn.

Đối với các thiết bị ngoài khơi, đánh bóng điện hóa mỗi 2 3 năm khôi phục tính toàn vẹn bề mặt bằng cách loại bỏ vi lỗ do tiếp xúc với clorua. Thay thế bất kỳ vật cố định nào có khả năng rỉ sét hoặc dây nhựa rõ ràng ngay lập tức để ngăn ngừa hỏng cấu trúc.