La corrosió és un dels tres principals modes de fracàs dels metalls. L'acer inoxidable s'utilitza sovint en ambients més exigents per inhibir la corrosió metàl·lica. No obstant això, els enginyers han descobert que fins i tot amb acer inoxidable, els components encara es poden corroir sota certes condicions. Quan es produeix la corrosió en acer inoxidable, molts enginyers no fan res. L'autor considera que molts enginyers tenen malentesos en la selecció de materials d'acer inoxidable. Aquest malentès és que la corrosió d'acer inoxidable o fins i tot la corrosió. Hi va haver una dita que deia: L'home té les llàgrimes, però no es mou, perquè no ha arribat al punt del seu cor. Aquesta oració no es pot destacar per l'acer inoxidable. L'acer inoxidable no es corregeix, només perquè no es troba amb entorns de corrosió més durs. Aquí em centraré en la qüestió de la corrosió local d'acer inoxidable. Espero que alguns projectes de camp s'alliberin d'alguns dubtes en aquest àmbit.
Breu descripció de la corrosió local d'acer inoxidable
Per als materials d'acer inoxidable que contenen crom i níquel, hi ha dues formes principals de corrosió: una és la corrosió uniforme i l'altra corrosió localitzada. L'òxid a l'atmosfera marina és un exemple típic de corrosió general o uniforme. Aquí el metall es erosiona uniformement sobre tota la seva superfície. En aquest cas, es forma una capa solta a la superfície de l'acer i aquesta capa de producte de corrosió es pot eliminar fàcilment. La corrosió uniforme és una de les formes més fàcils de corrosió, ja que els enginyers poden determinar quantitativament la velocitat de corrosió del metall i predir amb precisió la vida del metall. Per tant, la corrosió uniforme és una forma de corrosió que és mínimament afectada pels raquitisme. Tot i que produeix danys en la corrosió, es pot preveure i controlar.
Tanmateix, l'aparició de corrosió localitzada sovint no prepara molts enginyers. Això és degut a que el dany causat per la corrosió local és difícil de predir i la vida útil dels equips no es pot calcular amb precisió. Un dels accessoris més molestos, és el tipus més difícil de corrosió local en metall. Atès que milers de quilòmetres del terraplè es van col·lapsar al forat de la formiga. Aquest anomenat pitting és una espècie de formiga en un malecón.
En el procés de corrosió metàl·lica, dues reaccions es produeixen al mateix temps sobre l'elèctrode. Un és la reacció del càtode, i el no metall es redueix al càtode. El metall no té electrons i la valència es redueix. L'altra és la reacció d'ànode. Quan es produeix la reacció d'ànode, el metall perd els electrons i s'aixeca la valència. Els ions metàl·lics s'allunyen de la superfície del metall. El que vull dir és que la corrosió dels metalls depèn de la reacció amb la major resistència a la corrosió. Per tant, això també constitueix un important principi orientador per resoldre el problema de la corrosió metàl·lica.
Disseny de resistència a la corrosió utilitzant la relació entre càtode i ànode. Si una cara gran de càtode està connectada a una cara d'ànode petit, els corrents grans circulen entre l'ànode i el càtode. Cal evitar aquesta situació. D'altra banda, quan invertim la situació connectant una gran superfície d'ànode amb una petita superfície de càtode, es produirà un petit flux de corrent entre els dos metalls. Aquesta situació és la que esperem. Dissenyem el càtode del metall de soldadura en un contenidor o dipòsit com a càtode. El dispositiu de fixació està dissenyat perquè el tancament del càtode (àrea petita) i la peça del ànode (àrea gran) estiguin connectades entre si. Un exemple d'aquest concepte és reblar panells d'acer juntament amb reblons de coure i exposar-los a aigua de mar amb baixos nivells de flux. L'aparell de coure és una petita superfície de càtode, mentre que la placa d'acer és una gran superfície d'ànode. Aquest disseny és molt convenient i produeix una bona compatibilitat.
Problema de molestar. El picat també es pot produir sense espais en la superfície del metall. L'ocurrència de pitting pot provenir de dos factors: l'ió clorur en el medi ambient i l'heterogeneïtat de microestructures o components. La corrosió d'acer inoxidable pot ser provocada per la concentració d'un estil especial com el clorur. Si les picadures es produeixen en acer inoxidable per sensibilització o per altres motius o quan els continguts de crom i níquel no són uniformes o fins i tot no es resisteixen a la corrosió, es pot produir corrosió. Els defectes sobre la superfície del metall també poden causar picades. Per exemple, un defecte en una capa protectora d'òxid d'acer inoxidable o aliatge de níquel. Es pot prevenir l'emmotllament mitjançant l'ús d'un aliatge amb una alta resistència a la corrosió o eliminant un element químic que provoqui picades. Un altre aspecte del control de les peces metàl·liques és l'eliminació de reactius catòdics en el medi ambient. Normalment, l'eliminació d'oxigen tindrà un millor efecte. Com que el fons de la fossa sol ser anoditzat, l'àrea circumdant de la fossa o el buit tendeix a ser catòdicament perquè es formi la relació del corrent de la bateria. Quan la corrosió a la fossa o la gespa s'expandeix encara més, es converteix en una reacció autocatalítica. L'ió fèrric interactua amb el clor per formar clorur fèrric. La reacció es repeteix i la perforació del metall es produeix ràpidament. La corrosió de picat o de fissures és una forma molt perillosa de corrosió perquè està molt localitzada i pot provocar que el metall passi ràpidament.
Breu descripció de la corrosió local d'acer inoxidable
Problemes de corrosió subsuperficials. Just a sota del sediment o a la gespa, el contingut d'oxigen de la solució és baix, i el contingut d'oxigen de la solució a granel a l'exterior de la gespa és molt elevat. Això estableix una bateria amb ànode sota el sediment o a la gespa i fora. És el càtode. A l'interior de la bretxa que conté el medi de clorur, el pH disminueix i el clorur es concentra. Aquesta condició de clor àcid fa que la corrosió s'activi i es promediï automàticament. Després es va produir una corrosió localitzada severa. Un exemple d'aquest tipus de corrosió es produeix quan un sostenidor d'acer inoxidable es col·loca sobre una placa d'acer inoxidable i s'exposa a aigua que conté clor. La corrosió de la panxa es pot produir quan el cap del cargol o l'arandela s'utilitzen com a àrea d'ànode. Prevenir la formació de precipitats i escales o utilitzar materials amb alt contingut d'aliatge ajudarà a reduir la corrosió de la gespa.
Desgast de la corrosió. En aquest cas, es forma una capa de corrosió semblant, folrada, sobre la superfície del metall. Fins i tot un flux de baixa velocitat pot eliminar fàcilment les capes soltes de corrosius. Com a resultat, es torna a exposar un nou metall no trobat, de manera que es formaran moltes capes similars. De nou, aquestes plaquetes es retiren fàcilment i el procés continua. L'ús d'aliatges que no són químicament reactius poden evitar la corrosió per exfoliació.
Corrosió intergranular. Aparent en certs aliatges especials, es pot produir corrosió intergranular quan s'escalfa a la seva zona de temperatura sensible durant la soldadura o el tractament tèrmic. Quan certs aliatges d'acer inoxidable s'escalfa a 425-870 ° C, els carburs de crom precipiten als límits del gra. Això condueix a la presència de regions exhaurides de crom en les proximitats dels carburs i també afecta la passivació de la regió límit del gra. En els mitjans especials, com l'àcid nítric o l'aigua a alta temperatura, es pot produir corrosió a la zona de baix crom. Els grans apareixen sobre una superfície de sucre i es canvien fàcilment quan es freguen amb una sampler. La corrosió intergranular d'acers inoxidables i aliatges de níquel es pot evitar mitjançant l'ús d'aliatges de baix contingut en carboni, l'addició d'elements de formació de carburant com titani o tantal, o l'ús d'anneis estabilitzadors.
Breu descripció de la corrosió local d'acer inoxidable
Escletxa per corrosió d'estrès. Un exemple típic és una línia de vapor aïllada d'acer inoxidable AISI 316 (UNS S31600). Els clorurs que poden estar presents en el material d'aïllament es poden transferir a la superfície metàl·lica quan està exposat a la pluja. Aquesta condició satisfà les condicions de generació d'esquerdes per corrosió d'estrès: un acer inoxidable d'aliatge sensible-316; una aigua especial que conté clorur corrosiu; i canonades d'accionament-fred-mecanitzats o soldats. Si es realitza un examen metalogràfic transversal a través de la regió del crack, s'observaran transgranulars típiques (límits de gra i gran). Aquest és el típic craqueig per corrosió d'estrès clorur d'acers inoxidables austenítics. L'eliminació de qualsevol de les tres condicions anteriors pot prevenir el deteriorament de la corrosió de l'estrès.
Breu descripció de la corrosió local d'acer inoxidable
El contingut d'oxigen afecta la corrosió. En general, l'aigua fresca i neta que flueix a la central elèctrica no és corrosiva. L'acer funciona bé en aigua neutral i la seva velocitat de corrosió està directament relacionada amb la capacitat d'oxigen dissolt. És a dir, com més contingut d'oxigen, major serà la velocitat de corrosió. La corrosió de l'acer també està relacionada amb el valor del pH. Quan el pH és alt, la velocitat de corrosió de l'acer és baixa. Quan el pH cau per sota de 4, l'acer ràpidament erosiona.
La temperatura també accelerarà la corrosió de l'acer. Quan la temperatura augmenta de 72 ° F a 104 ° F (22-41 ° C), afecta directament la velocitat de corrosió de l'acer. El cabal té l'efecte contrari en la corrosió de l'acer. Quan la velocitat de flux de l'aigua marina és superior a uns 3 peus per segon (0,9 m / s), la corrosió de l'acer es pot accelerar considerablement. L'eliminació mecànica d'un material corrosiu sense protecció produirà una alta taxa de corrosió perquè l'eliminació del material corrosiu exposa un nou metall amb una elevada taxa de corrosió. Al mateix temps, un alt flux causa una gran quantitat d'oxigen a la superfície exposada del metall. Per tant, hi ha més oxigen per augmentar la taxa de corrosió.
Si l'acer inoxidable austenític es trenca a causa del trencament de la corrosió de l'estrès, el material alternatiu que s'ha de considerar és l'acer inoxidable dúplex. A causa de la seva estructura i composició diferents, tenen propietats mecàniques superiors a temperatura ambient fins a 600 ° F (315 ° C) que 316 acers inoxidables. També tenen una major resistència a la fissuració de la corrosió de l'estrès. Els aliatges de dues fases poden aconseguir una major resistència a la corrosió de picadures i fissures augmentant el contingut de crom i molibdè.
Efecte de la concentració de clorurs en la corrosió d'acer inoxidable. Quan l'acer inoxidable 304 o 304L s'utilitza en aigua fresca, el contingut de clorur hauria de ser inferior a 200 ppm. Un cop fabricats els components, cal eliminar el ferro residual. Com que el ferro residual actuarà com un buit, també reaccionarà amb el clor per formar clorur fèrric per accelerar la corrosió localitzada. 304 Cal netejar periòdicament les canonades per eliminar les escletxes o els dipòsits que poden formar buits. S'ha d'evitar l'exposició d'equips de plantes 304 o 304L a l'aigua estancada (per exemple, un cabal de menys de 0,9 m / s) perquè formarà dipòsits a la superfície del metall. També s'ha de controlar la corrosió microbiològica.
Per tal d'utilitzar amb èxit l'acer inoxidable tipus 316L en aigua salobre, el contingut de clorur hauria de ser inferior a 1000 ppm tret que l'aigua estigui completament desoxigenada. L'aigua desoxigenada evitarà la corrosió de l'acer inoxidable 316L. En el procés de producció de la planta, la soldadura ha de ser totalment soldada i suau per obtenir el millor efecte anticorrosió. Els elèctrodes amb un alt contingut de molibdè o que coincideixin amb la soldadura s'han d'utilitzar. És important que la superfície de l'acer inoxidable tipus 316L es netegi com 304 per eliminar qualsevol ferro residual. En general, la millor manera d'eliminar el ferro residual és utilitzar un agent de neteja HNO3-HF. A més, també cal eliminar regularment els sediments. És important tenir cura d'evitar la situació d'aigua estancada. El cabal d'aigua ha de ser d'un mínim de 0,9 m / s durant la suspensió de l'equipament per evitar la formació de dipòsits.
La corrosió del metall sol ser un problema complex, i fins i tot algunes formes noves de corrosió no són ben enteses pel públic. Es recomana als enginyers de camp aprendre més sobre la corrosió i la protecció perquè puguin aprendre a tractar la corrosió dels components metàl·lics.