Korozija ir viens no trim lielākajiem metālu atteices veidiem. Nerūsējošais tērauds bieži tiek izmantots stingrākajā vidē, lai novērstu metāla koroziju. Tomēr inženieri ir atklājuši, ka pat ar nerūsējošo tēraudu sastāvdaļas var joprojām izbalēt ar noteiktiem nosacījumiem. Ja nerūsējošā tērauda plākšņu korozija notiek, daudzi inženieri neko nedara. Autore uzskata, ka daudziem inženieriem rodas pārpratumi par nerūsējošā tērauda materiālu izvēli. Šis pārpratums ir tāds, ka nerūsējošā tērauda korozija vai pat korozija. Bija teikts, ka teica: Cilvēks ir asaras, bet viņš neķīmē, jo viņš nav sasniedzis sirdi. Šo teikumu nevar pārāk lielu uzmanību pievērst nerūsējošā tēraudam. Nerūsējošais tērauds nav nerūsējošs, tikai tāpēc, ka tam nav sarežģītākas korozijas vides. Šeit es pievērsos jautājumam par vietējo nerūsējošā tērauda koroziju. Es ceru, ka daži lauku projekti tiks atbrīvoti no šaubām šajā jomā.
Īss vietējās nerūsējošā tērauda korozijas apraksts
Hroma-niķeļa saturošajiem nerūsējošā tērauda materiāliem pastāv divas galvenās korozijas formas: viena ir vienāda korozija, bet otra - lokalizēta korozija. Rūsa jūras atmosfērā ir tipisks vispārējas vai vienotas korozijas piemērs. Šeit metāls vienmērīgi izkropļo visu tās virsmu. Šajā gadījumā uz tērauda virsmas ir izveidots brīvs slānis, un šis korozijas produkta slānis ir viegli noņemams. Vienāda korozija ir viena no vienkāršākajām korozijas formām, jo inženieri var kvantitatīvi noteikt metāla korozijas koeficientu un var precīzi prognozēt metāla dzīvību. Tāpēc vienmērīga korozija ir korozijas forma, kuru raicīti ietekmē minimāli. Lai gan tas rada korozijas bojājumus, to var prognozēt un kontrolēt.
Tomēr lokalizētas korozijas rašanās bieži padara daudzus inženierus nesagatavotus. Tas ir tāpēc, ka kaitējumu, ko rada vietējā korozija, ir grūti paredzēt, un iekārtas ekspluatācijas laiku nevar precīzi aprēķināt. Viens no visvairāk kaitinošajiem palēninājumiem ir vissarežģītākais metāla korozijas veids. Tā kā tūkstošiem jūdžu attālumā no krastmalas sabruka ant caurums. Šis ts pīkstulis ir ant uz vietas uz levee.
Metāla korozijas procesā vienlaikus rodas divas reakcijas uz elektrodu. Viena no tām ir reakcija uz katodu, un nemetāls tiek samazināts pie katoda. Nemetālam ir elektroni, un valence tiek samazināta. Otra ir anoda reakcija. Kad notiek anoda reakcija, metāls pazūd elektronus un valence palielinās. Metāla joni ir atdalīti no metāla virsmas. Es gribu teikt, ka metālu korozija ir atkarīga no reakcijas ar lielāko izturību pret koroziju. Tāpēc tas arī nodrošina lielu vadošo principu metāla korozijas problēmas risināšanai.
Korozijas izturība, izmantojot attiecības starp katodu un anodu. Ja liela katoda seja ir savienota ar mazu anoda seju, starp anodu un katodu tiek plūst liela strāva. Šāda situācija ir jāizvairās. No otras puses, ja mēs mainām situāciju, savienojot lielu anoda virsmu ar nelielu katoda virsmu, starp šiem diviem metāliem parādīsies neliela strāvas plūsma. Šī situācija ir tā, ko mēs sagaidām. Mēs izgatavojam metinātās metāla katodu konteinerā vai tvertnē kā katodu. Aizdares ierīce ir konstruēta tā, ka katoda aizdare (mazā platība) un anoda gabals (liela platība) ir savienoti kopā. Šīs koncepcijas piemērs ir kniedēta tērauda paneļi kopā ar vara kniedēm un pakļauti tiem jūras ūdenim ar zemu plūsmas ātrumu. Vara stiprinājums ir neliela katoda virsma, bet tērauda plāksne ir liela anoda virsma. Šis dizains ir ļoti ērts un nodrošina labu savietojamību.
Pīlinga problēma. Piterēšanu var izgatavot arī bez spraugām uz metāla virsmas. Atkausēšanas parādīšanās var būt saistīta ar diviem faktoriem: hlorīda jonu vidē un mikrostruktūru vai komponentu neviendabīgumu. Nerūsošā tērauda koroziju var izraisīt īpaša traipa, piemēram, hlorīda, koncentrācija. Ja putekļi rodas no nerūsējošā tērauda sensibilizācijas vai citu iemeslu dēļ, vai ja hroma un niķeļa saturs nav vienveidīgs vai pat nespēj izturēt kodināšanas koroziju, var rasties korozija. Defekti uz metāla virsmas var izraisīt arī pītošanos. Piemēram, defekts nerūsējošā tērauda vai niķeļa sakausējuma aizsargkārtas oksīda slānī. Stieņu var novērst, izmantojot sakausējumu ar augstu izturību pret koroziju vai novēršot ķīmisku elementu, kas izraisa pīšanas. Vēl viens metāla pīķu kontroles aspekts ir katoda reaģentu likvidēšana vides vidē. Parasti skābekļa noņemšanai būs labāka ietekme. Tā kā bedrītes apakšā parasti ir anodēta, bedre vai atstarpes apkārtne ir tendence būt katodiskai, lai veidotos akumulatora strāvas attiecības. Ja korozija bedrē vai plakstiņā turpina paplašināties, tā kļūst par autokatalītisku reakciju. Dzelzs jons mijiedarbojas ar hlorīdu, veidojot dzelzs hlorīdu. Reakcija tiek atkārtota un metālu perforācija notiek ātri. Korozijas izolācija vai plaisas ir ļoti bīstama korozijas forma, jo tā ir ļoti lokalizēta un var ātri izraisīt metāla caurduršanos.
Īss vietējās nerūsējošā tērauda korozijas apraksts
Zemes virsmas korozijas problēmas. Tieši zem sedimenta vai plaisā skābekļa saturs šķīdumā ir mazs, un skābekļa saturs lielākajā šķīdumā ārpus plaisas ir ļoti augsts. Tas izveido akumulatoru ar anodu zem sedimentiem vai plaisā, un ārpus tā. Vai katoda. Hlorīda vidē esošās plaisas iekšpusē pH pazeminās un hlorīda koncentrāti. Šis skābā hlorīda stāvoklis izraisa koroziju, kas paātrina un automātiski veic starpniecību. Tad radās nopietna lokalizēta korozija. Šāda veida korozijas piemērs parādās, kad nerūsējošā tērauda stiprinājums tiek novietots uz nerūsējošā tērauda plāksnes un pakļauts hlorīdu saturošam ūdenim. Kad korozijas galva vai paplāksne tiek izmantota kā anoda laukums, var rasties kroku korozija. Novēršot nogulšņu un svaru veidošanos vai izmantojot materiālus ar augstu sakausējuma saturu, tiks samazināta kroku kroplība.
Korozijas noņemšana. Šajā gadījumā uz metāla virsmas izveidojas vaļīgs, lokšņu korozijas slānis. Pat zemas ātruma plūsma var viegli noņemt brīvus slāņus koroziju. Tā rezultātā atkal tiek atklāts jauns, nepiesūtošs metāls, tādējādi veidojot daudzus papildu lokšņu slāņus. Arī šīs trombocītes ir viegli noņemamas, un process turpinās. Izmantojot sakausējumus, kas nav ķīmiski reaģējoši, var izvairīties no lobīšanās korozijas.
Starpzaru korozija. Metālu vai termiskās apstrādes laikā dažos īpašos sakausējumos var rasties starpzaru korozija, kad tie tiek sasildīti līdz jutīgai temperatūras zonai. Kad daži nerūsējošā tērauda sakausējumi tiek uzkarsēti līdz 425-870 ° C, hroma karbīdi nogulsnē graudu robežās. Tas noved pie hroma noplicināto reģionu klātbūtnes karbīdu apkārtnē, kā arī ietekmē graudu robežu reģiona pasivāciju. Īpašā barotnē, piemēram, slāpekļskābē vai augstā temperatūrā, zema hroma zonā var rasties korozija. Graudi parādās uz saldās virsmas, un tos viegli berzt, berzējot ar paraugu ņemšanas ierīci. Var izvairīties no nerūsējošā tērauda un niķeļa sakausējumu starpgriežuma korozijas, izmantojot zemu oglekļa sakausējumus, pievienojot karbīdu veidojošos elementus, piemēram, titāna vai tantala, vai stabilizējot anneļas.
Īss vietējās nerūsējošā tērauda korozijas apraksts
Stresa korozijas plaisāšana. Tipisks piemērs ir izolēta tvaika līnija no AISI 316 nerūsējošā tērauda (UNS S31600). Hlorīdus, kas var būt izolācijas materiālā, var novadīt uz metāla virsmu, kad tā ir pakļauta lietummai. Šis nosacījums atbilst stresa korozijas kreka radīšanas nosacījumiem: jutīgs sakausējuma 316 nerūsējošā tērauda; īpašs korozīvs hlorīdu saturošs ūdens; un stresa aukstās apstrādes vai metinātas caurules. Ja šķērsgriezuma metālogrāfiskā pārbaude tiek veikta caur plaisas apgabalu, tiks novērotas tipiskas transgranulas (aptverošās graudu un graudu robežas) un filiāles plaisas. Tas ir tipisks nerūsējošā tērauda austenīta nerūsējošā tērauda korozija. Visu iepriekš minēto trīs nosacījumu novēršana var novērst stresa korozijas plaisāšanu.
Īss vietējās nerūsējošā tērauda korozijas apraksts
Skābekļa saturs ietekmē koroziju. Kopumā siltā un tīrā ūdenī ieplūstošā elektrostacija nav kodīga. Tērauds darbojas neitrālā ūdenī, un tā korozijas ātrums ir tieši saistīts ar izšķīdušā skābekļa jaudu. Tas ir, jo vairāk skābekļa satura, jo augstāks ir korozijas ātrums. Tērauda korozija ir saistīta arī ar pH vērtību. Ja pH ir augsts, tērauda korozijas ātrums ir zems. Kad pH nokrītas zem 4, tērauds ātri izzūd.
Temperatūra arī paātrinās tērauda koroziju. Ja temperatūra tiek paaugstināta no 72 ° F līdz 104 ° F (22-41 ° C), tas tieši ietekmē tērauda korozijas pakāpi. Plūsmas ātrumam ir pretēja ietekme uz tērauda koroziju. Ja jūras ūdens plūsmas ātrums ir augstāks par aptuveni 3 pēdām sekundē (0,9 m / s), tērauda korozija var ievērojami paātrināties. Neaizsargāta kodīga materiāla mehāniskā izņemšana radīs lielu korozijas pakāpi, jo korozijas materiāla noņemšana pakļauj jaunu metālu ar augstu korozijas pakāpi. Tajā pašā laikā augsts plūsmas ātrums rada lielu skābekļa daudzumu metāla pakļautajai virsmai. Tāpēc ir vairāk skābekļa, lai palielinātu korozijas līmeni.
Ja austenīta nerūsējošais tērauds sadalās stresa korozijas plaisāšanas dēļ, alternatīvais materiāls, kas jāņem vērā, ir dupleksais nerūsējošais tērauds. Sakarā ar to atšķirīgo struktūru un sastāvu, tām ir augstākas mehāniskās īpašības istabas temperatūrā līdz 600 ° F (315 ° C) nekā 316 nerūsējošā tērauda. Viņiem ir arī lielāka izturība pret koroziju. Divu fāžu sakausējumi var palielināt hroma un molibdēna satura izturību pret putekļu un plaisas koroziju.
Hlorīda koncentrācijas ietekme uz nerūsējošā tērauda koroziju. Ja saldūdenī tiek izmantots 304 vai 304 l nerūsējošais tērauds, hlorīdu saturs ir mazāks par 200 ppm. Pēc sastāvdaļu izgatavošanas jānoņem atlikušais dzelzs. Tā kā atlikusī dzelzs darbojas kā plaisa, tā arī reaģēs ar hlorīdu, veidojot dzelzs hlorīdu, lai paātrinātu vietējo koroziju. 304 Caurules ir periodiski jātīra, lai noņemtu plaisas vai nogulsnes, kas var veidot nepilnības. Jāizvairās no iekārtas, kas ražo 304 vai 304L iekārtas, uz stagnējošu ūdeni (piemēram, plūsmas ātrums ir mazāks par 0,9 m / s), jo tā veidos nogulsnes uz metāla virsmas. Jāpārbauda arī mikrobioloģiskā korozija.
Lai veiksmīgi izmantotu 316L tipa nerūsējošo tēraudu saldūdenī, hlorīdu saturam jābūt mazākam par 1000 ppm, ja vien ūdens nav pilnībā deoksigenēts. Deoksigenēts ūdens novērsīs 316L nerūsējošā tērauda pīlingu, plaisāšanu un stresa koroziju. Iekārtas ražošanas procesā metinātam šuvēm jābūt pilnībā sametinātam un gludām tā, lai iegūtu vislabāko pretkorozijas efektu. Jāizmanto elektrodi ar augstu molibdēna saturu vai tiem, kas atbilst šuvēm. Ir svarīgi, lai 316L tipa nerūsējošā tērauda virsma tiktu notīrīta kā 304, lai noņemtu jebkādu atlikušo dzelzi. Parasti vislabākais veids, kā noņemt atlikušo dzelzi, ir izmantot HNO3-HF tīrīšanas līdzekli. Turklāt jebkuras nogulsnes arī regulāri jānoņem. Ir svarīgi rūpēties, lai izvairītos no stagnējoša ūdens situācijas. Ūdens plūsmas ātrumam iekārtu minimumam jābūt 0,9 m / s, lai novērstu nogulšņu veidošanos.
Metālu korozija bieži ir sarežģīts jautājums, un sabiedrība nav labi izprot pat dažus jaunus korozijas veidus. Ir ieteicams lauka inženieriem uzzināt vairāk par koroziju un aizsardzību, lai viņi varētu uzzināt, kā tikt galā ar metāla komponentu koroziju.