Nerūdijančio plieno korozija

Taip pat vadinama rūgštine korozija, nes tai yra korozijos forma, kuri dažniausiai pastebima stipriose rūgštinėse, bet ir stipriose šarminėse terpėse. Skirtingai nuo visų kitų korozijos formų, bendra korozija pasižymi tuo, kad pažeidžiamas visas paviršius. Todėl medžiagos nuostoliai, išreikšti gramais kvadratiniam metrui, yra dideli, o visiška korozija dažnai būna lėta.

Bendroji korozija, kaip nurodyta, vyksta stiprioje rūgštinėje arba (rečiau) stiprioje šarminėje terpėje. Tipiškos terpės yra sieros rūgštis, fosforo rūgštis ar panašios medžiagos. Be rūgšties tipo ir stiprumo, korozijos greitis ypač priklauso nuo temperatūros ir priemaišų (ypač chlorido) kiekio. Paprastai, korozijos greitis didėja didėjant temperatūrai ir didėjant chlorido koncentracijai terpėje.

Kalbant apie plieną, austenitinis nerūdijantis plienas yra tas, kuris veikia efektyviausiai, ypač su dideliu nikelio ir molibdeno kiekiu. Mažai legiruotas feritinis ir ypač martensitinis plienas paprastai netinka stiprioms rūgštims ir bazėms.

Taškinė korozija yra korozijos forma, kurią sukelia lokalus apsauginio oksidų sluoksnio irimas. Esant pakankamai stipriam aplinkos poveikiui, oksido plėvelė paprastai neatsinaujina, o korozija įgauna pagreitį. Taškinė korozija yra geriausias korozijos formos pavyzdys ir dažnai sukelia ypač greitą visišką koroziją.

Plyšinė korozija yra labai panaši į taškinę koroziją, tačiau randama plyšiuose, įtrūkimuose ar kitose vietose, kur mažai arba visai nėra skysčių. Šiose vietose, visas transportas valdomas difuzijos būdu ir lyginant su „laisvaisiais paviršiais“, korozijos rizika potencialiuose plyšiuose visada yra didesnė.

Nerūdijantis 4301 lakštas po kelių dienų druskos (NaCl) ir vandenilio peroksido (H2O2) mišinyje. Nors 99% plieno paviršiaus lieka visiškai nepaliestas, vis dėlto kai kuriose vietose pasitaiko kritinės visiškos korozijos atvejų. Paveikslėlis dešinėje yra mikroskopinis įrėmintos srities padidinimas.

Taisyklė yra ta, kad plyšinės korozijos rizika yra esant 20–25°C žemesnei nei taškinės korozijos temperatūra (= kritinė taškinė temperatūra, CPT). Pagal šį scenarijų plienas yra ties su korozija susijusiu slenksčiu, ir dėl tokios konstrukcijos reikia užtikrinti, kad sistemoje nebūtų įtrūkimų. Jei to neįmanoma užtikrinti, reikia pasirinkti korozijai atsparesnį plieną.

Taškinės korozijos ir plyšių korozijos rizika labai padidėja dėl:

• Didėjančios chloridų koncentracijos
• Didėjančios temperatūros
• Oksidantų koncentracijos
• Žemo pH (rūgštinės sąlygos)

Kalbant apie lydinio elementus, plieno atsparumas didėja padidėjus Cr, Mo ir N kiekiui, o Ni poveikis yra palyginti mažas. Nemetalinės priemaišos, kaip pvz. S ir P drastiškai sumažina atsparumą korozijai.

Remiantis šimtais praktikoje atliktų eksperimentų, plieno atsparumą taškinei korozijai galima apibūdinti naudojant atsparumo taškiniam susidarymui ekvivalentą (PREN):

PREN = % CR + 3,3 x % Mo + 16 x % N

Remiantis patirtimi, dviejų tipų plienas su tuo pačiu PREN bus maždaug vienodo atsparumo taškinei korozijai. Kuo didesnis PREN, tuo geriau. Verta pažymėti, kad teoriškai nesvarbu, ar pridėsite 1% Mo, ar 3,3% Cr. Būtent PREN padidėjimas yra lemiamas.

Paprastai korozija yra didžiausia, kai plienas panardinamas į terpę, tačiau net virš vandens linijos gali pakakti sūraus vandens purslų, kad sukeltų paviršinę taškinę koroziją, nors tokios situacijos retai sukelia tikrą disfunkciją. Korozija virš vandens linijos dažniausiai yra „tik“ kosmetinio pobūdžio, tačiau tai iš tiesų gali labai erzinti brangios nerūdijančio plieno pašto dėžutės ar operos teatro fasadų atvejais.

Įtampos korozija yra korozijos forma, kuri atsiranda vietinio įtrūkimo metu ir sukelia itin greitą visišką koroziją net ir storuose gaminiuose. Sąvoka „įtampos korozija“ siejama su tuo, kad korozija atsiranda vietose, kuriose yra vidinis įtempimas – tai reiškia, kad metalas buvo „traukiamas“. Tai gali sukelti dauguma mechaninio apdirbimo tipų, pvz. suvirinimas, kalimas, poliravimas ir kt.

Kalbant apie aplinką, įtampos korozijos riziką padidina šie veiksniai:

• Didėjančios chloridų koncentracijos
• Didėjančios temperatūros
• Žemo pH (rūgštinės sąlygos)
• Garavimas

Iš aukščiau paminėtų vienintelis svarbiausias įtampos korozijos veiksnys yra temperatūra. Įtampos korozija labiau nei bet kuri kita korozijos forma priklauso nuo temperatūros.

Įtampos korozija yra korozijos forma, kuri beveik selektyviai paveikia mažiausiai legiruoto austenitinio plieno tipus, pvz. 4301 klasės ir paprastai 4301 yra pavojingoje zonoje, kai temperatūra viršija 60–70°C. Tačiau, praktikoje pasitaiko, kad 4301 buvo korozijos auka daug žemesnėje temperatūroje – net ir kambario temperatūroje. Dėl Mo ir Ni kiekio 4401 klasė yra daug atsparesnė korozijai, o orientacinė temperatūros riba yra maždaug 100–110°C. Tačiau, nei ši temperatūros riba nėra saugi, nes buvo pranešimų apie 4401 įtampos koroziją net ir 30–40°C temperatūroje.

Feritinis ir dvipusis plienas yra daug mažiau jautrus įtampos korozijai, palyginti su austenitiniu plienu, todėl jei įtampos korozija yra pagrindinė korozijos rizika, nėra bloga idėja naudoti pvz. 4509 arba 4521 vietoj 4301 arba 4404 vamzdžius.