Nerūsējošā tērauda korozija

To sauc arī par skābes koroziju, jo tas ir korozijas veids, kas visbiežāk ir redzams spēcīgā skābē, kā arī spēcīgos sārmainos šķīdumos. Atšķirībā no citiem korozijas veidiem, vispārīgo koroziju raksturo fakts, ka visa virsma korodē. Tādēļ materiālu zudums, ko izsaka gramos uz kvadrātmetru, ir augsts, savukārt pilnā korozija bieži vien ir neliela.

Vispārīgā korozija, kā norādīts, notiek spēcīgā skābē vai (retāk) spēcīgā sārmainā šķīdumā. Tipiski šķīdumi ir sērskābe, fosforskābe vai tamlīdzīgi. Bezskābes tipa un stipruma korozijas ātrums ir sevišķi atkarīgs no temperatūras un piemaisījumu (sevišķi hlorīdu) daudzuma. Kopumā korozijas ātrums palielinās aizvien augstākās temperatūrās un paaugstina hlora koncentrāciju šķīdumā.

Tērauda jomā visefektīvākais ir austenīta nerūsējošais tērauds, kurā ir liels niķeļa un molibdēna saturs. Mazliet leģēts ferīta un sevišķi martensīta tērauds parasti nav piemērots spēcīgām skābēm un bāzēm.

Punktkorozija ir korozijas veids, ko izraisa lokāla oksīdu aizsargslāņa sadalīšanās. Pietiekami spēcīgas vides izraisītas ietekmes gadījumā oksīda plēve parasti neatjaunosies, un korozija strauji izplatīsies. Punktkorozija ir galvenais piemērs abiem korozijas veidiem, un bieži vien tās rezultātā rodas sevišķi ātra pilnīga korozija.

Plaisu korozija ir ļoti līdzīga punktkorozijai, bet tā sastopama plaisās, spraugās vai citās vietās, kur ir maz šķidruma aizstājēju vai arī to nav vispār. Šīs vietas, visu pārvietošanos kontrolē difūzija, un salīdzinājumā ar “brīvajām virsmām” korozijas risks potenciālajās plaisās vienmēr ir augstāks.

Nerūsējošā 4301 loksne pēc dažām dienām sāls maisījumā (NaCl) un ūdeņraža peroksīdā (H2O2). Lai arī 99% no tērauda virsmas paliek pilnīgi neskarti, noteiktās vietās mēdz izplatīties kritiska un pilnīga korozija. Attēls labajā pusē ir ierāmētā laukuma palielinājums ar mikroskopu.

Sens prakses likums nosaka, ka plaisas korozijas risks rodas temperatūrā, kas ir par 20—25°C zemāka nekā punktkorozijas temperatūra (= kritiska drupšana, CPT). Šajā scenārijā tērauds ir pie savas ar koroziju saistītās robežvērtības, un projekta laikā jānodrošina, ka sistēmā nav plaisu. Ja to nav iespējams nodrošināt, jāizvēlas tērauds ar augstāku noturību pret koroziju.

Punktkorozijas un plaisu korozijas risks ievērojami palielinās ar:

• augstāku hlorīdu koncentrāciju
• augstāku temperatūru
• oksidantu koncentrāciju
• zemu pH (skābi apstākļi)

Attiecībā uz sakausējuma elementiem tērauda noturība palielinās, ja ir augstāks Cr, Mo un N saturs, savukārt Ni ietekme ir salīdzinoši maza. Nemetāliskie piemaisījumi, piemēram, S un P, būtiski samazina noturību pret koroziju.

Pamatojoties uz simtiem praktisku eksperimentu, noturību pret tērauda punktkoroziju var aprakstīt, izmantojot punktkorozijas izturības rādītāju (PREN):

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

Balstoties uz pieredzi, diviem tērauda tipiem ar vienādiem PREN būs aptuveni vienāda noturība pret punktkoroziju. Jo augstāks PREN, jo labāk. Vērts pieminēt, ka teorētiski nav būtiski, vai pievienojat 1% Mo vai 3,3% Cr. Noteicošais ir PREN palielinājums.

Parasti vissliktākā korozija ir tad, kad tērauds ir iegremdēts līdzeklī, bet pat virs ūdens līnijas ar sālsūdens šļakatām var būt pietiekami, lai izraisītu virspusēju punktkoroziju, lai gan šāda veida iedarbība rati rada faktisku disfunkciju. Korozija virs ūdens līnijas parasti ir “tikai” kosmētiska, bet tā var patiesi būt ārkārtīgi kaitinoša gadījumā, ja tā skar dārgu nerūsējošā tērauda pastkasti vai operas priekšējo fasādi.

Sprieguma korozija ir korozijas veids, kas rodas lokālās plaisās un izvēršas ātrā un pilnīgā korozijā pat biezos elementos. Termins “sprieguma korozija” ir saistīts ar faktu, ka korozija rodas vietās ar iekšējo stiepes spriegumu – tas nozīmē vietas, kur metāls ir “pavilkts”. To var izraisīt lielākā daļa apstrādes tipu, piemēram, metināšana, kalšana, pulēšana, utt.

Vides ziņā sprieguma korozijas risku palielina šādi faktori:

• augstāku hlorīdu koncentrāciju
• augstākas temperatūras
• zemu pH (skābi apstākļi)
• iztvaikošana

No iepriekšminētā viens vissvarīgākais sprieguma korozijas faktors ir temperatūra. Sprieguma korozija tieši no temperatūras ir vairāk atkarīga nekā jebkurš cits korozijas veids.

Sprieguma korozija ir korozijas veids, kas gandrīz selektīvi bojā vismazāk leģētos austenīta tērauda tipus, piemēram, 4301 klasi, un parasti 4301 ir bīstamajā zonā temperatūrās virs 60—70°C. Taču praksē ir noticis tā, ka 4301 bija sprieguma korozijas upuris daudz zemākās temperatūrās – līdz pat istabas temperatūrām. Pateicoties Mo un Ni saturam, 4401 klase ir daudz noturīgāka pret sprieguma koroziju, un norādītā temperatūras robeža ir aptuveni 100—110°C. Tomēr šī temperatūras robeža nav droša, jo ir ziņots par sprieguma koroziju 4401 30—40°C temperatūrā.

Ferīta un dupleksa tērauds ir daudz mazāk jutīgs pret sprieguma koroziju salīdzinājumā ar austenīta tēraudu, tā kā, ja sprieguma korozija ir primārais korozijas risks, nav slikta ideja apsvērt iespēju caurulēm izmantot, piemēram, 4509 vai 4521, nevis 4301 vai 4404.