Korrosjon av rustfritt stål

Det kalles også syrekorrosjon da det er en korrosjonsform som oftest sees i sterk syre, men også sterke alkaliske medier. I motsetning til alle andre korrosjonsformer, er generell korrosjon preget av at hele overflaten korroderer. Derfor er tapet av materiale, uttrykt som gram per kvadratmeter, høyt, mens fullstendig korrosjon er ofte sakte.
Generell korrosjon er som nevnt tilstede i sterk syre eller (sjeldnere) i sterke alkaliske medier. Typiske medier er svovelsyre, fosforsyre eller lignende. I tillegg til syretype og styrke, er korrosjonshastigheten spesielt avhengig av temperatur og antall urenheter (spesielt klorid). Vanligvis øker korrosjonshastigheten ved økende temperaturer og økt kloridkonsentrasjonen i mediet. På stålsiden er det austenittisk rustfritt stål som er mest effektivt, spesielt med høyt innhold av nikkel og molybden. Lavlegert ferrittisk og spesielt martensittisk stål er normalt ikke egnet for sterke syrer og baser.

Punktkorrosjon er en korrosjonsform som skyldes en lokal nedbrytning av det beskyttende laget av oksider. Ved tilstrekkelig kraftig miljøpåvirkning vil oksidfilmen normalt ikke regenere seg, og korrosjonen øker. Punktkorrosjon er det viktigste eksemplet på en enten/eller korrosjonsform og resulterer ofte i en fullstendig korrosjon. Spaltekorrosjon er veldig lik punktkorrosjon, men finnes i spalter, porer eller andre steder hvor det er lite eller ingen væske utskiftning. På disse stedene er all transports styrt av diffusjon, og sammenlignet med "frie overflater" er risikoen for korrosjon i eventuelle sprekker alltid høyere.
Rustfritt 4301-plater etter noen dager i en blanding av salt (NaCl) og hydrogenperoksid (H2O2). Mens 99% av ståloverflaten forblir helt uberørt, er det likevel visse steder med kritisk fullstendig korrosjon. Bildet til høyre er en mikroskopisk forstørrelse av det innrammede området.
Det er en risiko for spaltekorrosjon ved en temperatur som er 20-25 ° C lavere enn temperaturen for punktkorrosjon (= Critical Pitting Temperature, CPT). I dette scenariet er stålet ved en korrosjonsmessig terskel,og det skal gjennom design sikres at det ikke er sprekker i systemet. Dersom dette ikke kan sikres, må et mer korrosjonsbestandig stål velges.

Risikoen for punktkorrosjon og spaltekorrosjon økes kraftig med:

• Økende kloridkonsentrasjon
• Økende temperatur
• Konsentrasjonen av oksidanter
• Lav pH (sure forhold)

Når det gjelder legeringselementer, øker stålets bestandighet med stigende Cr, Mo og N mens effekten av Ni er relativt liten. Ikke-metalliske urenheter som f.eks. S og P senker korrosjonsbestandigheten drastisk. Basert på hundrevis av eksperimenter i praksis, kan stålets bestandighet mot punktkorrosjon beskrives gjennom en Pitting Resistance Equivalent (PREN):

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

Basert på erfaring,vil to ståltyper med samme PREN ha omtrent den samme bestandighet mot punktkorrosjon. Jo høyere PREN, jo bedre. Det er verdt å merke seg at det, teoretisk sett, er irrelevant om det brukes til 1% Mo eller 3,3% Cr. Det er økningen av PREN, som er avgjørende.
Som regel er korrosjon verst når stålet senkes ned i mediet, selv over vannlinjen kan saltvannsspruter være nok til å forårsake overfladisk punktkorrosjon, slike angrep resulterer sjelden i funksjonssvikt. Korrosjon over vannlinjen er som regel "kun" av kosmetisk karakter, men dette kan også være ekstremt irriterende dersom det en kostbar rustfri postkasse eller forsiden av et operahus.

Spenningskorrosjon er en korrosjonsform som oppstår ved lokale sprekkdannelser og resulterer i rask fullstendig korrosjon selv i tykke varer. Begrepet "spenningskorrosjon" henger sammen med at korrosjonen oppstår på områder med indre strekkbelastning - det betyr områder der metallet er "hevet i". Dette kan oppstår ved de fleste typer mekanisk bearbeiding, f.eks. sveising, smiing, sliping, osv. Miljømessig øker risikoen for spenningskorrosjon av følgende faktorer:

• Økende kloridkonsentrasjon
• Økende temperaturer
• Lav pH (syreforhold)
• Fordampning

Av de ovennevnte, er temperaturen den viktigste faktor for stresskorrosjon. Spenningskorrosjon er mer avhengig av nøyaktig temperatur mer enn noen annen korrosjonsform.
Spenningskorrosjon er en korrosjonsform som nesten selektivt angriper de laveste legerte austenittiske ståltypene som f.eks. 4301-klassen og normalt er 4301 i faresonen ved temperaturer over 60-70 ° C. I praksis kan 4301 har vært angrep at spenningskorrosjon ved mye lavere temperaturer - helt ned til romtemperatur. På grunn av innholdet av Mo og Ni er 4401-klassen langt mer bestandig mot spenningskorrosjon, og den veiledende temperaturgrensen ligger på omtrent 100-110 ° C. Ingen av disse temperaturgrensene er sikre da det har blitt rapportert spenningskorrosjon i 4401 ved temperaturer så lave som 30-40 ° C.
Ferrittisk og duplex stål er langt mindre følsom for spenningskorrosjon enn austenittisk stål, så hvis spenningskorrosjon er den primære korrosjonsrisikoen, er det ikke ugunstig å bruke rør i f.eks. 4509 eller 4521 i stedet for 4301 eller 4404.