Подвергается ли нержавеющая сталь коррозии?
Несмотря на то, что нержавеющая сталь известна своей коррозионной стойкостью, она не полностью застрахована от ржавчины и коррозии.
Коррозионная стойкость нержавеющей стали обусловлена наличием на ее поверхности пассивирующего слоя, состоящего в основном из хрома (Cr), который реагирует с кислородом, образуя слой оксида хрома.
Этот пассивирующий слой защищает сталь от большинства едких веществ. Однако при определенных условиях нержавеющая сталь все равно может ржаветь или корродировать.
Распространенные типы коррозии нержавеющей стали
Равномерная коррозия: Эта коррозия равномерно распределена по поверхности нержавеющей стали, как правило, из-за длительного воздействия кислых или соленых сред.
- Точечная коррозия: Возникает, когда едкие вещества, такие как ионы хлора, проникают в мельчайшие дефекты на поверхности нержавеющей стали, образуя небольшие ямки.
- Коррозионное растрескивание под напряжением (КРН): Вызывается совместным воздействием растягивающих напряжений и коррозионной среды, приводящим к образованию трещин в материале.
- Щелевая коррозия: Возникает в закрытых или замкнутых пространствах, где ограничен доступ кислорода, что приводит к локальной коррозии.
- Межкристаллитная коррозия: При нагревании нержавеющей стали до высоких температур выделение карбидов на границах зерен может снизить коррозионную стойкость в этих областях.
Коррозионная усталость: Это происходит, когда нержавеющая сталь подвергается повторяющимся циклам напряжений в коррозионной среде, что приводит к образованию усталостных трещин.
Причины коррозии нержавеющей стали
Хлоридные среды (ионы хлорида): Хлориды (например, морская вода, соленая вода, хлорсодержащие очистители) являются распространенной причиной коррозии. Ионы хлорида могут разрушать пассивирующий слой на поверхности, что приводит к локальной коррозии.
Высокотемпературные среды: В условиях высоких температур слой пассивации на нержавеющей стали может истончаться, ускоряя коррозию. В частности, при температуре выше 800°C некоторые типы нержавеющей стали подвержены межкристаллитной коррозии, которая происходит на границах зерен, вызывая охрупчивание.
Длительное воздействие кислотных или щелочных растворов: Хотя нержавеющая сталь устойчива к большинству кислотных веществ, она все равно может корродировать в концентрированных сильных кислотах или основаниях. Например, концентрированная серная кислота, соляная кислота и плавиковая кислота могут разрушить защитный слой нержавеющей стали.
Среды с низким содержанием кислорода: Пассивационный слой на нержавеющей стали требует кислорода для сохранения своей целостности. В средах с низким содержанием кислорода (например, закрытые трубопроводы или глубокая вода) пассивационный слой может быть поврежден, подвергая поверхность металла коррозии.
Неправильный выбор сплава: Различные типы нержавеющей стали имеют разную степень коррозионной стойкости. Например, нержавеющая сталь 304 подходит для обычных сред, но может подвергаться коррозии в средах с высокой концентрацией хлоридов. В таких случаях нержавеющая сталь 316 (содержащая молибден) обеспечивает лучшую коррозионную стойкость.
Механические повреждения и загрязнения: Если поверхность нержавеющей стали поцарапана, изношена или загрязнена, особенно ржавчиной или частицами оксида металла, пассивирующий слой может быть поврежден, что приведет к локальной коррозии. Это обычно называют коррозией износа.
Как предотвратить коррозию нержавеющей стали
Из вышеперечисленных причин коррозии нержавеющей стали становится ясно, что механизм коррозии тесно связан с разрушением пассивирующего слоя и его способностью к самовосстановлению.
Коррозия возникает в результате совместного воздействия факторов окружающей среды (например, ионов хлора, кислой среды, концентрации кислорода) и механических факторов (например, напряжения, износа).
Выбор подходящего материала из нержавеющей стали, избегание агрессивных сред, применение надлежащей обработки поверхности, а также проведение регулярных осмотров и технического обслуживания могут помочь снизить риск коррозии.
Чтобы избежать коррозии нержавеющей стали, можно предпринять следующие меры:
Выберите правильный материал: Различные типы нержавеющей стали обладают различной степенью коррозионной стойкости. Важно выбрать материал, подходящий для условий окружающей среды:
- Нержавеющая сталь марки 316 (содержащая молибден) обеспечивает лучшую устойчивость к коррозии в хлоридных средах, что делает ее пригодной для использования в морской или соленой воде.
- Нержавеющая сталь марки 304 подходит для использования в обычных условиях, но может подвергаться коррозии в условиях высокой концентрации хлоридов или сильных кислотных средах.
Избегайте воздействия хлоридной среды: Ионы хлорида являются одной из основных причин коррозии нержавеющей стали. Избегайте длительного воздействия морской воды, соленой воды, хлорсодержащих чистящих средств или других веществ на основе хлорида. Если это неизбежно, выбирайте сплавы с более высокой коррозионной стойкостью, например, нержавеющую сталь 316.
Регулярная чистка и обслуживание: Накопление грязи, жира или едких веществ на поверхности нержавеющей стали может повредить ее защитный слой. Регулярно очищайте поверхность, чтобы удалить загрязнения и предотвратить коррозию. Используйте неедкие, мягкие чистящие средства, избегая сильных кислот или оснований во время чистки.
Обеспечьте подачу кислорода: Пассивирующий слой на нержавеющей стали требует кислорода, чтобы оставаться неповрежденным. Избегайте размещения нержавеющей стали в средах с низким содержанием кислорода. Например, обеспечьте достаточную подачу кислорода в закрытых трубопроводах или глубоководных средах или регулярно проверяйте уровень кислорода в герметичных помещениях.
Избегайте воздействия высоких температур: Высокие температуры (особенно выше 800°C) могут разрушить пассивирующий слой на нержавеющей стали, что приведет к межкристаллитной коррозии или другим типам коррозии. Избегайте подвергать нержавеющую сталь воздействию чрезмерно высоких температур, особенно в условиях длительного нагрева.
Предотвращение механических повреждений: Механические повреждения (например, царапины или износ) могут разрушить защитный пассивирующий слой, увеличивая риск коррозии. Используйте соответствующие инструменты и методы для предотвращения повреждения поверхностей из нержавеющей стали. Для участков, подверженных повреждениям, рассмотрите возможность использования защитных покрытий или других превентивных мер.
Используйте соответствующие методы обработки поверхности: Поверхностная обработка, такая как полировка или пассивация, может повысить коррозионную стойкость нержавеющей стали. Пассивация может улучшить пассивирующий слой, увеличивая коррозионную стойкость. Для нержавеющей стали, подвергающейся воздействию экстремальных сред, могут применяться дополнительные методы защиты поверхности, такие как антикоррозионные покрытия.
Избегайте контакта с изделиями из железа: Нержавеющая сталь легко загрязняется ржавчиной от материалов на основе железа. Частицы ржавчины могут прилипать к поверхности нержавеющей стали и повреждать пассивирующий слой, вызывая коррозию. При использовании или хранении нержавеющей стали избегайте контакта с изделиями из железа, особенно во влажной среде.
Используйте правильные методы сварки: Во время сварки высокие температуры могут разрушить пассивирующий слой, что приведет к коррозии в сварных зонах. Использование соответствующих сварочных материалов и методов (например, низкотемпературная сварка, избегание перегрева) может снизить риск коррозии в сварных зонах.
Предотвращение щелевой коррозии: Щелевая коррозия обычно возникает в герметичных областях, таких как фланцевые соединения или стыки труб, где подача кислорода ограничена, что приводит к ускорению коррозии. Регулярно проверяйте эти области и поддерживайте надлежащие уплотнения или используйте специальные материалы (например, фланцы с уплотнительными прокладками), чтобы снизить риск щелевой коррозии.
Заключение
Выбрав подходящий материал из нержавеющей стали, проводя регулярное техническое обслуживание, избегая контакта с едкими веществами, поддерживая оптимальные условия окружающей среды (такие как кислород и температура) и применяя соответствующую обработку поверхности, можно эффективно минимизировать риск коррозии нержавеющей стали.
Дополнительные ресурсы：
RU 
EN 
DE 
FA 
ID 
ES 
FR 
NL