Почему ржавеет нержавеющая сталь - GazSnabStroy.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Почему ржавеет нержавеющая сталь

Что делать, если ржавеет нержавейка

Нержавеющая сталь – высококачественный металл, прошедший легирование с добавлением ряда химических веществ, придающих антикоррозионные свойства. За счет легирования сталь становится невосприимчивой к действию влаги, воздуха, многих агрессивных сред. Но порой даже этот материал начинает портиться, на нем появляются некрасивые пятна ржавчины. Почему ржавеет нержавейка? Причин может быть несколько, и основная из них – неправильная эксплуатация.

Может ли нержавейка ржаветь?

Существует три группы нержавеющих сталей, каждая из которых имеет свои особенности и специфику применения:

  1. Коррозионностойкая сталь. Имеет высокую стойкость к коррозии в неосложненных условиях – в быту, на производстве.
  2. Жаростойкая сталь. Обладает термостойкостью, не ржавеет при повышенных температурах, может применяться на химических заводах.
  3. Жаропрочная сталь. Остается механически прочной при высоких температурах.

Таким образом, не все виды нержавейки предназначены для эксплуатации в той или иной агрессивной среде. К примеру, использование обычной нержавеющей стали на пищевом производстве, частое мытье с хлорсодержащими средствами вызовет быструю порчу материала. Аналогично применение металла в морской воде приведет к повышению скорости коррозии в разы.

Также ржавчина часто появляется на нержавейке после сварки (термической обработки), которая была произведена без соблюдения определенных правил. После механического повреждения металла последствия будут аналогичными: в месте дефекта возникнет точечная коррозия. Гладкий, полированный материал обычно ржавеет менее интенсивно, чем шероховатый: на последнем элементы коррозии могут появиться гораздо быстрее.

Защита от ржавчины нарушается там, куда попала раскаленная окалина, поскольку от сильного повышения температуры в нежаростойкой стали происходит выгорание легирующих веществ (в основном хрома). После прогорания дыр их края и прилегающие зоны становятся подверженными коррозии, хотя более глубокие слои металла чаще всего остаются неповрежденными. Спасти нержавейку поможет обработка травильными пастами, специальными эмульсиями.

Прочие причины коррозии нержавеющей стали:

  • контакт материала с обычной углеродистой сталью (в том числе посредством инструментов, которыми раньше резали простую сталь);
  • регулярная чистка металлическими щетками;
  • игнорирование механической или химической обработки сварного шва.

Причиной коррозии металла может стать и его изначально низкое качество. Стойкость стали к ржавлению обусловлена присутствием хрома в достаточном количестве. Этот элемент после воздействия воды, воздуха, кислот и щелочей формирует тончайший непроницаемый слой, который не дает материалу ржаветь. Если хрома в составе мало либо он распределен неравномерно, создание и поддержание оксидного слоя становится невозможным.

Факторы, определяющие стойкость металла к коррозии

Чтобы металл не был подвержен коррозии, он должен пройти пассивацию – переход поверхности в неактивное (пассивное) состояние, при котором на ней формируется тонкий защитный слой. Хорошая нержавейка быстро и легко пассивируется при обычных атмосферных условиях – контакте с кислородом из воздуха. Чем больше хрома в составе стали, тем выше ее пассивационная способность и антикоррозионные свойства.

Кроме хрома, легирование стали производят с помощью никеля. Он тоже способствует пассивации, но в чуть меньшей степени. Оба металла придают наивысшую антикоррозионную стойкость, хотя в состав стали могут вводиться и иные элементы: медь, ниобий, молибден. Для усиления защитных свойств любые добавки должны находиться в стандартном состоянии, а при изменении их структуры стойкость к коррозии падает (например, при переходе хрома в форму нитрида, карбида). Это может произойти во время контакта с сильными кислотами: серной, соляной, плавиковой.

Пассивный слой

Под пассивным слоем понимают тонкую оксидную пленку, которая формируется на стали после реакции хрома с кислородом. Она благоприятно воздействует лишь на свойства нержавейки: на обычной стали кислород при взаимодействии с атомами железа провоцирует формирование мелких пор и появление ржавчины. Слой коррозии тоже будет называться пассивным, ведь он реакционно инертен по отношению к окружающей среде.

Виды коррозии нержавеющей стали

По типу развития, причине появления и признакам выделяют несколько видов коррозии нержавейки.

Щелевая коррозия нержавеющих сталей

Щелевая коррозия – широко распространенный вид ржавления нержавейки. Она развивается там, где есть небольшой зазор в конструкции, например, когда вода проникает под крепежные элементы внутрь изделия. Второй поверхностью при этом обычно выступает резиновый уплотнитель, прокладка, а порой и металлический элемент.

Механизм формирования щелевой коррозии таков:

  1. Скопление агрессивных ионов в зазоре, вытеснение кислорода.
  2. Появление анода в зазоре (материал вне зазора при этом играет роль катода).
  3. Образование коррозии из-за изменения кислотности среды и электрохимических реакций.

Чтобы предотвратить щелевую коррозию, нужно правильно проектировать конструкции. Важно обеспечивать катодную защиту, которая снизит кислотность, а также улучшать текучесть среды.

Общая поверхностная коррозия

Общей коррозией называют равномерное нарушение структуры металла в части поверхностного слоя. Она вызывает разрушение оксидной пленки на большей части изделия или по всей его площади. Обычно причиной является контакт с сильными щелочами, кислотами, соединениями йода, фтора, брома. Главным же «врагом» нержавейки считается хлор – именно поэтому для ее чистки нельзя применять хлорсодержащие моющие средства.

Точечная коррозия (питтинг)

Больше всего питтинговой коррозии подвержены именно нержавеющие стали, а также сплавы на основе алюминия, никеля. В отличие от обычной стали, которая чаще страдает от общей поверхностной коррозии, такие материалы в большинстве случаев покрываются именно питтингами – мелкими дефектами. Локальное разрушение пассивного слоя происходит в таких ситуациях:

  • царапание, механическое повреждение;
  • местное изменение состава стали;
  • точечное воздействие ионов хлора, серы, галогенидов;
  • повышение температуры.

Точечное ржавление считается самым распространенным среди разных видов нержавейки. Из-за него в баках появляются дырки, в трубах, резервуарах – мелкие трещинки. Обычно их диаметр составляет не более 1 мм, при этом глубина может быть значительной – в этом состоит коварство данного явления. Как и в случае со щелевой коррозией, в роли анода будет выступать конкретный питтинг, а катодом станет остальная (неповрежденная) поверхность. Добавление молибдена к нержавеющей стали при ее производстве увеличивает стойкость изделий к точечной коррозии.

Интеркристаллическая коррозия

У такого процесса есть еще одно название – межкристаллитная коррозия нержавеющих сталей (МКК). Она возникает при резком повышении температуры, что случается, например, при сварке. Ржавление начинается, если при участии нагрева вдоль границ зерен проступает карбамид хрома, то есть структура этой легирующей добавки кардинально меняется. Для ферритной стали достаточная температура для формирования очагов коррозии равна +900 градусам, для аустенитной стали – +450 градусам.

Контактная коррозия

Данный вид коррозии развивается при прямом контакте разнородных металлов друг с другом под действием электролитов. К примеру, такое случается при состыковании разных металлических изделий в агрессивной токопроводящей среде – морской воде. В результате сталь локально портится, а менее благородные металлы могут и вовсе раствориться.

Числовой эквивалент стойкости к точечной коррозии (PREN)

Показатель RREN относится к справочным, он показывает склонность разных видов и марок нержавейки к появлению питтингов. Числовой эквивалент стойкости к точечной коррозии применяют как ориентир, но не как абсолютное руководство для предопределения коррозионной стойкости.

Обычно наиболее устойчивыми к точечному ржавлению оказываются молибден, хром и азот в качестве добавок при легировании. Чем выше цифра RREN, тем более стойкой будет сталь к появлению питтингов. Вот справочная информация по RREN:

Марка сталиRREN
44425
43016
30419
31626
304LN21
904L36
316LN27,5
SAF 250742
Zeron 10041

к содержанию ↑

Способы предохранения нержавейки от МКК

Очистить от ржавчины поверхность порой бывает сложно, особенно при глубоком проникновении дефекта. Разработан ряд методов против межкристаллитной коррозии, вот основные из них:

  1. Отжиг (стабилизирование). Ферритные стали обрабатывают высокими температурами (+750…+900 градусов), за счет чего концентрация хрома на поверхности повышается, при этом распределение элемента становится более равномерным.
  2. Уменьшение содержания углерода. Если концентрация вещества будет менее 0,03%, то металл станет практически не подверженным межкристаллитной коррозии.
  3. Закалка в воде. Этот метод применим для аустенитной стали, он помогает карбидам хрома перейти в более подходящую форму и сконцентрироваться на границах зерен металла.

Чтобы убрать у нержавейки склонность к МКК, в нее вводят и новые добавки: титан, тантал, ниобий, но это приводит к серьезному удорожанию материала. Их количество должно быть в 5-10 раз больше, чем норма углерода, и тогда металл будет не подверженным ржавлению.

Коррозия и поверхностная обработка нержавеющей стали

Удаление коррозии можно произвести химическим способом – использовать специальные преобразователи ржавчины. Также поверхность изделий из нержавейки разрешается обрабатывать путем фрезерования, зачистки, шлифовки, полировки. Выбор конкретной методики зависит от предпочтений специалиста и ряда иных условий.

Подбор способа профилактической обработки металла будет обусловлен начальной коррозионной стойкостью конкретной марки стали. На шероховатых поверхностях чаще формируются элементы точечной коррозии, а на гладких пятна ржавчины появляются редко. Марки 304, 316 при использовании в условиях морской воды быстро ржавеют, их нужно защищать более тщательно.

Читайте также:  Как просверлить нержавейку 2мм

Уход за нержавеющей сталью

Чтобы предметы из нержавейки длительно сохраняли привлекательность и функциональность, за ними нужно хорошо ухаживать. В обычных условиях изделия регулярно, не реже раза в 6 месяцев, моют с мягкими ПАВ без хлора и аммиака. В суровом климате мытье должно быть более частым. При выявлении пятен их сразу тщательно оттирают, ямки заделывают специальными средствами. Уход поможет продлить срок эксплуатации изделий из нержавейки и снизить риск появления коррозии.

Почему ржавеет «нержавейка»

Ржавчина на нержавеющей стали вызывает много вопросов. Действительно ли эта сталь нержавеющая? Если это нержавейка, то почему она заржавела? Откуда берется ржавчина? Будет ли нержавейка ржаветь и дальше, и приведет ли это к образованию сквозной коррозии?

Нержавеющие стали устойчивы к коррозии потому, что их состав имеет высокий процент хрома. Когда этот элемент присутствует в стали в достаточном количестве и подвергается окислительному воздействию кислот, щелочей, воды, воздуха и других сред, он образует очень тонкий (130 ангстрем) непроницаемый слой оксида CrO, который останавливает дальнейшую коррозию.

В этом плане нержавеющие стали очень похожи на алюминий, который также формирует защитный окисный слой. От оксида алюминия слой CrO отличается тем, что он никогда не бывает таким толстым, что даже виден невооруженным глазом. Хром должен быть распределен равномерно в структуре стали для того, чтобы она стала «нержавейкой».

Что приводит к образованию ржавчины на поверхности из нержавеющей стали?

Ржавчина образуется на поверхности из нержавеющей стали тогда, когда недостаточно легирующего хрома для создания и поддержания необходимого оксидного слоя.

Простейшее условие, при котором ржавление может возникнуть на нержавеющей стали, – контакт обычной углеродистой или низколегированной стали с нержавеющей.

Еще один вид формирования ржавчины на нержавеющей стали происходит во время сварки, например, при сварке с использованием порошковой проволоки. На неочищенной поверхности нержавеющего металла может остаться тонкий слой свободного железа, который легко ржавеет, если металлическая поверхность не была очищена абразивным или химическим способом после сварки.

Технология изготовления и эксплуатации нержавеющей стали должна предусматривать отсутствие ее контакта с обыкновенной сталью, например, при изготовлении столов, подъемных средств, складских стеллажей и других металлоконструкций. Железная пыль, образующаяся при измельчении, резке, струйной очистке, должна быть как можно дальше от мест, где используется нержавеющая сталь.

Чистящие и абразивные инструменты, такие как шлифовальные круги и проволочные щетки, использованные ранее на углеродистой или низколегированной стали, не должны впоследствии применяться на нержавеющих сталях.

Для нержавеющей стали должны использоваться проволочные щетки только из нержавейки. Постоянное применение металлических щеток, даже из нержавейки, не рекомендуется, так как они оставляют на поверхности механические повреждения, способствующие образованию коррозии. Очистку проволочной щеткой можно использовать для удаления сварочного шлака.

Наличие свободного железа на поверхности нержавеющей стали, легко определяется путем опрыскивания стали водой и выдержки во влажном состоянии в течение нескольких часов.

Зоны, содержащие свободное железо, заржавеют и окрасятся.

Гораздо более быстрым способом выявления свободного железа является ферроксильный тест. Состав для обработки поверхности включает:

1) дистиллированная вода – 1 литр,

2) азотная кислота – 30 миллилитров,

3) ферроцианид калия – 30 грамм.

Обработка металла должна производиться в защитной одежде, поскольку состав содержит кислоту и цианиды. Поверхность на загрязненных зонах окрасится в синий цвет в течение нескольких минут. Затем состав нужно смыть водой и нейтрализовать раствором соды. Однако этот метод не подходит для испытания поверхностей, соприкасающихся с пищевыми продуктами.

Очень часто процесс коррозии развивается по краям сварного шва. Цвет оксидов может варьироваться от соломенного до темно-коричневого, в конечном итоге они превращаются в красный цвет ржавчины.

При нормальных атмосферных условиях коррозия, связанная со сваркой, не развивается, а просто выглядит некрасиво. Сварные швы должны быть очищены в течение одного или двух дней после сварочных работ, грубые или шероховатые поверхности должны быть зашлифованы, удалены царапины, шлак, флюс и брызги.

В продаже имеется много специальных чистящих веществ для нержавеющих сталей. Эти моющие средства изготавливаются на основе азотной или соляной кислот; они обычно удаляют небольшой слой материала (около 0,025 мм). После выдержки на поверхности они должны быть тщательно смыты и нейтрализованы водой с содой.

Пассивация в азотной кислоте изделий из нержавеющей стали помогает ускорить формирование оксидной пленки хрома, препятствующей корродированию металла.

Существует несколько видов коррозии нержавеющей стали:

1. Общая коррозия, когда наблюдается разрушение окисной пленки на всей поверхности. При проникновении галогенов (фтора, хлора, брома и йода) через пассивирующую пленку происходит активный процесс коррозии. Именно поэтому при чистке нержавеющих поверхностей нельзя использовать хлорсодержащие вещества, например, белизну. Хлориды являются главным врагом нержавеющей стали.

2. Щелевая коррозия. Она возникает при наличии небольшого зазора в конструкциях из нержавеющей стали. Процесс ярко проявляется на примере крепежных элементов, эксплуатирующихся в морской воде. Хлориды, содержащиеся в воде, способствуют удалению окисного слоя. При отсутствии доступа кислорода и движущихся потоков воды коррозия продолжается.

3. Точечная. Она аналогична гальванической коррозии при точечном поражении защитного оксидного слоя и одновременном воздействии агрессивной среды. Нержавеющая сталь в поврежденном месте становится анодом, а пассивированная часть металла — катодом, в результате анод начинает быстрее растворяться, вызывая питтинговую коррозию.

4. Гальваническая коррозия, возникающая в результате прямого контакта разнородных металлов в агрессивной токопроводящей среде, например, в морской воде. При проектировании нержавеющих конструкций должны учитываться внешнее воздействие среды и взаимодействие в этих условиях нержавейки с другими металлами.

5. Межкристаллитная коррозия, возникающая при очень высокой температуре, например, при сварке.

6. Эрозивная коррозия, возникающая в результате воздействия абразивной жидкости с большой скоростью, постоянно разрушающей оксидную пленку.

Каков же самый простой и эффективный метод борьбы с коррозией нержавеющей стали? Чистота, чистота, и еще раз чистота. Посмотрите на нержавеющую кухонную раковину в любом доме — она подвергается воздействию самых различных химических веществ, но ее поверхность всегда остается яркой.

Почему? Потому что постоянный поток свежей воды и протирка удаляют вредные химические вещества, которые могут повредить окисную пленку. Чистота имеет важнейшее значение для максимальной устойчивости нержавеющих сталей к коррозии.

Почему ржавеет нержавеющая сталь

Статьи

Как обманывают потребителей и почему ржавеет нержавейка?

Содержание

Что может разрушить защитный нержавеющий слой.
Какие существуют сорта стали.
Как избежать коррозии ваших ограждений?
Правильный уход за нержавейкой.

Почему ржавеет нержавейка? Как экономия может привести к убыткам? Что нужно знать, чтобы не быть обманутым при покупке изделий из нержавейки?

Давайте ответим на эти вопросы, касательно нашей основной деятельности, изготовления и установки перил и ограждений из нержавеющей стали.

Сначала нужно понять элементарную вещь, что делает сталь нержавеющей? Это полезное и важное свойство, сталь приобретает при добавлении в неё хрома, никеля и других примесей, таких как молибден. Именно наличие хрома в стали и позволяет ей формировать защитный антикоррозийный слой. Этот процесс происходит при вступлении атомов хлора и атомов кислорода в реакцию, что приводит к образованию защитной оксидной плёнки. Если кислород вступает в реакцию с атомами стали без наличия хрома, это приводит к её, стали, пористости и в итоге коррозии.

Соответственно если этот оксидный слой не образовался или разрушился, мы с вами получим коррозию.

ТЕПЕРЬ ДАВАЙТЕ РАЗБЕРЕМСЯ, ЧТО МОЖЕТ РАЗРУШИТЬ ЗАЩИТНЫЙ СЛОЙ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ?

(Тут возможны три варианта)

ПЕРВОЕ. Некачественные работы при монтаже металлических заграждений. То есть, вариант, повреждение защитного слоя, некачественной сваркой, или в процессе некачественной шлифовки.

Часто монтажные работы проводятся спустя рукава. За качеством обычно следят крупные и средние фирмы. Мелкие «подвальные» организации хватают любые заказы, посылают неспециалистов, и вы получаете соответствующий результат.

ВТОРОЕ. В процессе экономии и в желании продать вам подешевле, вам могут подсунуть сталь с низким содержанием хрома, никеля.

Тут надо уточнить.

КАКИЕ СУЩЕСТВУЮТ СОРТА СТАЛИ?

В зависимости от наличия примесей в углеродистой стали она разделяется на сорта. Самая простая и низкосодержащая защитные антикоррозийные свойства сталь, которую мы используем это сталь марки AISI 201. Ограждение из этой стали допустимо использовать внутри помещений, при том что среда в этих помещениях не агрессивная. То есть, никакого обрамления таким перилами и отбойниками фонтанов и бассейнов быть не должно. Иначе через 2-3 месяца вы получите коррозию.

Если же вы собираетесь использовать свои ограждения из нержавейки на улице, то использовать можно сталь, не ниже AISI 304. В этом сорте стали никеля и хрома в пять раз больше, чем в AISI 201. Тогда вы гарантированно можете получить продукт на долгие годы без риска замены в ближайшее время.

Читайте также:  Как согнуть тонкостенную трубу из нержавейки

Но даже категория AISI 304 вас не спасёт, если вы собираетесь использовать перила и ограждения в особо агрессивной среде, например, ограждения для бассейна с хлорированной водой или в местности с морским климатом. Здесь лучше использовать сталь с добавлением молибдена AISI 316.

Также часто недобросовестные компании используют штампованную фурнитуру, а выдают её за литую, более дорогую. Будьте внимательны и дотошны.

И ТРЕТИЙ ВАРИАНТ , когда вы можете получить незапланированную ржавчину на ваших новеньких перилах, это неправильное ухаживание за изделием. Несмотря на то, что ваше ограждение, казалось бы, металлическое, оно все равно требует к себе особого ухода. И неправильная очистка, может привести к нарушению защитного оксидного слоя и к появлению ржавчины.

КАК ИЗБЕЖАТЬ КОРРОЗИИ ВАШИХ ОГРАЖДЕНИЙ?

(Всегда оформляйте договор)

ВО-ПЕРВЫХ , когда вы выбираете подрядчика для установки вашего изделия, убедитесь, что с вами заключают договор и дают гарантию не менее одного года. Лишний раз уточните условия гарантии, и на что вы можете рассчитывать и в каком случае? Внимательно принимайте результат работы монтажной бригады. Осмотрите, насколько качественно и без повреждений ли, обработаны сварные швы. К, примеру, в компании «Модерн Групп» используют сталь не менее 1.5мм толщиной, что гарантирует, что места сварных швов будут совершенно незаметны.

ВО-ВТОРЫХ , всегда настороженно относитесь к слишком «выгодным» предложениям. Возможно вас пытаются обмануть, выдав сталь категории AISI 201 за более высокую сталь категорий 300+. Это на сегодня чаще всего встречающийся обман покупателя на рынке металлических ограждений. На глаз качество стали не может определить даже специалист, что же говорить о простом обывателе? Тут вас, как ни странно, тоже спасёт бюрократия и буквоедство. Требуйте, чтобы в договоре была указана марка, стали. Эта, казалось бы, мелочь спасёт вас от последующих расходов и прочей головной боли.

Помните, экономить на качестве изделия, срок службы которого исчисляется десятилетиями, это последнее дело. Не гонитесь за бросовыми ценами. На стадии торговли требуйте объяснение любого для вас удешевления. Не стесняйтесь уточнять, почему и за счёт чего компания даёт вам скидку, не вылезет ли вам эта «экономия» потом боком. Ведь деньги это дело наживное, а нервные клетки не восстанавливаются.

ПРАВИЛЬНЫЙ УХОД ЗА ПЕРИЛАМИ

(Тут немножко подробнее поскольку с этим вы будете сталкиваться ежедневно)

ПОМНИТЕ! Нельзя использовать при обслуживании изделий из нержавейки моющих средств, содержащих хлор, щёлочь или абразивные элементы. Иначе вы со временем, просто «сотрёте» защитный оксидный слой вашего изделия. Или в случае абразивных добавок, повредите полированную поверхность.

ДЛЯ ОЧИСТКИ лучше всего использовать простую воду. При ежедневном уходе, серьёзная грязь просто не успеет накопиться и обычной влажной протирки будет достаточно. Если обычная мокрая очистка не даёт результата, добавьте в воду 1% нашатырный спирт. Также допускается использование для очистки ацетона.

КОГДА ВО ВРЕМЯ РЕМОНТА или строительства ваши ограждения из нержавеющей стали запачкались цементом или известью, то как можно скорое их нужно отмыть. Можно использовать при этом уксусную кислоту, но избегайте чистящие вещества содержащие соляную кислоту.

ЕСЛИ ЗАЛЯПАЛИ ПЕРИЛА КРАСКОЙ просто удалите её обычными средствами для удаления красок используя губку или щётку с нейлоновой чистящей поверхностью. Ни в коем случае не используйте металлическую щётку.

ЕСЛИ НУЖНО УДАЛИТЬ НАКЛЕЙКУ с полированной стальной поверхности, используйте фен. Нагревшийся клей легко отпустит приклеенный предмет.

ПРИ УДАЛЕНИИ ОСТАТКОВ КЛЕЯ от наклейки, жевательной резинки или пластыря, добавьте в вашу моющую жидкость масла эвкалипта. Можно купить, практически в любой аптеке. Все клеящие остатки аккуратно удалите данным моющим составом, иначе в этом месте начнёт налипать грязь и пыль.

Если все-таки, вы повредили своё изделие и нанесли глубокую царапину, которая начала ржаветь, не спешите бить тревогу и менять все изделие. Обработайте ржавчину азотной кислотой комнатной температуры, промойте потом чистой водой и просушите. Со временем защитный оксидный слой восстановится.

Если вы будете соблюдать все указанные здесь рекомендации, ваши перила и ограждения будут всегда чистыми и красивыми. А частые контакты с вашими ладонями пойдёт им только на пользу, ведь это естественная полировка вашего изделия. Так что пользуйтесь правильно и эти красивые и удобные изделия будут радовать вас годами.

Почему ржавеет нержавейка?

Иногда приходится слышать от заказчиков пожелание, чтобы при изготовлении изделия из нержавейки под зака з была использована сталь, которая не будет ржаветь. Иногда просят, чтобы была “не китайская”. От чего зависит будет ли ржаветь нержавейка? Почему вообще это происходит?

По сути могут быть две причины. Первая – условия эксплуатации в агрессивной среде. И вторая – дефекты материала.

Рассмотрим эти явления подробнее.

Не все виды нержавеющей стали предназначены для эксплуатации в агрессивных средах. Например на пищевых производствах при технологических процессах используются хлорсодержащие моющие средства и там могут должна применяться нержавеющая сталь с повышенной коррозионной устойчивостью. То же самое относится к условиям эксплуатации в морской воде. По этой причине оборудование, например, из AISI 304 может попросту придти в негодность. Для агрессивных сред имеет смысл использовать AISI 316 или дуплексные виды нержавеющей стали, такие как Ferralium SD40, SAF 2205 или Zeron 100.

Вторая причина более распространена – ржавчина может возникнуть на поверхности металла в следствии механических повреждений или термической обработки(вызванные сваркой). Это так называемая точечная коррозия. Этот вид коррозии может начаться в металле где присутствуют посторонние примеси, например такие как сера.

Гладкая поверхность нержавеющего металла менее подвержена точечной коррозии чем шероховатая. На графике приведенном ниже показана зависимость коррозионной устойчивости от шероховатости поверхности. Эксперимент проводился с коррозионноустойчивой маркой нержавеющей стали AISI 316 в хлорсодержащей среде. На графике видно, что после того как шероховатость поверхности превышает Ra > 0,5 мкм, устойчивость к коррозии резко снижается. Таким образом, шероховатая поверхность AISI 316 делает ее коррозионную устойчивость даже хуже, чем полированная поверхность AISI 304.

Следы ржавчины могут появиться даже в местах куда попала раскаленная окалина. Это происходит потому, что при температуре сварки выгорают легирующие элементы, в первую очередь хром. На металле в местах сварки образуются “следы побежалости”(иногда называют следы термического воздействия). В этих местах нержавейка неизбежно начнет ржаветь. Слой ржавчины, однако, может остаться только на поверхности металла, там где нет оксидной пленки, которая образуется благодаря хрому. То есть в глубь ржавчина развиваться не будет. Но выглядят следы побежалости и тем более ржавчина очень не эстетично. Чтобы этого не произошло сварочный шов обрабатывают специальными эмульсиями, травильными пастами или при помощи абразивных материалов. При очистке шва от железных окислов(окалины окисей) травильными пастами, следует работать в защитных очках и наносить только на остывший металл, поскольку в них может содержатся плавиковая кислота. После очистки зону сварного шва необходимо подвергнуть операции пассивации. Пассивация металла – это процесс обработки поверхности с целю образования на ней слоев соединений препятствующих коррозии. То есть недостаточно только очистить сварной шов от продуктов сварки, необходимо так же восстановить защитный слой. Для этого так же существует разнообразная химия: гели, пасты. Иногда используют для пассивации нержавейки азотную или лимонную кислоту.

Существуют инновационные методы очистки и пассивации. Например метод электро-химической пассивации нержавеющего металла. Причем этот процесс осуществляется без применения продуктов травления, которые очень вредны для здоровья и окружающей среды. Компания ” Строй Металл ” использует оборудование компании Surfox. Благодаря этому производительность и качество работ позволяют нам выполнять заказы по изготовлению изделий из зеркальной нержавейки для элитных магазинов одежды, ресторанов, элементов интерьера.

Рекомендуем ознакомиться со статьями:

Ржавеет ли нержавейка? Причины проблемы и способы борьбы с ней

Появление дефектов на поверхности металлов озадачивает и наводит на мысль о низком качестве стали. Еще больше вопросов возникает, если бурые пятна ржавчины появляются на высоколегированной стали. Важно вовремя понять, что стало причиной такого дефекта и что делать дальше, чтобы остановить этот процесс.

Нержавеющая сталь обладает устойчивыми свойствами благодаря хрому в качестве ведущего легирующего элемента. Даже незначительное количество хрома в составе сплава помогает сформировать тончайшую пленку из оксида хрома, предотвращающую коррозию из-за воздействия агрессивных реагентов, воды, щелочей.

Условия, в которых появляется ржавчина

Особенных условий, при которых появляются вкрапления ржавчины на поверхности нержавеющего металла, не нужно. Достаточно незначительного снижения концентрации хрома в сплаве, чтобы поверхность стала восприимчива к разрушающим внешним воздействиям. Еще одним условием, при котором внешний слой начинает портиться ‒ контакт железа с нержавеющей поверхностью.

Читайте также:  Нержавейка 1810 что это

Условием, при котором возникает нарушение защищенного хромом слоя металла, является неправильная технология сварки. На поверхность нержавейки попадают частички железа. Если потом плохо зачистить поверхность, то мельчайшие частицы приводят к проявлению вкраплений коррозии на нержавейке. Плохо зачищенный сварной шов, точнее площадь вокруг места сварки покрыта не только остатками железа, но и шлаком, брызгами от сварки, флюсом. Вкрапления не всегда будут развиваться в полноценную коррозию со сквозными дырами. Даже самый идеальный шов будет выглядеть неопрятно, если не зачистить поверхность вокруг, не убрать дефекты. В каталоге на нашем сайте вы можете купить нержавеющую бесшовную трубу 12х18н10т – способ избежать рисков, которые возникают при сварке.

Разновидности коррозии

Эффективные добавки, наделяющие высоколегированные сплавы антикоррозийными свойствами, не всегда решают проблемы с появлением дефектов. Классифицируют шесть основных видов ржавчины, поражающих нержавейку. О них стоит поговорить подробнее:

1. Щелевая коррозия. При проектировании изделий и массивных металлоконструкций возникают зазоры, или места крепления недостаточно хорошо уплотнены. Постепенно вода или кислотные реагенты деактивируют оксидный слой. Если вовремя не создать условия, в которых реакция прекратится, проржавеет не только место крепления, но и крепежные элементы.

2. Точечная коррозия. Возникает при нарушениях технологии работы с нержавейкой. Агрессивная внешняя среда, небольшие частички металла растворяют защитный оксидный слой, проникая вглубь сплава, образуя питтинги.

3. Гальваническая коррозия. Условием для ее проявления служит токопроводящая среда. Нержавеющая сталь контактирует с агрессивными реагентами и в полной мере проявляются разрушающие свойства на защитный слой хрома.

4. Межкристаллитная коррозия. Существуют условия, при которых во время сварки нержавейки кристаллы стали выпадают. Образуются точечные зазоры, в которых впоследствии и развивается ржавчина.

5. Общая коррозия. Возникает, когда на поверхность попадают йод, хлор, фтор, разрушающие молекулярную структуру хромсодержащего защитного слоя.

6. Эрозивная коррозия. Возникает при условиях постоянного механического воздействия на поверхность нержавеющей стали.

Как бороться с коррозией нержавеющей стали?

a) На металлургических заводах, где хранятся заготовки, должны соблюдаться условия хранения и предотвращаться ситуации, когда частицы нелегированного металла попадают на нержавейку.

b) Необходимо исключить близкий контакт даже с мельчайшими частичками обычного металла. Это же правило касается и инструментов. Металлические щетки, которые используют для чистки поверхности нелегированной стали, нельзя использовать для нержавеющих сплавов.

c) Не рекомендуется использовать сложные конструкции из нержавейки в соляной и серной кислоте.

d) Особые легирующие компоненты: тантал, титан, ниобий помогут усилить антикоррозийные свойства.

e) Предотвращать контакт нержавейки с хлоридами.

Почему ржавеет нержавеющая сталь

Автор: Джон К. Тверберг. Перевод Владимира Воробьева.

Вы только что установили новую, полностью нержавеющую систему циркуляции воды – чистую, серебристую и красивую. Вы запустили свой технологический процесс, будучи уверенными, в том, что проблемы контаминации полностью решены. Но, по истечении нескольких месяцев, проба воды содержит бурую, желеобразную субстанцию в отобранной пробе. Вы открываете систему и обнаруживаете, что резервуар содержит внутри по всей поверхности бурые отложения. Вы открываете насос и обнаруживаете, что лопасти также с красным налетом, спиральная камера и выпускные отверстия также с красным налетом. Вы заглядываете в теплообменник и видите еще больше этого цвета. Золотники клапанов имеют все тот же буроватый налет у отверстий подачи. Что идет не так? Почему хорошая нержавеющая сталь поржавела?

Чтобы понять, что происходит, необходимо еще раз проанализировать основные сведения о нержавеющей стали и процессе коррозии.

Что такое нержавеющая сталь?

Нержавеющая сталь является железом с добавкой хрома, чтобы придать железу свойство сопротивления окислению. Другие вещества добавляются для придания особых свойств или свойств нержавения для особых сред использования. Главное помнить, что нержавеющая сталь в основе своей представляет железо (около 70% для типа 304L и 69% для типа 316L).

Как корродирует нержавеющая сталь?

Есть пять основных процесса, приводящих к коррозии нержавеющей стали: Однородная коррозия; Межкристаллитная коррозия; Гальваническая или обычная коррозия, включающая изъязвление и коррозию в трещинах; Коррозия в трещинах от механического воздействия; а также Коррозию, вызванную микробиологическими факторами (МИК). В дополнение, ряд механических процессов усиливает пять основных процессов образования ржавчины. Эти процессы включают эрозию, порообразование, истирание (отслаивание), образование коррозионных элементов, а также изменения поверхности под термическим или электрическим воздействием. Все эти процессы имеют одну общую черту: слой пассивации оксидом хрома нарушается, и незащищенная железная составляющая окисляется. Для понимания явления ржавления рассмотрим только два процесса:

Однородная или обычная коррозия и Изъязвляющая коррозия вместе с эрозией, изъязвлением и образованием коррозионных элементов.

Где возникает коррозия

Коррозия может возникать в чистой воде, сверхчистой воде, паре, очищенной питьевой воде или неочищенной технической воде. На сегодняшний день выявлено пять процессов.

1. Контаминация железом

Соединение нержавеющей стали с углеродистой сталью приведет к вытяжке железа на поверхности, которые будут подвержены ржавчине при пуске в эксплуатацию. Приваривание временных крепежей из углеродистой стали к нержавеющей стали с последующей шлифовкой швов приводит к истиранию хромированного слоя, который будет корродировать при эксплуатации системы. Использование проволочных щеток из углеродистой стали или шлифовальных кругов, загрязненных углеродистой сталью, приведут к образованию ржавчины. Механизм образования ржавчины весьма прост: ЖЕЛЕЗО + ВОДА + РЖАВЧИНА, Лучшее средство предупреждения образования ржавчины диктуется здравым смыслом: всегда покрывать все поверхности из углеродистого железа деревом, пластмассой или картоном во избежание контакта с нержавеющей сталью; никогда не приваривать углеродистую сталь к нержавеющей стали; всегда использовать щетки из исключительно нержавеющей стали и шлифовальные круги «предназначенные исключительно для нержавеющей стали»; всегда производить химическую пассивацию азотной или лимонной кислотой перед вводом в эксплуатацию.

Ржавчина может вызвать изъязвление или точечное образование ржавчины на нержавеющей стали под воздействием окислителя, поэтому она должна быть удалена. Поэтому необходима пассивация, которая не только увеличивает коэффициент наличия хрома (по отношению к железу на поверхности), но и предотвращает любую контаминацию железом. Используются два основных технических регламента для чистки и пассивации: «ASTM A 380 «Стандартные условия чистки, удаления накипи и пассивации частей, оборудования и систем из нержавеющей стали»» и «ASTM A 967 «Стандартные условия обработки химической пассивации частей из нержавеющей стали». Как обработанная, так и не обработанная вода могут приводить к ржавлению (даже умягченная вода). Причиной является содержание воды – в первую очередь, бикарбонаты железа. Умягчение не удаляет анионы, такие как карбонаты, бикарбонаты, сульфаты, хлориды и т.п., а только обеспечивает обмен с катионами, такими как кальций и магний с содой и калием. В отличие от карбоната железа, бикарбонат железа полностью растворим, но легко окисляется до карбоната железа. Карбонат железа нерастворим и имеет буро-коричневый цвет. Он растворяется в сильных кислотах.

Обработанная или питьевая (пригодная для питья) вода обычно очищается для удаления взвешенных твердых частиц, фильтруется для удаления мельчайших частиц и, уничтоженных хлором или диоксидом хлора, бактерий. Данный процесс имеет незначительные последствия или не имеет последствий для ионов бикарбоната постольку, поскольку он уравнивается низким содержанием углеродистого железа в трубопроводе и содержанием кислорода. При попадании воды во внутреннюю среду, такую как нержавеющая сталь или фарфор, бикарбонаты начинают окисляться: 2Fe(HCO³)² + Ca(HCO³)² + Cl ® 2Fe(OH)³_ + CaCl² + 4CO² 2Fe(OH)³ ® Fe203 + H²

Окись железа Fe203 становится бурым, и, когда это происходит, это называется появлением красного железняка. Сварной шов начинает корродировать, в связи с бурыми отложениями, по причине образования коррозионных элементов под воздействием ржавчины и хлорида кальция. В необработанной воде происходит подобная реакция, за исключением присутствия хлора, и кислорода, растворенного в воде, являющегося активным реагентом. 6Fe(HCO3)2 O2®2Fe2(CO)3_+2Fe (OH)2 + 4H2O Карбонат железа начинает присутствовать и гидроксид железа образовывает желеобразную субстанцию, которая выявляется как окислы железа. Присутствует незначительное

отклонение цвета, т.к. гидроксид железа желтого цвета. В больших резервуарах наиболее бурые отложения обычно сверху и уменьшаются ко дну. Весьма обычно наблюдать относительно чистое состояние большого резервуара.

2. Чистая и высоко очищенная вода

Чистая и высоко очищенная вода обычно используется в отраслях промышленности, где результат недостаточной очищенности может иметь существенные последствия: в таких как производство фармацевтической продукции или полупроводников. В фармацевтике она называется ВДИ или вода для инъекций. Типичная обработка предусматривает фильтрацию, умягчение, катионообмен и ионообмен, обратный осмос, обработку ультрафиолетом и, при необходимости, ионизацию.

Процесс дистилляции может использоваться в качестве окончательной очистки. В результате получаем воду с чрезвычайно низкой проводимостью.

Нержавеющая сталь типа 316L — обычный материал конструкции оборудования. Некоторые из этих комплексов остаются чистыми, но некоторые другие – ржавеют. Даже системы, которые прошли электрополировку, имеющие шероховатость поверхности менее 10 микродюймов ( 7 имеет обеспечивает меньшую возможность образования ржавчины, нежели жесткость рН

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector