Korozja jest naturalnym procesem, w którym metal przechodzi w bardziej trwały stan chemiczny pod wpływem środowiska.
W przypadku stali nierdzewnej odporność na korozję wynika przede wszystkim z obecności cienkiej warstwy pasywnej tworzącej się na powierzchni materiału.
Warstwa ta ogranicza kontakt metalu z agresywnym środowiskiem i może samoczynnie się odbudowywać, o ile powierzchnia nie została trwale uszkodzona lub zanieczyszczona.
Najczęstsze problemy pojawiają się po niewłaściwym spawaniu, kontakcie ze stalą węglową, obecności chlorków albo nieprawidłowym przygotowaniu powierzchni.
Odporność stali nierdzewnej wynika z obecności chromu, który umożliwia tworzenie ochronnej warstwy pasywnej na powierzchni metalu.
Warstwa ta może zostać lokalnie uszkodzona podczas spawania, szlifowania, transportu, montażu albo kontaktu z materiałami obcymi.
Ryzyko korozji rośnie także wtedy, gdy gatunek stali nie został dopasowany do agresywności środowiska pracy.
Szczególne zagrożenie stanowią środowiska zawierające chlorki, kwasy oraz substancje mogące destabilizować warstwę ochronną.
Do najczęstszych przyczyn korozji stali nierdzewnej należą:
Korozja najczęściej pojawia się w miejscach niejednorodności materiału lub powierzchni, takich jak krawędzie, zarysowania, wgniecenia, spoiny, osady i pozostałości zgorzeliny.
Powierzchnie gładkie, czyste i jednorodne są zwykle mniej podatne na lokalną inicjację korozji niż obszary zanieczyszczone lub mechanicznie uszkodzone.
Przy powierzchniach po spawaniu lub silnie zanieczyszczonych kluczowe znaczenie ma właściwe przygotowanie materiału przed odbudową warstwy ochronnej.
W takich przypadkach stosuje się między innymi trawienie stali nierdzewnej, które usuwa zgorzelinę, tlenki i przebarwienia po obróbce cieplnej.
Korozja metali to proces degradacji materiału zachodzący wskutek reakcji chemicznych lub elektrochemicznych z otaczającym środowiskiem.
Proces może prowadzić do lokalnej albo równomiernej utraty materiału, zmian strukturalnych i obniżenia właściwości użytkowych elementu.
Szybkość korozji zależy od rodzaju metalu, środowiska pracy, temperatury, obecności elektrolitu oraz stanu powierzchni.
Korozję mogą przyspieszać wilgoć, tlen, sole, kwasy, zanieczyszczenia atmosferyczne, wysoka temperatura oraz naprężenia mechaniczne.
Obecność chlorków jest szczególnie niebezpieczna dla stali nierdzewnych, ponieważ może prowadzić do lokalnego przerwania warstwy pasywnej.
Naprężenia i mikrouszkodzenia mogą z kolei tworzyć miejsca inicjacji korozji w obszarach już osłabionych technologicznie.
Rodzaj korozji zależy od mechanizmu jej powstawania, miejsca ataku oraz warunków środowiskowych.
| Typ korozji | Gdzie powstaje | Najważniejsze zagrożenie |
|---|---|---|
| Korozja równomierna | Na całej powierzchni metalu | Stopniowe zmniejszanie grubości elementu |
| Korozja międzykrystaliczna | Wzdłuż granic ziaren | Utrata spójności materiału |
| Korozja naprężeniowa | W miejscach występowania naprężeń | Powstawanie pęknięć |
| Korozja wżerowa | Lokalnie na powierzchni | Głębokie wżery i możliwość perforacji |
| Korozja zmęczeniowa | Przy cyklicznych obciążeniach | Pękanie materiału |
| Korozja szczelinowa | W szczelinach i pod osadami | Lokalna utrata warstwy pasywnej |
| Korozja galwaniczna | Na styku różnych metali | Przyspieszone rozpuszczanie mniej szlachetnego metalu |
Korozja równomierna obejmuje większą część powierzchni i powoduje stopniowe zmniejszanie grubości elementu.
Jej przebieg jest zwykle łatwiejszy do przewidzenia niż w przypadku korozji miejscowej.
Korozja międzykrystaliczna rozwija się wzdłuż granic ziaren i może naruszać spójność materiału bez wyraźnych objawów na powierzchni.
Ten typ korozji należy do szczególnie niebezpiecznych, ponieważ uszkodzenie może rozwijać się w głąb materiału.
Korozja naprężeniowa powstaje przy jednoczesnym działaniu agresywnego środowiska i naprężeń występujących w materiale.
Naprężenia mogą pochodzić zarówno z obciążeń eksploatacyjnych, jak i wcześniejszych procesów technologicznych, takich jak spawanie lub gięcie.
Typowym skutkiem korozji naprężeniowej są pęknięcia rozwijające się lokalnie w materiale.
Korozja wżerowa rozwija się punktowo w miejscach lokalnego uszkodzenia warstwy pasywnej.
Niewielki obszar może pełnić funkcję anody, podczas gdy duża powierzchnia otaczającego materiału pozostaje pasywna.
Takie warunki mogą prowadzić do szybkiego powstawania głębokich wżerów i lokalnego przebicia ścianki.
Korozja wżerowa stali nierdzewnej pojawia się szczególnie często w środowiskach zawierających jony chlorkowe.
Korozja zmęczeniowa rozwija się wskutek współdziałania agresywnego środowiska i cyklicznych naprężeń mechanicznych.
Powtarzalne odkształcenia mogą uszkadzać warstwę pasywną i odsłaniać powierzchnię metalu na dalszy atak korozyjny.
Korozja szczelinowa występuje w szczelinach, pod uszczelnieniami, główkami śrub, osadami oraz w trudno dostępnych przestrzeniach konstrukcyjnych.
Ograniczony dostęp tlenu utrudnia regenerację warstwy pasywnej i sprzyja powstawaniu lokalnego środowiska korozyjnego.
Najskuteczniejszą metodą ograniczania tego ryzyka jest eliminowanie niepotrzebnych szczelin już na etapie projektowania urządzeń i instalacji.
Korozja galwaniczna może powstać wtedy, gdy dwa różne metale pozostają w kontakcie elektrycznym w obecności elektrolitu.
Metal mniej szlachetny może w takich warunkach ulegać przyspieszonemu rozpuszczaniu.
Ryzyko wzrasta wraz z różnicą potencjałów metali oraz w środowisku zawierającym agresywne elektrolity.
Korozja może prowadzić do osłabienia konstrukcji, zmniejszenia grubości ścianek, powstawania nieszczelności oraz skrócenia czasu bezpiecznej eksploatacji urządzeń.
W instalacjach przemysłowych konsekwencją mogą być przestoje, naprawy, wymiana elementów oraz ryzyko utraty szczelności instalacji procesowej.
W przypadku zbiorników, rurociągów i urządzeń odpowiedzialnych za bezpieczeństwo procesu nawet lokalny wżer może mieć większe znaczenie niż rozległa korozja powierzchniowa.
Ochrona stali nierdzewnej zaczyna się od prawidłowego doboru gatunku materiału do warunków pracy.
Kolejnym elementem jest właściwe projektowanie konstrukcji, które ogranicza powstawanie szczelin i miejsc gromadzenia zanieczyszczeń.
Duże znaczenie ma także używanie właściwych narzędzi oraz unikanie kontaktu powierzchni nierdzewnej ze stalą węglową.
Po spawaniu, cięciu lub innej obróbce powierzchnia może wymagać chemicznego oczyszczenia i odbudowy warstwy ochronnej.
Po usunięciu zgorzeliny i zanieczyszczeń kolejnym etapem może być pasywacja stali nierdzewnej, która wspiera odbudowę warstwy ochronnej powierzchni.
Sposób postępowania zależy od rodzaju korozji, głębokości uszkodzenia, lokalizacji oraz dalszego przeznaczenia elementu.
Zakres stosowanych norm zależy od rodzaju konstrukcji, materiału oraz sposobu zabezpieczania powierzchni.
ISO 12944 dotyczy przede wszystkim ochrony konstrukcji stalowych systemami malarskimi i opisuje między innymi klasy środowisk korozyjnych oraz zasady doboru zabezpieczeń.
W przypadku chemicznego przygotowania powierzchni stali nierdzewnej istotne są także wymagania odnoszące się do czyszczenia, trawienia i pasywacji.
Znaczenie tych wymagań szerzej opisujemy w materiale o normach ASTM A380 i ASTM A967.
TRAWIALNIA.EU
Realizujemy trawienie, pasywację i specjalistyczne czyszczenie chemiczne stali nierdzewnej w zakładzie oraz bezpośrednio u klienta.
Dobieramy zakres procesu do rodzaju powierzchni, charakteru zanieczyszczeń i warunków późniejszej eksploatacji.
Nie przegap najważniejszej konferencji biznesowo-naukowej roku!
Wspieramy edukację dzieci - dochód trafia do Fundacji Serca Kreacja
