Korosi adalah salah satu daripada tiga mod kegagalan utama logam. Keluli tahan karat sering digunakan dalam persekitaran yang lebih mencabar untuk menghalang kakisan logam. Walau bagaimanapun, para jurutera telah mendapati bahawa walaupun dengan keluli tahan karat, komponen masih boleh mengerut dalam keadaan tertentu. Apabila pitting kakisan berlaku dalam keluli tahan karat, ramai jurutera tidak melakukan apa-apa. Penulis percaya bahawa banyak jurutera mempunyai salah faham dalam pemilihan bahan keluli tahan karat. Kesalahpahaman ini ialah kakisan keluli tahan karat atau juga kakisan. Terdapat kata-kata yang berkata: Lelaki itu mempunyai air mata, tetapi dia tidak melontarkan, kerana dia tidak mencapai titik hatinya. Kalimat ini tidak boleh ditekankan untuk keluli tahan karat. Keluli tahan karat bukannya tidak menghancurkan, hanya kerana ia tidak menghadapi persekitaran kakisan yang lebih keras. Di sini saya akan memberi tumpuan kepada masalah hakisan tempatan keluli tahan karat. Saya berharap beberapa projek lapangan akan dibebaskan dari beberapa keraguan di kawasan ini.
Keterangan ringkas tentang kakisan tempatan keluli tahan karat
Untuk bahan kromium-nikel yang mengandungi bahan keluli tahan karat, terdapat dua bentuk kakisan utama: satu adalah kakisan seragam dan yang lain adalah kakisan setempat. Karat dalam atmosfera marin adalah contoh umum kakisan umum atau seragam. Di sini, logam itu sama-sama terhakis di seluruh permukaannya. Dalam kes ini, lapisan longgar dibentuk pada permukaan keluli, dan lapisan produk kakisan mudah dikeluarkan. Hakisan seragam adalah salah satu bentuk kakisan yang paling mudah kerana para jurutera dapat menilai secara kuantitatif kadar karat logam dan secara tepat dapat meramalkan kehidupan logam. Oleh itu, kakisan seragam adalah satu bentuk kakisan yang paling sedikit terkena riket. Walaupun ia menyebabkan kerosakan karat, ia boleh diramalkan dan dikawal.
Walau bagaimanapun, berlakunya kakisan setempat sering membuat banyak jurutera tidak bersedia. Ini adalah kerana kerosakan yang disebabkan oleh kakisan tempatan sukar untuk diramal dan kehidupan peralatan tidak boleh dikira dengan tepat. Salah satu pelinciran yang paling menjengkelkan, ia adalah jenis kakisan tempatan yang paling sukar dalam logam. Kerana beribu-ribu batu dari tambak, runtuh di lubang semut. Pitting yang dipanggil ini adalah semut di levee.
Dalam proses kakisan logam, dua tindak balas berlaku pada masa yang sama pada elektrod. Satu adalah tindak balas katod, dan bukan logam dikurangkan pada katod. Bukan logam mempunyai elektron dan valensi dikurangkan. Yang lain ialah tindak balas anod. Apabila tindak balas anod berlaku, logam kehilangan elektron dan valensi meningkat. Ion logam terlepas dari permukaan logam. Apa yang saya katakan adalah bahawa kakisan logam bergantung kepada tindak balas dengan rintangan yang paling besar kepada kakisan. Oleh itu, ini juga menyediakan prinsip panduan utama untuk menyelesaikan masalah kakisan logam.
Reka bentuk rintangan kakisan menggunakan hubungan antara katod dan anod. Sekiranya muka katod besar disambungkan ke muka anod kecil, aliran arus besar antara anod dan katod. Keadaan ini mesti dielakkan. Sebaliknya, apabila kita membalikkan keadaan dengan menghubungkan permukaan anod yang besar dengan permukaan katod yang kecil, aliran arus kecil akan berlaku antara kedua-dua logam. Keadaan ini adalah apa yang kita harapkan. Kami merekabentuk katod logam kimpalan dalam bekas atau tangki sebagai katod. Peranti pengikat direka supaya pengikat katod (kawasan kecil) dan sekeping anod (kawasan besar) dihubungkan bersama. Satu contoh konsep ini ialah untuk panel keluli rivet bersama rivet tembaga dan mendedahkannya kepada air laut dengan kadar aliran rendah. Lekapan tembaga adalah permukaan katod kecil, sementara plat keluli adalah permukaan anod yang besar. Reka bentuk ini sangat mudah dan menghasilkan keserasian yang baik.
Pitting masalah. Pitting juga boleh dihasilkan tanpa jurang pada permukaan logam. Kejadian pitting mungkin berasal dari dua faktor: ion klorida dalam alam sekitar dan heterogenitas mikrostruktur atau komponen. Karat keluli tahan karat boleh disebabkan oleh kepekatan etnik khas seperti klorida. Sekiranya pitting berlaku dalam keluli tahan karat disebabkan oleh kepekaan atau sebab lain, atau apabila kandungan kromium dan nikel tidak seragam atau bahkan tidak dapat menahan kakisan yang melelahkan, kakisan boleh berlaku. Kecacatan pada permukaan logam juga boleh menyebabkan pitting. Sebagai contoh, kecacatan dalam lapisan oksida pelindung keluli tahan karat atau aloi nikel. Pitting boleh dihalang dengan menggunakan aloi yang mempunyai ketahanan kakisan yang tinggi atau dengan menghilangkan unsur kimia yang menyebabkan pitting. Satu lagi aspek mengawal pitting logam adalah penghapusan reaktan katodik dalam medium persekitaran. Biasanya penyingkiran oksigen akan mempunyai kesan yang lebih baik. Sebagai bahagian bawah pit cenderung untuk anodized, kawasan sekitar lubang atau jurang cenderung menjadi katodik supaya hubungan arus bateri terbentuk. Apabila kakisan dalam lubang atau celah semakin berkembang, ia menjadi tindak balas autokatalik. Ion ferric berinteraksi dengan klorida untuk membentuk ferric chloride. Reaksi berulang dan penembusan logam berlaku dengan cepat. Pengikisan atau kakisan kakisan adalah satu bentuk kakisan yang sangat berbahaya kerana ia sangat setempat dan boleh menyebabkan logam meletus.
Keterangan ringkas tentang kakisan tempatan keluli tahan karat
Masalah hakisan bawah permukaan. Hanya di bawah sedimen atau di celah, kandungan oksigen penyelesaiannya rendah, dan kandungan oksigen larutan pukal di luar celah sangat tinggi. Ini menetapkan bateri dengan anod di bawah sedimen atau di celah dan di luar. Adakah katod. Di dalam jurang yang mengandungi medium klorida, pH turun dan klorida berkonsentrasi. Keadaan klorida berasid ini menyebabkan kakisan mempercepat dan secara automatik mengantarkan. Kemudian hakisan yang teruk berlaku. Satu contoh jenis kakisan ini berlaku apabila pengikat keluli tahan karat diletakkan pada plat keluli tahan karat dan terdedah kepada air yang mengandungi klorida. Hakisan kakisan boleh berlaku apabila kepala bolt atau mesin basuh digunakan sebagai kawasan anod. Mencegah pembentukan precipitates dan skala atau menggunakan bahan dengan kandungan aloi yang tinggi akan membantu mengurangkan kakisan celah.
Pengikisan kakisan. Dalam kes ini, lapisan kakisan seperti lembaran yang lembap terbentuk di atas permukaan logam. Malah aliran halaju yang rendah dapat menghilangkan lapisan korosi yang longgar. Akibatnya, logam yang baru dan tidak terperinci terdedah sekali lagi, sehingga banyak lapisan serpihan tambahan akan dibentuk. Sekali lagi, platelet ini mudah dikeluarkan dan prosesnya berterusan. Penggunaan aloi yang tidak reaktif secara kimia boleh mengelakkan kakisan pengelupasan.
Kakisan intergranular. Muncul dalam aloi khas tertentu, kakisan intergranular mungkin berlaku apabila ia dipanaskan ke zon suhu sensitif mereka semasa kimpalan atau rawatan haba. Apabila aloi keluli tahan karat tertentu dipanaskan hingga 425-870 ° C, kromium karbida mendakan di sempadan bijian. Ini membawa kepada kehadiran kawasan-kawasan kromium yang berkurangan di sekitar karbida dan juga memberi kesan kepada penghijrahan kawasan sempadan bijian. Dalam media khas, seperti asid nitrik atau air suhu tinggi, kakisan mungkin berlaku di zon rendah kromium. Biji-bijian muncul di permukaan manis dan mudah digosok apabila disapu dengan sampler. Kaitan antara kakisan keluli tahan karat dan aloi nikel boleh dielakkan dengan menggunakan aloi karbon rendah, penambahan unsur pembentuk karbida seperti titanium atau tantalum, atau penggunaan anneal penstabilan.
Keterangan ringkas tentang kakisan tempatan keluli tahan karat
Tekanan hakisan kakisan. Contoh tipikal ialah garis stim bertebat yang diperbuat daripada keluli tahan karat AISI 316 (UNS S31600). Chlorida yang mungkin terdapat dalam bahan penebat boleh dipindahkan ke permukaan logam apabila terdedah kepada hujan. Keadaan ini memenuhi syarat penjanaan retak kakisan tekanan: keluli tahan karat aloi-316 yang sensitif; air yang mengandungi korosif-klorida khas; dan paip tekanan-sejuk-mesin atau dikimpal. Jika peperiksaan metalogografi rentetan dilakukan melalui kawasan retak, transgranular biasa (merangkumi sempadan bijirin dan bijirin) dan retakan cawangan akan diperhatikan. Ini adalah keretakan tekanan kakisan biasa klorida keluli tahan karat austenitik. Menghapuskan mana-mana tiga syarat di atas boleh mencegah keretakan kakisan tekanan.
Keterangan ringkas tentang kakisan tempatan keluli tahan karat
Kandungan oksigen menjejaskan kakisan. Secara umum, air yang segar dan bersih yang mengalir ke dalam loji janakuasa tidak menghakis. Keluli berfungsi dengan baik dalam air neutral dan kadar kakisannya secara langsung berkaitan dengan kapasiti oksigen terlarut. Iaitu, kandungan oksigen yang lebih banyak, semakin tinggi kadar kakisan. Hakisan keluli juga berkaitan dengan nilai pH. Apabila pH tinggi, kadar karat keluli adalah rendah. Apabila pH jatuh di bawah 4, keluli itu cepat mengikis.
Suhu juga akan mempercepatkan kakisan keluli. Apabila suhu meningkat dari 72 ° F hingga 104 ° F (22-41 ° C), ia secara langsung mempengaruhi kadar kakisan keluli. Kadar alir mempunyai kesan yang bertentangan terhadap kakisan keluli. Apabila kadar aliran air laut lebih tinggi daripada kira-kira 3 kaki sesaat (0.9 m / s), kakisan keluli boleh dipercepatkan. Penyingkiran mekanikal bahan menghakis yang tidak dilindungi akan mengakibatkan kadar kakisan yang tinggi kerana penyingkiran bahan menghakis memperlihatkan logam baru dengan kadar kakisan yang tinggi. Pada masa yang sama, kadar aliran tinggi membawa sejumlah besar oksigen ke permukaan logam terdedah. Oleh itu, terdapat lebih banyak oksigen untuk meningkatkan kadar kakisan.
Sekiranya keluli tahan karat austenitik pecah kerana tekanan keretakan kakisan, bahan alternatif yang perlu dipertimbangkan adalah keluli tahan karat dupleks. Oleh kerana struktur dan komposinya yang berbeza, ia mempunyai sifat mekanik yang lebih tinggi pada suhu bilik sehingga 600 ° F (315 ° C) daripada 316 keluli tahan karat. Mereka juga mempunyai tekanan rintangan kakisan yang lebih tinggi. Alas fasa dua hala boleh mencapai ketahanan yang lebih tinggi terhadap kakisan pitting dan kakisan dengan meningkatkan kandungan kromium dan molibdenum.
Kesan kepekatan klorida pada kakisan keluli tahan karat. Apabila keluli tahan karat 304 atau 304L digunakan dalam air tawar, kandungan klorida harus kurang dari 200 ppm. Selepas komponen dikeluarkan, besi sisa mesti dikeluarkan. Kerana besi sisa akan bertindak seperti jurang, ia juga akan bertindak balas dengan klorida untuk membentuk ferric chloride untuk mempercepatkan kakisan setempat. 304 Paip perlu dibersihkan secara berkala untuk mengeluarkan celah atau deposit yang boleh membentuk jurang. Pendedahan peralatan tumbuhan 304 atau 304L yang dihasilkan untuk air bertakung (contohnya, kadar aliran kurang daripada 0.9 m / s) harus dielakkan kerana ia akan membentuk deposit pada permukaan logam. Hakisan mikrobiologi juga mesti dikawal.
Untuk berjaya menggunakan keluli tahan karat Tipe 316L dalam air payau, kandungan klorida kurang daripada 1000 ppm kecuali air itu benar-benar deoxygenated. Air deoxygenated akan mengelakkan pitting, retak, dan tekanan kakisan 316L keluli tahan karat. Dalam proses pengeluaran loji, kimpalan harus dikimpal sepenuhnya dan licin untuk mendapatkan kesan anti-karat yang terbaik. Elektrod dengan kandungan molybdenum yang tinggi atau yang sepadan dengan kimpalan harus digunakan. Adalah penting bahawa permukaan keluli tahan karat Jenis 316L dibersihkan seperti 304 untuk mengeluarkan sebarang besi sisa. Secara umumnya, cara terbaik untuk mengeluarkan besi sisa adalah menggunakan agen pembersihan HNO3-HF. Di samping itu, sebarang sedimen juga perlu dikeluarkan secara berkala. Adalah penting untuk berhati-hati untuk mengelakkan keadaan air bertakung. Kadar alir air sepatutnya minimum 0.9 m / s semasa pengakhiran peralatan untuk menghalang pembentukan deposit.
Kakisan logam seringkali merupakan masalah yang rumit, dan bahkan beberapa bentuk kakisan baru tidak difahami oleh orang ramai. Adalah disyorkan bahawa jurutera bidang mengetahui lebih lanjut mengenai hakisan dan perlindungan supaya mereka dapat belajar bagaimana menangani kakisan komponen logam.