U nerezové oceli s obsahem chrómu nad 10,5 % to nelze zcela vyloučit výskyt rzi. I austenitická ocel s obsahem chrómu nad 20 % a obsahem niklu nad 8 % může při špatné manipulaci, nesprávném zpracování nebo konstrukční vadě rezivět.
Hlavní faktory rezivění
Pasivní vrstva
Nerezová ocel reaguje s kyslíkem a vytváří vrstvu oxidu stejným způsobem jako běžná ocel. V normální oceli však kyslík reaguje s existujícími atomy železa a vytváří porézní povrch umožňující průběh reakce. Tato reakce může trvat, dokud předmět zcela nezrezne. V nerezové oceli kyslík reaguje s poměrně vysokou koncentrací atomů chrómu obsažených v oceli. Atomy chrómu a kyslíku tvoří silnou oxidovou vrstvu, která zpomaluje průběh reakce. Této vrstvě se také říká pasivní vrstva kvůli obtížnosti vstupu do reakce při kolizi s okolím. Pevnost této pasivní vrstvy závisí především na slitinovém složení oceli.
Koroze
Existují dva důvody pro tvorbu rzi na „nerezové“ oceli:
- pasivní vrstva nemohla vzniknout resp
- pasivní vrstva byla zničena.
Zničení pasivní vrstvy lze zabránit pouze udržováním vysokého stupně čistoty. Povrchy, které mají být ošetřeny, musí být v podstatě zbaveny všech nečistot, které se mohly objevit během ošetření.
V důsledku destrukce pasivní vrstvy po jejím vytvoření vznikají následující typy koroze:
Povrchová koroze s poškozením
Povrchová koroze s poškozením se vyznačuje rovnoměrným poškozením povrchu obrobku. K tomuto typu koroze dochází pouze tehdy, když je ocelový povrch vystaven působení kyselin nebo silných zásad. Za dostatečnou odolnost proti povrchové ztrátové korozi se považuje ztráta menší než 0,1 mm za rok.
Důlková koroze
Důlková koroze může nastat, když je pasivní vrstva lokálně narušena. Za lokální poškození vrstvy jsou zodpovědné chloridové ionty, které v přítomnosti elektrolytu odstraňují z nerezové oceli atomy chrómu, které jsou nezbytné pro vytvoření pasivní vrstvy. V těchto místech se tvoří otvory podobné vpichu jehlou. Nebezpečí důlkové koroze se zvyšuje v důsledku nahromadění usazenin, cizí rzi, zbytků strusky nebo barevných usazenin na povrchu.
Mezikrystalová koroze
Mezikrystalová koroze může nastat, když se v důsledku působení tepla ukládají na hranicích mlecích zrn karbidy chrómu, které se v přítomnosti kyselých sloučenin mění v roztok. K tomu dochází při následujících teplotách:
- Austenitická ocel 450? — 850?С
- feritická ocel ne více než 900?C
Při správném výběru brusného materiálu nemůže dojít k mezikrystalové korozi.
Kontaktní koroze
Kontaktní koroze (galvanická) nastává, když se různé kovové materiály dostanou do vzájemného kontaktu a jsou smáčeny elektrolytem. Poté je ovlivněn méně ušlechtilý materiál a jde do roztoku. Nerezová ocel ve styku s jinými materiály zůstává v nepoškozeném stavu (ušlechtilý).
Fíbrové kotouče CS 570 pro nerez, vysoce legovanou ocel. Zirkonový elektrokorund zrno P24 – 100, vícesvazek.
Výrobce: Klingspor
Objednat články
Cena od: 80 XNUMX rublů.
A960 TZ Special 1 mm.
Tenká řezná kolečka na nerez A960TZ Special. Obsah Fe/S/Cl menší než 0,1 %. Dodáváno v plastové krabičce.
Výrobce: Klingspor
Objednat články
Cena od: 175 XNUMX rublů.
Kotoučový kartáč pro předběžnou a konečnou úpravu rohových a tupých švů, otřepů. Nerezový drát ROH 0.35, 0.50 mm třída 1.4310 nebo 1.4401 na objednávku.
Výrobce: Lessmann
Objednat články
Cena od: 1077.69 XNUMX rublů.
Speciál SMT 976
Kruh koncové klapky SMT 976 pro nerez. Sklolaminátová deska 6°. Zrnitý keramický korund P40-80, vícesvazkový.
Výrobce: Klingspor
Objednat články
Cena od: 463 XNUMX rublů.
Před více než 100 lety vstoupily do života lidstva díky objevům amerických a anglických metalurgických inženýrů nádherné, vždy lesklé oceli, které na vzduchu nerezaví, mohou bezpečně přijít do styku s vodou a dokonce i agresivními chemikáliemi, zejména kyselin, nenarušují jejich příjemný lesk a celistvost výrobků z nich vyrobených. V ruské praxi se takové oceli nazývají „nerezová ocel“. V počátcích svého používání se nerezové oceli používaly především pro výrobu kuchyňského náčiní, ale poté se začaly aktivně využívat v průmyslu. V současné době je již nashromážděno mnoho zkušeností s jejich používáním, což nám umožňuje nejen obdivovat jejich jedinečné vlastnosti, ale také si všimnout některých omezení v jejich použití, o kterých si nyní budeme hlavně povídat.
Musíme ale začít vysvětlením podstaty jedinečných antikorozních vlastností nerezové oceli. Tyto vlastnosti jakékoli nerezové oceli (a existuje jich několik typů) jsou dány přítomností chrómu v jejím složení, který se při interakci s vnějším prostředím obsahujícím agresivní látku (například kyslík) oxiduje a vytváří ochranný pasivní film oxidu chromitého na povrchu oceli, zabraňující další korozi.destrukce produktu. Tento jev se nazývá pasivace nerezové oceli. Nejnižší obsah chrómu, který umožňuje pasivaci nerezové oceli, je 12 %.
Korozní odolnost nerezových ocelí je dána stabilitou pasivního filmu a závisí na charakteru agresivního prostředí. Se zvyšujícím se obsahem chrómu se odolnost korozivzdorných ocelí za oxidačních podmínek prudce zvyšuje. Nikl také přispívá k pasivaci nerezových ocelí, ale v mnohem menší míře. Kromě toho mohou být nerezové oceli legovány molybdenem, mědí, titanem, niobem a dalšími prvky. Zvýšení obsahu uhlíku má prudce negativní vliv na korozní odolnost korozivzdorných ocelí. U nerezové oceli ruské výroby je složení oceli zašifrováno v jejím názvu, který je regulován GOST 5632-72. Každý legující prvek v nerezové oceli je označen písmenným kódem (například: chrom – X, nikl – H, molybden – M) a čísla za písmenem určují obsah tohoto prvku v procentech. Typické ruské jméno je 03Х17Н14М3. V evropské a americké praxi se používají kódy v souladu s normalizačními systémy EN, ASME, ASTM atd.
Navzdory výše popsaným antikorozním vlastnostem je nerezová ocel za určitých podmínek náchylná k rychlému koroznímu selhání. Zvažme tyto podmínky.
Povrchová koroze v důsledku znečištění železem
Pokud se výrobek z nerezové oceli během výroby, přepravy nebo provozu dostane do přímého kontaktu s uhlíkovou ocelí, na povrchu nerezové oceli se následně vytvoří tenká vrstva hnědé rzi. Nejlepší způsob, jak zabránit tomuto typu koroze, je eliminovat kontakt mezi nerezovou ocelí a uhlíkovou ocelí: nesvařujte uhlíkovou ocel s nerezovou ocelí; K čištění vždy používejte nerezové kartáče apod.
Tento typ koroze nevede k poškození celistvosti výrobku z nerezové oceli, ale pouze kazí jeho vzhled.
Důlková (důlková) koroze
Důlková koroze je druh extrémně úzce lokalizované koroze, která vede k tvorbě malých otvorů v kovu. Tento typ koroze je v atmosféře nemožný a vyskytuje se pouze tehdy, když se výrobek z nerezové oceli dostane do kontaktu s kapalným nebo půdním elektrolytem. K iniciaci pittingu dochází v místech defektů ochranné pasivní fólie (škrábance, praskliny) nebo jejích slabých míst (pokud je heterogenita slitiny např. na svarech). Proces iniciace důlkové koroze je pravděpodobnější při nedostatečném přístupu kyslíku k povrchu výrobku, který neumožňuje obnovit pasivní ochranný film na kovovém povrchu při jeho zničení.
Odolnost korozivzdorných ocelí proti důlkové korozi se posuzuje číselným ukazatelem – PREN, který nastavuje úroveň potenciální korozní odolnosti. Čím vyšší je hodnota PREN, tím vyšší je odolnost proti důlkové korozi. Rozsah hodnot tohoto ukazatele pro stávající třídy nerezových ocelí se pohybuje od 15 do 45 jednotek.
Tento typ koroze může vést ke vzniku průchozích defektů a poškození celistvosti výrobku.
Štěrbinová koroze se vyskytuje v úzkých mezerách mezi kovy (např. mezi šroubem a maticí) nebo mezi kovem a nekovovým materiálem (jako je těsnění), když elektrolyt vstoupí do prostoru. Mechanismus a výsledek jsou podobné důlkové korozi, rychlost růstu defektu však může být vyšší v důsledku snížení přístupu kyslíku do trhlin. Může se vyskytnout v trhlinách v kovu iniciovaných korozí pod napětím (viz níže).
Tento typ koroze může vést ke vzniku průchozích defektů a poškození celistvosti výrobku.
V důsledku mezikrystalové koroze se selektivně ničí hranice zrn v ocelové konstrukci. Je to způsobeno rozdíly v koncentraci prvků z nerezové oceli v samotném zrnu a na jeho hranici, například s hranicemi zrn ochuzenými o chrom nebo obohacenými o uhlík s následnou tvorbou nečistot (karbidy chromu).
Mezikrystalická koroze je velmi nebezpečným typem destrukce, protože. nelze to vždy určit vizuálně. Kov ztrácí tažnost a pevnost, rázová houževnatost je kriticky snížena, což může vést ke křehkému porušení konstrukce vlivem vnějších pnutí.
Kovové výrobky a konstrukce, ve kterých jsou přítomna zbytková napětí po mechanickém nebo tepelném zpracování, podléhají koroznímu praskání. Korozní praskání vzniká při svařování, montáži nebo instalaci kovových dílů atd. Intenzitu korozního praskání velmi ovlivňuje korozní prostředí (jeho charakter, složení a koncentrace agresivních látek). V důsledku korozní destrukce se v kovu tvoří rozvětvené kolonie transgranulárních a interkrystalických trhlin.
Chromniklové austenitické oceli jsou náchylnější ke koroznímu praskání. Zavedení stabilizátorů, legujících složek a zvýšení obsahu niklu nemá významný vliv na náchylnost austenitických ocelí ke korozi.
Korozní praskání je velmi nebezpečným typem destrukce výrobku, protože může vést k okamžitému vzniku průchozích defektů velké plochy a tím k rychlému vylití celého obsahu nádoby.
Bludné proudy jsou elektrické proudy v zemi, které vznikají v důsledku netěsností z kolejnic elektrifikovaných železnic provozovaných na stejnosměrný proud a využívajících kolejnice jako zpětný vodič. Zdrojem bludných proudů mohou být i různé stejnosměrné instalace (telegraf, elektrické svářečky, systémy katodové ochrany atd.), využívající zem jako zpětný vodič. Je známo, že elektrická vodivost kovů je mnohonásobně větší než vodivost zemin a zemin. Proto jakákoliv podzemní kovová konstrukce, v tomto případě podzemní nádrže, která se nachází v zóně rozvodu bludných proudů, tyto proudy přitahuje, přenáší je jako vodič s nižším ohmickým odporem a vrací je zemí zpět do zdroje stejnosměrného proudu.
V tomto případě je částí kovové konstrukce, ze které proud vystupuje do země, anoda a částí konstrukce, kterou do ní vstupuje stejnosměrný proud, je katoda. V anodových zónách za předpokladu, že je konstrukce v kontaktu s vlhkou zeminou, bludné proudy způsobují elektrolýzu a způsobují extrémně velké korozní poškození konstrukce. Specifické ochranné vlastnosti nerezové oceli tomuto typu koroze nebrání.
Jak tedy zajistit, aby výrobky z nerezové oceli byly správně odolné vůči korozi? Obraťme se na regulační dokumenty Ruské federace o korozní bezpečnosti. Jaké jsou požadavky na nerezové konstrukce?
1 GOST 9.602-2005 Jednotný systém ochrany proti korozi a stárnutí. Podzemní stavby. Všeobecné požadavky na ochranu proti korozi
Stanovuje obecné požadavky na vnější povrchovou ochranu proti korozi podzemí kovové konstrukce z uhlík a nízká slitina oceli Pro výrobky a konstrukce, včetně podzemních, od nerezové ocel neplatí .
2 SP 28.13330.2012 Ochrana stavebních konstrukcí před korozí
Obsahuje obecná doporučení o potřebě primární (výběr konstrukčních řešení snižujících agresivní vlivy a materiálů odolných vůči provoznímu prostředí), sekundární a speciální antikorozní ochrany. Z hlediska aplikace výrobků a konstrukcí z nerezové nebo korozivzdorné oceli existuje několik nesourodých požadavků, které je třeba hledat v celém dokumentu. Například nerezová ocel je navržena jako konstrukční materiál v přítomnosti plynové koroze.
To znamená, že podrobná pravidla aplikace nerezových výrobků (konstrukcí) v různých vnějších podmínkách v moderní regulační dokumentaci chybí.
Kvalitní použití nerezových ocelí závisí především na kvalifikaci projektanta, projektanta či stavitele samotného objektu. V takových podmínkách bych rád upozornil své kolegy na pár vcelku jednoduchých pravidel, která mohou pomoci ke správnému rozhodnutí v jednoduchých případech.
- Při použití nerezové oceli v atmosférických podmínkách nezapomeňte pečlivě vybrat jakost (složení) samotné oceli. Korozní agresivita atmosféry závisí na mnoha faktorech (podrobněji viz zde). Zvláště nebezpečné může být mořský vzduch a vzduch znečištěný průmyslovými emisemi. V takových podmínkách se dobrá, ale ne speciální nerezová ocel může v nejlepším případě pokrýt neestetickými skvrnami rzi.
- Opatrnost je také třeba při skladování korozivních kapalných produktů v nádobách z nerezové oceli. Ne každá nerezová ocel snese kyseliny nebo mořskou vodu. V tomto případě je navíc třeba věnovat zvláštní pozornost kvalitě svarů na výrobku. Právě u nekvalitních svarů je narušen magický poměr železa a legujících prvků, který umožňuje nerezové oceli odolávat korozi. A právě svary jsou první, které netěsní, a v některých případech doba do prvního průchozího poškození je dní.
- Podzemní (podvodní) provoz nerezových výrobků a konstrukcí bez dodatečných antikorozních ochranných opatření je krajně nežádoucí a lze jej povolit pouze ve výjimečných případech. Například pokus o vybudování podzemních potrubí z nerezových ocelí v SSSR vedl k jejich rychlé destrukci v důsledku důlkové a mezikrystalové koroze. U nádob nebo jiných výrobků (konstrukcí) s malým povrchem a délkou (ve srovnání s potrubím) je nutné pečlivě kontrolovat proces montáže a zásypu podzemní nerezové konstrukce. Dále je velmi žádoucí vybavit podzemní stavbu stacionárním monitorovacím a měřícím bodem pro měsíční měření elektrochemického potenciálu. V některých případech mohou být výrobky z nerezové oceli opatřeny systémem elektrochemické (anodické) ochrany a antikorozními nekovovými povlaky.
- Korozní odolnost jakékoli nerezové oceli, zejména v počáteční fázi provozu, může být zvýšena nucenou pasivací (vytvořením ochranného filmu oxidu chromitého) v průmyslových podmínkách za použití chemických oxidačních činidel, jako jsou roztoky dvojchromanu sodného. Pravda, pasivaci nelze provádět bezmyšlenkovitě. Je nutné pečlivě analyzovat budoucí provozní podmínky (stejně jako přepravu a skladování) produktu – prostředí snad není tak agresivní a je zde dostatečný přístup k přírodnímu oxidačnímu činidlu. Je také velmi důležité provést rovnoměrnou pasivaci, jinak mohou být místa s nedostatečnou tloušťkou/nedostatkem oxidu chrómu vystavena důlkové korozi.
Samozřejmě se jedná o nejjednodušší vzory. K řešení složitých problémů jsou nutné komplexní laboratorní a terénní korozní studie. Tím se použití nerezové oceli v různých podmínkách neliší od jiných procesů destrukce korozí a odpovídajících opatření protikorozní ochrany. Koroze je velmi různorodá a nelze si vše předem promyslet.
