Почему появляется ржавчина на нержавейке?

Несмотря на то, что высоколегированные стали называются нержавеющими, при определенных условиях они подвержены коррозии. Рассмотрим виды коррозии изделий из нержавеющей стали, а так же методы ее защиты.

Щелевая коррозия возникает в тех местах, где между стальным изделием и другим предметом образуется небольшой зазор.

Щелевая коррозия нержавеющих сталей.

Почему ржавеет нержавейка – причины, виды коррозии

В роли этого второго предмета обычно выступает изолирующий материал: уплотнитель или резиновая прокладка, хотя это может быть и металлический предмет. Геометрия зазора – решающий фактор начала развития щелевой коррозии.

Зазор должен быть достаточно большим для проникновения химически агрессивной жидкости, но не настолько большим, чтобы материал мог вымываться из зазора течением или конвекцией жидкости.

Механизм образования щелевой коррозии хорошо известен. Первая стадия – это накопление в зазоре агрессивных ионов (таких как хлорид-ионы) и вытеснение кислорода из раствора внутри зазора.

Это приводит к формированию анода в зазоре, а материал вне зазора становится катодом.

Коррозия образуется в зазоре по двум причинам: во-первых, пассивная пленка разрушается из-за вытеснения кислорода, во-вторых, коррозионные реакции в анодной зоне вызывают изменение кислотности среды (со временем кислотность в зазоре возрастает).

Правильное проектирование – один из лучших способов избежать щелевой коррозии. Выбор материалов сравним с ним по важности.

Щелевая коррозия наиболее интенсивна в кислотных условиях, в хлоридсодержащих нетекучих средах.  Катодная защита может снизить уровень как точечной, так и щелевой коррозии, повышая щелочность анодного участка.

Повышение текучести среды также уменьшит последствия обеих форм местной коррозии.

Другие пассивные материалы, такие как алюминий и его сплавы, чувствительны и к точечной, и к щелевой коррозии. Точечная и щелевая коррозия алюминия возникает аналогично коррозии нержавеющей стали.

Точечная коррозия

Почему ржавеет нержавейка – причины, виды коррозии

Развитие питтинга начинается с небольшого поверхностного дефекта: царапины, местного изменения состава или повреждения защитного покрытия. Полированные поверхности демонстрируют более высокую устойчивость к точечной коррозии, если полирование было выполнено правильно. Некачественная полировка может ускорить развитие коррозии.

Почему ржавеет нержавейка – причины, виды коррозии

Точечная коррозия является самым распространенным видом коррозийного разрушения нержавеющей стали, приводящий к образованию отверстий в баках, резервуарах и стенках труб. Она встречается в виде небольших в диаметре, но глубоких полостей (питтингов). Их диаметр обычно не превышает 1 мм, но проникновение в глубину металла может быть велико.

В коррозионной реакции в роли анодов выступают питтинги, катодом служит остальная поверхность. Старт образованию питтинга дает повреждение защитной оксидной пленки (пассивного слоя) на поверхности стали.

Обычно эти повреждения представляют собой включения в сталь посторонних примесей, таких как сера.

Посторонние включения могут приводить к местной нехватке легирующих элементов, тем самым нарушая равномерность защитного оксидного слоя.

Благоприятные условия для точечной коррозии – это умеренно высокая температура, высокая концентрация хлорид-ионов и прочих галогенидов (фторидов, бромидов, йодидов). Кислотные среды также способствуют развитию питтингов, которые сами по себе кислотны.

Кислотность внутри питтинга – это та причина, по которой они, однажды образовавшись, продолжают расти вглубь.

Числовой эквивалент стойкости к точечной коррозии (PREN)

Числовой эквивалент стойкости к точечной коррозии (RREN) – это полезный справочный показатель, отражающий склонность определенных нержавеющих сталей к образованию питтингов.

Его следует использовать только в качестве ориентира, а не как гарантированный способ предсказания коррозионной устойчивости в любых обстоятельствах.

Было обнаружено, что сплавы, имеющие высокую концентрацию азота (N), хрома (Cr) и молибдена (Mo), демонстрируют высокую устойчивость к точечной коррозии. Сравнительная эффективность сочетания этих элементов выражается следующей формулой:

PREN = (%Cr) + (3.3 x %Mo) + (16 x %N) (обращаем внимание, что в некоторых вариантах используется 32 x %N)

Чем выше значение показателя PREN, тем выше устойчивость к точечной коррозии.

Типичные значения показателя PREN таковы:

Марка стали PREN
430 16
444 25
304 19
304LN 21
316 26
316LN 27.5
904L 36
Zeron 100 41
SAF 2507 42

Пассивирование нержавеющей стали

Для условий, где риск возникновения точечной коррозии является критичным фактором, общепринятой практикой для придания большей равномерности поверхности металла служит пассивирование.

Оно выполняется путем нанесения на поверхность окислителей, которые растворяют железо, но не оксиды легирующих элементов. Стандарт ASTM A967-1 в качестве простого и относительно безопасного способа предлагает применять 8%-ную лимонную кислоту в течение 3 часов при комнатной температуре.

Пассивирование проходит быстрее при использовании 20%-ной азотной кислоты в течение 30 минут при 55°С.Для улучшения процесса пассивации к азотной кислоте также может быть добавлен 2%-ный дихромат натрия, но это значительно снижает безопасность.

Для пассивации нержавеющей стали также может быть использована фтороводородная кислота, но этот процесс очень опасен. В фармацевтической индустрии для пассивации иногда используется особо чистый раствор фосфорной кислоты.

В кислотах, используемых для пассивирования, должны практически отсутствовать хлорид- или фторид-ионы, иначе может возникнуть точечная коррозия стали.

Скорость процесса пассивации с использованием как азотной, так и лимонной кислоты можно повысить путем увеличения температуры. Пассивация может длиться от нескольких минут до нескольких дней в зависимости от марки обрабатываемой стали.

Стандарты ASTM – это лишь общие рекомендации. Химикаты, условия и время воздействия должны подбираться в соответствии с предполагаемыми условиями эксплуатации, включая характер коррозионной среды.

Проверка эффективности пассивирования может быть электрохимической, с использованием кривых поляризации и карты потенциалов, или химической, путем проведения анализа на сульфаты меди либо ферроцианиды. Электрохимические методы более совершенны, они выигрывают в точности и предоставляют больше информации.

Там, где положительный участок кривой вертикален или близок к вертикали, находится пассивная область, т.е. на поверхности присутствует высокопрочная тонкая пленка хрома. Диапазон напряжений, в котором пленка остается стабильной, является показателем ее качества.

Сенсибилизация нержавеющих сталей и коррозия сварных швов

Почему ржавеет нержавейка – причины, виды коррозииСенсибилизация нержавеющей стали – это вид межкристаллитной (межзеренной) коррозии, который приводит к выпадению кристаллов стали с поверхности металла, как показано на фото выше.  Если это явление происходит в зоне сварного соединения, его часто называют коррозией сварного шва. Если сенсибилизация происходит в пределах узкой полосы, это называется ножевой коррозией: в прошлом нагретая область лезвия стального ножа вблизи рукоятки имела свойство терять кристаллы, оставляя чернеющие выемки. Нержавеющая сталь 316 может сенсибилизироваться при нагревании до температур в диапазоне 480-900°С. При более высоких температурах сенсибилизация может начаться по прошествии всего лишь 3-х минут. Если температура ниже, потребуется более часа.

Сенсибилизация вызывает коррозию, так как межзеренные границы теряют хром из-за образования интерметаллических карбидов. Шесть атомов углерода изымают из сплава 23 атома хрома. Это может привести к снижению местного содержания хрома с 18 до 12%.

Когда сенсибилизированная нержавеющая сталь встречается с агрессивной средой, центр кристалла становится катодом, а межзеренная граница – очень активным местным анодом. Начальный период развития процесса может затянуться, поскольку разрушение поверхностных кристаллов занимает длительное время.

Тем не менее, когда межзеренные связи ослабевают, кристаллы выпадают с поверхности и оставляют черноватые ямки.

Контактная коррозия

Пассивная поверхность нержавеющей стали постоянно преобразуется. Если сталь вступает в контакт с углеродистой или ферритной сталью, частицы могут остаться на поверхности и образовать местные аноды.

Образующаяся в результате коррозия выглядит некрасиво. Контакта между этими типами металлов следует избегать.

Нужно применять отдельные инструменты для разных типов материалов; рабочие зоны должны быть разделены.

Коррозия и поверхностная обработка нержавеющей стали

Почему ржавеет нержавейка – причины, виды коррозииСуществует много способов обработки поверхности изделий из нержавеющей стали. На фотографии выше показана фрезерованная поверхность. Также распространены зачищенные, отшлифованные и полированные поверхности. Обычно выбор способа поверхностной обработки нержавеющей стали основан на внешних предпочтениях архитекторов или конструкторов, но следует также принимать в расчет соображения коррозионной стойкости. В целом, чем более гладкая поверхность стали, тем устойчивей она к коррозии и появлению пятен ржавчины. Шероховатые поверхности склонны к возникновению точечной коррозии в тех условиях, где более гладкие поверхности проявили бы устойчивость. Шероховатые поверхности накапливают загрязнения и требуют большего ухода. Такие марки стали, как 304 или 316, лишь в малой степени устойчивы к образованию пятен ржавчины при использовании в морских условиях или в пищевой промышленности и определенно уязвимы, если изделия имеют шероховатую поверхность.

Уход за нержавеющей сталью.

Если нержавеющая сталь должна сохранять хороший внешний вид, не стоит полагать, что она может обходиться без ухода. В городской среде или в морских условиях для поддержания достойного облика требуется регулярное мытье теплой водой с содержанием ПАВ.

Обычно интервал между чистками составляет порядка полугода, однако в суровом климате может потребоваться более регулярное мытье. Следует строго избегать очистителей, содержащих такие активные ингредиенты, как хлориды или аммиак. При обнаружении на поверхности стали пятен или ямок следует удалить пятна жесткой губкой.

С момента появления питтингов потребуется более регулярный уход. С методами очистки нержавеющей стали вы можете ознакомиться в этой статье.

Коррозия нержавейки на строительных объектах

Почему ржавеет нержавейка – причины, виды коррозииНержавеющая сталь часто используется с наружной стороны современных зданий, поскольку она привлекательно выглядит и проста в уходе. Коррозия, подобная изображенной на фотографии выше, может иметь место в случае, если нержавеющая сталь в процессе строительства вступала в контакт с агрессивными средами или ферритной сталью. Поверхностные пятна такого рода могут легко возникнуть при несоблюдении режима ухода, если здание располагается в прибрежной(морской) или промышленной зоне. Стали 304 и 316 в таких условиях требуют регулярного ухода.

Коррозия кухонного оборудования из нержавеющей стали

Почему ржавеет нержавейка – причины, виды коррозииФотография  демонстрирует последствия несоблюдения режима ухода на кухне заведения общественного питания. Такое оборудование, как полки или рабочие поверхности из нержавеющей стали, часто изготавливают из сталей группы прочности меньше 316, которые проще поддаются формовке(AISI 304). Промышленные холодильники и посудомоечные машины почти всегда изготовлены из более устойчивых к коррозии сталей 316 или 316L .

Кухонные поверхности из нержавеющей стали могут быстро корродировать, если оборудование поступило в некачественном состоянии.

Почему ржавеет нержавейка – причины, виды коррозииСправа продемонстрирован крайний случай точечной коррозии: хлоросодержащий очиститель вызвал коррозию раковины. Более мягкие формы этого вида коррозии возникают, когда в контакт с нержавеющей сталью вступает неверно выбранный очиститель или отбеливатель.

Коррозия изделий из нержавеющей стали в фармацевтической промышленности

Почему ржавеет нержавейка – причины, виды коррозииМногие фармацевтические фабрики работают с соляными растворами и используют нержавеющую сталь 316L. Обычно нержавеющая сталь хорошо справляется с такими условиями, но если соединения кромок остаются в контакте с соляным раствором, может возникнуть щелевая коррозия, как показано на фотографии.

При стерилизации паром поверхность нержавеющей стали может покрываться рыжеватыми пятнами. Применяемая в фармацевтической промышленности нержавеющая сталь, также может подвергаться точечной коррозии, если технологическая жидкая среда недостаточно текучая.

Нетекучие растворы также могут вызывать коррозию шаровых и поворотных клапанов из нержавеющей стали. Дезинфицирующие пары, такие как пары надуксусной кислоты, также могут приводить к поражению нержавеющих сталей.

Там, где используются регулируемые насосы, нержавеющая сталь может подвергаться коррозии под воздействием блуждающих токов.

Читайте также:  Как сделать сопло для пескоструя?

Коррозия нержавеющих сталей в пищевой промышленности

На этой фотографии видна коррозия стального распылителя из молочного цеха, начавшаяся на внутренней стороне и вышедшая наружу. Молочные и прочие продукты часто содержат соль. Если они долго находятся в контакте с нержавеющей сталью, может возникнуть коррозия.

Конвейеры в пищевой промышленности, подобные изображенному на фотографии, могут быстро корродировать, если состояние поверхности неудовлетворительно. Поверхность этого конвейера подвергалась дробеструйной обработке.

Зачищенные поверхности на том же предприятии оставались в хорошем состоянии. В мясной промышленности крайне важна стерильность, поэтому зачастую необходимо использовать хлоридсодержащие очистители.

После обработки их нужно тщательно удалять с поверхности.

Коррозия нержавеющей стали в бассейнах

Поручни из нержавеющей стали часто встречаются в бассейнах и в целом устойчивы к коррозии, которую могут вызвать применяемые в бассейнах химикаты. Коррозия, показанная на фотографии выше, возникла из-за неверного выбора средства для мытья полов. Изделия из нержавеющей стали, специально предназначенные для использования в бассейнах, требуют регулярной чистки и мытья.

Заказывая изделия из нержавеющей стали в компании «Строй Металл», Вы можете быть уверены, что они будут изготовлены с учетом условий эксплуатации. Это позволит Вам минимизировать риск повреждения изделия в следствии коррозии.

Источник: http://stroy-metall.ru/stati/vidy-korrozii-nerzhaveyushchej-stali

Коррозия нержавеющих сталей

Несмотря на то, что высоколегированные, в том числе хромистые, стали называются нержавеющими, при определённых условиях они подвержены коррозии. И хотя подобные случаи довольно редки, знания условий возникновения разных типов коррозии и мер противодействия ей лишними не будут.

Точечная или питтинговая коррозия

Это вид коррозии, приводящей к образованию небольших отверстий в металле. Причиной точечной коррозии служит недостаток кислорода в небольшой области. Эта область становится анодной, в то время как зона избытка кислорода становится катодной, вызывая местную гальваническую коррозию.

Точечная коррозия имеет свойство проникать вглубь металла, чем весьма коварна. Это распространённый вид коррозии нержавеющей стали, приводящей к образованию отверстий в баках, резервуарах и стенках труб.

Почему ржавеет нержавейка – причины, виды коррозииСенсибилизация нержавеющих сталей и коррозия сварных швов

Почему ржавеет нержавейка – причины, виды коррозии

Сенсибилизация нержавеющей стали — это вид межкристаллитной коррозии, который приводит к выпадению кристаллов стали с поверхности металла. Если это происходит в зоне сварного соединения, его часто называют коррозией сварного шва. Если сенсибилизация происходит в пределах узкой полосы, это называется ножевой коррозией.

Сенсибилизация вызывает коррозию, так как межзёренные границы теряют хром из-за образования интерметаллических карбидов. Когда сенсибилизированная нержавеющая сталь встречается с водой ненадлежащей чистоты и кислотности, центр кристалла становится катодом, а межзёренная граница – анодом. Межзёренные связи ослабевают, кристаллы выпадают с поверхности и процесс коррозии резко ускоряется.

Для нейтрализации этого явления применяется пассивирование нержавеющей стали.

Коррозия в водной среде

Коррозия нержавеющих сталей в воде, так же как и в атмосфере, носит как питтинговый так и межкристаллитный (межзёренной) характер при этом наиболее часто коррозии подвергаются зоны сварных швов.

Процесс коррозии, его скорость, характер и глубина повреждения зависят от состава воды и условий эксплуатации.

Наибольшее влияние на коррозию оказывают такие факторы, как жёсткость воды (присутствие в воде комплексов солей карбонатов, сульфатов, хлоридов) наличие ионов железа, величина рН, содержание примесей тяжёлых металлов (особенно меди и ртути) и насыщение кислородом. Скорость коррозионного процесса повышается при повышении температуры воды. Стоячая вода также способствует увеличению скорости процесса коррозии.

Небольшое отклонение значения рН от нейтральной среды в кислотную (рН до 4,0) или слабощелочную увеличивает скорость коррозии в воде. Минимальная скорость коррозии наблюдается при рН от 6 до 7. Бикарбонат незначительно влияет на коррозию.

Присутствие в воде сульфатов может повышать сопротивление питтинговой коррозии. Большое влияние на коррозионную активность воды оказывают хлориды. Заметное увеличение скорости коррозии наблюдается при увеличении их концентрации от 50 до 300 мг/л.

Влияние хлоридов резко возрастает в присутствии ионов меди и заметно в присутствии карбонатов.

Почему ржавеет нержавейка – причины, виды коррозии

Особо следует отметить негативное влияние повышенного содержания в воде ионов железа.

В этом случае при контакте с атмосферным и растворенным в воде кислородом происходит их окисление с характерным изменением цвета воды и её загрязнение продуктами окисления с последующим выпадением их в осадок, который вызывает резкое ускорение процесса коррозии. В качестве характерного примера можно привести «ржавые» потеки на санфаянсе при протечках воды.

Действенной мерой по воспрепятствованию негативного влияния воды ненадлежащей чистоты и рН является её отстаивание в специальных ёмкостях до применения, что является наиболее простым и действенным методом. При значительной загрязнённости воды требуется очистка с использованием бытовых фильтров. Кроме того, предназначенные для хранения и нагрева воды ёмкости подлежит надлежащему периодическому уходу.

Уход за нержавеющей сталью

Если изделия из нержавеющей стали призваны эксплуатироваться длительное время и сохранять хороший внешний вид, не стоит полагать, что они могут обходиться без ухода. В городской среде или в загородных условиях для поддержания внешнего вида требуется регулярное мытье тёплой водой с содержанием ПАВ. Следует избегать очистителей, содержащих хлориды или аммиак.

При обнаружении на поверхности стали пятен или ямок следует удалить пятна жёсткой губкой. С момента появления питтингов потребуется более регулярный уход. Действенной мерой по устранению загрязнений от окислов железа является применение средств «Cillit», «Цинкарь» и аналогичных им. Можно применять и 8% лимонную кислоту.

После применения указанных средств, следует тщательно промыть изделие чистой водой.

Пассивирование нержавеющей стали

В условиях, где риск возникновения коррозии является критичным, применяется пассивирование.

Оно выполняется путём применения окислителей, которые растворяют железо, но не оксиды легирующих элементов. Возможно применять 8%-ную лимонную кислоту при комнатной температуре. Скорость процесса пассивации с использованием лимонной кислоты можно повысить путём увеличения температуры раствора.

Повторение процедуры пассивирования перед началом эксплуатации и далее один раз в два месяца повысит срок службы изделий, предназначенных для хранения и нагрева воды.

Источник: https://t-m-f.ru/articles/otopitelnye_pechi/Korrozija-nerzhavejushhih-stalej/

Почему ржавеет нержавейка?

В данной статье мы частично ответим на вопрос почему ржавеет нержавеющая сталь, но отвечать на этот вопрос будем не с технической точки зрения, описывая такие банальные и скучные причины ржавления, как появление общей, межкристаллитной, точечной, либо щелевой коррозии. Нет. Сегодня мы разберем причины ржавления нержавейки чисто по причине присутствия человеческого фактора. И не только его.

Одной из причин ржавления нержавейки по причине человеческого фактора может служить следующая ситуация. На предприятии по производству бассейнов появляется заказ на оснащение переливным бассейном небольшого фитнес-центра. А заказ этот появляется благодаря выигранному предприятием тендеру. В результате жесткой конкуренции пришлось значительно снизить стоимость изготовления бассейна.

Предприятие пошло на снижение по причине выставленного счета на нержавеющую сталь AISI 316, из которого делаются бассейны, от одного из поставщиков, предложившего самую низкую цену на нержавеющие листы. Все документы и спецификации подписаны. Металл уже получен. Правда при приемке на складе заметили, что на листах нет маркировки.

Зато сертификат поставщик к документам приложил, и даже дал небольшую отсрочку платежа. Через некоторое время предприятие изготовило у себя на производстве заказ, произвели монтаж бассейна и оборудования водоподготовки и даже предоставили заказчику программное обеспечение для контроля за насосами и фильтрами бассейна из нержавейки. Подписали акты-приемки.

Отметили выполнение заказа и благополучно забыли. Ибо появились и другие заказы.

Почему ржавеет нержавейка – причины, виды коррозии

А через полгода к предприятию-изготовителю обратился представитель заказчика с претензией появления точек темно-рыжего цвета в различных местах бассейна. После проведения осмотра чаши бассейна было выявлено, что точки ржавчины образовались в следствии воздействия реагентов, которыми обеззараживают воду.

Но ведь в производстве использовалась кислотостойкая нержавейка AISI 316! Как такое могло произойти? После долгих разбирательств и поисков возможных причин случившегося на складе нашли небольшие куски закупленных когда-то листов и отдали кусок на хим. анализ.

Выяснилось, что сталь, из которой сделали бассейн, и рядом не стояла по химическому составу со сталью AISI 316.

Что же в действительности произошло? Вы, конечно, можете сказать: не гонялся бы ты, поп, за дешевизной. Но не всегда низкая цена может означать, что вас хотят обмануть. Тут, к примеру, может сыграть тот факт, что у поставщика лежит металл, который он закупил по очень хорошей цене у завода-изготовителя. Но в данном случае произошло нечто другое.

На производстве при приемке нержавеющих листов не придали особого значения отсутствию маркировки на поверхности листов, а как известно, именно по маркировке на листе нержавейки можно соотнести данные в сертификате, при проверке на подлинность.

А металлоторговец, предоставивший низкую цену, сам у кого-то перекупил эти листы и просто предоставил сертификат от другой партии. Вот и результат.

На будущее: в случае предъявления высоких требований к изделиям из нержавеющей стали проверяйте наличие маркировки на листовой нержавейке и приобретайте товар у проверенных поставщиков.

Почему ржавеет нержавейка? Непредвиденная ситуация

Допустим, вы купили нержавеющую металлопродукцию, не важно что — нержавеющий лист или профильную нержавеющую трубу, к примеру, марок стали AISI 430 или AISI 201, и решили использовать её в своем производстве по прямому назначению, скажем так, без фанатизма.

И купили, можно сказать, прям с корабля, с которого контейнер с нержавейкой только поступил на склад продавца. Купили и забыли. Лежит он у вас на складе и ждёт своего часа. В один прекрасный день у рабочих на производстве руки доходят до купленной вами нержавейки, а она ржавая.

Они смотрят на неё и глаза у них становятся такими 0_о. Звонят вам и у вас становится такое же выражение лица. Как так? – думаете вы. Вот же — на руках – свежёхонький  сертификат на металлопродукцию. Вы так долго ждали поставки этой нержавейки! Ахи да охи, ругань с поставщиком. Срыв сроков выпуска продукции. Всё тлен.

Почему ржавеет нержавейка – причины, виды коррозии

А что, собственно, случилось-то? Да, обычное чрезвычайное происшествие в процессе транспортировки морем контейнеров с нержавейкой на контейнеровозе. Судно попало в шторм. Залило водой. Морской водой.

И хотя контейнеры для транспортировки делают не из нержавейки, а из кортеновской стали, устойчивой к атмосферной коррозии, морская соленая вода все-равно просачивается во внутрь контейнера, и вода с тридцатью пятью промилле (‰), являющимися показателем средней солености Мирового океана, таки вступает в контакт с нержавейкой, а результат взаимодействия соленой морской воды со сталью вы уже видели у себя складе. Так что ещё одним вариантом ответа на вопрос почему ржавеет нержавейка служит вышеописанная ситуация. И, как вы поняли уже, нержавеющая сталь AISI 201, а уж тем более AISI 430 не предназначены для работы в морской воде.

Почему ржавеет нержавейка? Простая невнимательность

Почему ржавеет нержавейка – причины, виды коррозии

Рассмотрим ещё пример. Заслали вы бойца на машине за металлом для нужд производства вашего к металлоторговцу. Да не за простым металлом, а за разномарочным. За черным и за нержавеющим. Хотя нержавейка и так относится к черному металлу, но сейчас не об этом. Итак, боец на базе. Его грузят.

Читайте также:  Характеристика краски Хаммерайт

Листовым прокатом его грузят. И складывают всё друг на друга. Черный лист на лист нержавеющий. Без каких-либо прокладок между листами. И в процессе погрузки черный лист немного царапнул по нержавеющему. А ещё и моросит на улице слегка.

В общем, созданы все условия для того, чтобы нержавейка начала ржаветь.

А всё почему? Потому что повреждён защитный слой оксидной пленки и происходит вытяжка железа на поверхность нержавеющего листа, которое и будет корродировать. Ибо вспомнив таблицу из ГОСТа 9.

005 72-ого года рождения выпуска, в которой указана допустимость контактов различных металлов друг с другом, можно увидеть, что нержавеющие хромоникелевые и хромистые стали ну никоим образом не должны контактировать с низколегированной и углеродистой, то есть черной, сталью. От слова совсем.

Разве что некоторым хромистым сталям ограничено допустимы контакты в атмосферных условиях и то при условии азотированного, оксидированного или фосфатированного покрытия низколегированной и углеродистой стали. Вот вам ещё один ответ на вопрос почему ржавеет нержавейка.

Почему ржавеет нержавейка? На заметку

В данном примере нам не удастся ответить на вопрос почему же ржавеет нержавейка, так как мы просто рассмотрим вариант неправильного использования конкретной марки стали в определенных условиях.

Предположим, ваш внук, являющийся большим поклонником Юрия Гагарина и главы компании Tesla и Space X, подходит к вам и говорит: — Деда, а давай сделаем ракету? Чем мы хуже американцев? – и действительно, чем? И вы, будучи увлеченным по молодости ракетостроением, решили с внуком на летних каникулах запустить на заднем дворе на вашей даче небольшую ракету. Не Р-7, конечно, а поменьше. Посмотрев старые записи, а также видео таких-же энтузиастов на ютубе, вы приступаете к работе в вашем гараже. Благо у вас сохранилось небольшое количество топлива на основе пары жидкий кислород и керосин, а неподалеку есть металлобаза.

И вот, после нескольких недель конструирования ваше чудо готово к запуску.

Алюминиевый корпус полутораметровой ракеты и двигатель, у которого баки сварены из нержавеющих листов AISI 304, красуется на заднем дворе, а вы уже созвали всех соседей, внук успел сделать несколько селфи с гостями и скоро начнется обратный отсчёт до запуска. Чистое небо и приподнятое настроение способствует скорейшему запуску.

Камеры телефонов наведены на вашу ракету, внук отсчитывает заветные «три, два, один! Поехали!» Производится поджиг топлива и запуск произведен! Из сопла раздается шум, химическая реакция окисления с последующим выделением тепла идёт полным ходом.

Металлические хомуты, приваренные к профильным трубам, являющиеся подобием ферм-опор, отводятся от корпуса ракеты и обтекаемая конструкция несется ввысь. В считанные секунды ракета со свистом взлетает под восторженные возгласы смотрящих, оставляя за собой небольшое количество дыма.

Оптика камер телефонов пытается отследить быстро удаляющийся объект в небе. Проходит секунд десять, как вдруг небольшая вспышка в небе даёт вам понять, что до стратосферы вашей ракете не дотянуть. Удивленные вскрики гостей и протяжное «Н-е-е-е-т!» вашего внука, переносящего свой взор на вас, зарождает в последующей молчаливой паузе немой вопрос — Как тебе такое, Илон Маск? Что же могло произойти?

Есть подозрения, что произошёл взрыв в отсеке с жидким топливом. А произошёл он потому, что нержавеющая сталь AISI 304 не выдерживает такие температуры, при которых горело керосинное топливо с кислородом.

В ГОСТе 5632-72, где отечественным аналогом импортной стали является нержавеющая сталь 08Х18Н10 указано, что рекомендуемая максимальная температура применения 800 °С. Горение же топлива происходило при температурах, дважды превышающих этот показатель.

К слову сказать, сам двигатель нужно было лучше сделать из меди, ведь благодаря её намного высокой, чем у нержавейки, теплопроводности, ракета бы пролетела значительно выше из-за того, что стенки баков в двигателе прогорели-бы позже.

Так что на будущее имейте в виду, что лучше использовать нержавеющую сталь согласно её специфики применения, нежели омрачить воспоминания внука о лете, проведенном у дедушки на даче.

Источник: https://generalsteel.ru/pochemu-rzhaveet-nerzhavejka/

Почему ржавеет нержавейка – причины, виды коррозии

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.

Почему ржавеет нержавейка – причины, виды коррозии

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.

Почему ржавеет нержавейка – причины, виды коррозии

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.

Источник: https://kraska.guru/specmaterialy/korroziya/rzhaveet-nerzhavejka.html

Как ржавеет нержавейка?

Почему ржавеет нержавейка – причины, виды коррозии

Казалось бы, из самого названия «нержавеющая сталь» следует, что этот материал никогда не ржавеет. Тем не менее, в определенных неблагоприятных условиях внешней среды и нержавеющие сплавы могут подвергаться коррозии. Чтобы избежать неприятных последствий, следует разобраться в причинах появления коррозии и в способах ее предотвращения.

Точечная или питтинговая коррозия

Такое повреждение металла носит точечный характер. Оно вызывается гальваническими процессами, начинающимися при недостатке кислорода в некоторых точках изделия. Такие зоны приобретают отрицательный потенциал.

Зоны с избытком кислорода приобретаются положительный потенциал. Так возникает анодно-катодная гальваническая пара, и протекающий ток вызывает окисление металла. Процесс распространяется в глубину изделия и приводит через некоторое время к образованию сквозных отверстий.

Такому поражению подвержены различные емкости и трубопроводы.

Сенсибилизация нержавеющих сталей и коррозия сварных швов

Этот вид коррозионного поражения обусловлен отрыву отдельных кристаллов  сплава от поверхности детали. Он обусловлен влиянием насыщенными солями металлов рабочих сред. В таких средах между разделенных кристаллов вклиниваются соли кальция, рост карбидных кристаллов приводит к дальнейшему разрушению кристаллической структуры.

Такому влиянию подвержены сварные швы, при выполнении которых нарушалась технология проведения сварных работ. Возможна сенсибилизация и участков оболочек емкостей. Ее называют ножевой коррозией, она распространяется в виде узких полос.

Ослабленная сенсибилизацией кристаллическая структура особенно подвержена гальваническому влиянию. Под действием наведенных потенциалов скорость коррозии многократно возрастает.

Для профилактики таких негативных процессов используют метод пассивирования нержавеющих сплавов и сварных швов.

Коррозия в водной среде

В жидкой среде развивается преимущественно питтинговые и межкристаллитные виды коррозии. Особенно часто коррозируют сварные швы, их требуется защищать с особой тщательностью.

Темп развития коррозионных явлений, их свойства и глубина поражения металла определяются химическим составом жидкости и дополнительными условиями применения изделия. Среди наиболее влиятельных факторов отмечают:

  • жесткость воды;
  • присутствие ионов железа и других металлов;
  • насыщенность жидкости кислородом;
  • концентрация солей тяжелых металлов;
  • температура жидкости;
  • гальваническое воздействие.

Повышение температуры и образование застойных зон жидкости рядом с деталями из нержавеющих сплавов значительно ускоряют развитие коррозионных явлений.

Отклонения значения коэффициента pH жидкости от нейтрального коридора 6-7 также существенно ускоряет процесс коррозии. Чем более кислая или, наоборот, более щелочная среда- тем выше темпы поражения металла.

Ускоряют коррозию соли химически активных элементов, прежде всего, хлориды. Карбонаты и ионы меди активируют воздействие хлоридов.

Наиболее пагубно на сохранность деталей из нержавеющих сплавов в жидкой среде влияют растворенные в ней ионы железа. Они реагируют с содержащимся в воздухе и растворенным в жидкости кислородом. Возникающие в ходе этих реакций продукты окисления выпадают в осадок на поверхности детали и многократно ускоряют коррозионные процессы, добавляя в них гальваническую составляющую.

Наглядным примеров таких явлений служит выпадение ржавого осадка на поверхности раковин и унитазов при протекающей арматуре.

Наиболее активно такие процессы протекают на границе жидкой и воздушной среды, когда чередуется воздействие кислорода воздуха и кислорода, растворенного в жидкости.

На практике при необходимости использования воды, загрязненной солями и имеющей pH отличный от нейтрального, используют метод отстаивания жидкости в промежуточных резервуарах. Кроме того, воду очищают в специальных фильтрах, наполненных гранулами ионообменных смол. Сосуды, используемые для хранения, обработки и нагрева таких вод, подлежат периодическому осмотру и облуживанию

Уход за нержавеющей сталью

Было бы наивным предполагать, что изделия из нержавеющих сплавов сами по себе будут сохранять свой элегантный и нарядный внешний вид в ходе длительной эксплуатации. Для сохранения рабочих качеств и внешнего вида нержавейки за ней потребуется соответствующий периодический уход.

В обычных условиях, когда используется химически нейтральная неагрессивная среда при обычных температурах, может быть достаточным регулярное промывание изделий теплой водой с мыльным раствором.  Не рекомендуется использовать моющие и чистящие средства на основе аммиака или абразивных порошков.

При появлении первых признаков точечной коррозии, таких, как пятна и точки, их следует удалить жесткой щеткой или плотной губкой. Если процесс продолжает развиваться, потребуется использование более серьезных восстанавливающих средств. Такие составы, ка Cilit или Цинкарь неплохо справляются на начальных этапах.

Читайте также:  Как самому сделать пескоструйный аппарат?

Подойдет также т 8-% раствор лимонной кислоты. После использования восстанавливающих средства обработанные места следует промыть большим количеством воды.

Пассивирование нержавеющей стали

Процесс пассивирования состоит в преднамеренном образовании на поверхности металла слоя труднорастворимых окислов, защищающих толщу детали от воздействия агрессивной среды.

На поверхность наносят окисляющие составы, такие, например, как 8% раствор лимонной кислоты. В промышленных условиях используют более сильные реактивы. Для ускорения пассивации температуру детали и раствора увеличивают.

Следует учитывать, что при механическом воздействии пассивирующий слой разрушается, и изделие снова становится подверженным коррозии. Поэтому процесс пассивации требуется повторять по мере необходимости.

Источник: https://pechiexpert.ru/kak-rzhaveet-nerzhavejka-10/

Может ли нержавеющая сталь ржаветь или нет, причины ржавения

Может ли ржаветь нержавеющая сталь или нет? Если говорить о нержавеющей стали с содержанием хрома более 10,5%, то возникновение ржавчины полностью исключить нельзя.

Даже аустенитная сталь с содержанием хрома свыше 20% и содержанием никеля более 8% может поржаветь при неправильном обращении и обработке или конструктивных дефектах. Вот почему так важно при обработке нержавеющей стали использовать абразивные инструменты со специальными свойствами.

Примером таких инструментов являются фибровые шлифовальные круги или абразивные отрезные круги с пиктограммой Fe, S, Cl < 0,1%.

Пассивный слой

Нержавеющая сталь, как и обычные сорта стали, вступает в реакцию с кислородом, благодаря чему образуется оксидная пленка.

Однако в случае с обычной сталью кислород вступает в реакцию с имеющимися атомами железа, что приводит к образованию пористой поверхности, которая способствует дальнейшей реакции. Это может привести к полному заржавению детали.

В случае с нержавеющей сталью кислород реагирует с атомами хрома, которые в относительно высокой концентрации присутствуют в стали. Атомы хрома и кислорода образуют толстую оксидную пленку, которая предотвращает дальнейшее развитие реакции.

Эта оксидная пленка также называется пассивным слоем в силу своей реакционной инертности в отношении окружающей среды. Характер и устойчивость пассивного слоя зависит в первую очередь от состава сплава стали.

Коррозия

Существует две причины возникновения ржавчины на нержавеющей стали:

  • пассивный слой не образовался;
  • пассивный слой был разрушен.

Отсутствие пассивного слоя может быть вызвано только высокой степенью чистоты. Обрабатываемые поверхности тщательно зачищаются от всех загрязнений.

Общая поверхностная коррозия

Общей поверхностной коррозией называется равномерное повреждение поверхности детали. Этот вид коррозии возникает только в том случае, если на поверхность воздействуют кислоты или сильные щелочи. Если ежегодная скорость коррозии составляет меньше 0,1 мм, то можно говорить о достаточной устойчивости материала к поверхностной коррозии.

Точечная коррозия (питтинг)

Точечная коррозия возникает в том случае, если пассивный слой разрушается локально. Причиной являются ионы хлорида, которые в присутствии электролита вытягивают атомы хрома, необходимые для образования пассивного слоя. Так возникают точечные отверстия. Наличие отложений, налета ржавчины, остатков шлака или цветов побежалости приводит к усилению точечной коррозии.

Интеркристаллическая коррозия

Интеркристаллическая коррозия может возникнуть в том случае, когда под воздействием тепла вдоль границ зерен выступает карбид хрома и при наличии кислой среды происходит растворение. Это происходит при следующей температуре:

  • аустенитная сталь: 450° — 850°C
  • ферритная сталь: более 900°C

Сегодня при выборе правильного материала интеркристаллическая коррозия больше не играет никакой роли.

Контактная коррозия

Контактная коррозия возникает в том случае, когда в контакт вступают различные металлы под воздействием электролита. Менее благородный материал начинает корродировать и растворяться. Нержавеющие стали являются благородными при контакте с большинством других металлов.

Источник: https://klingspor.com.ru/reference/stainless-steel-rust.html

Почему ржавеет нержавейка?

В качестве материалов для емкостей, деталей оборудования, комплектующих, режущего инструмента – в пищевой промышленности, а также для изготовления посуды, столовых приборов, ножей – в быту, наибольшее распространение получили сплавы на основе алюминия и нержавеющие стали. Но в последнее время довольно часто приходится сталкиваться с тем, что нержавейка ржавеет. Почему?

Преимущества нержавеющих сталей

Более широкое применение получили нержавеющие стали, преимуществом которых являются относительно низкая стоимость по сравнению со сплавами на основе алюминия, высокая коррозионная стойкость, а также высокие механические свойства. Характерной особенностью нержавеющих сталей является их высокая сопротивляемость атмосферной коррозии и окислению при высоких температурах.

Эти замечательные свойства обусловлены, прежде всего, влиянием хрома, входящего в состав нержавеющих сталей.

Благодаря особой склонности образовывать на поверхности весьма устойчивую защитную пленку окиси металла, хром обладает исключительным свойством самозащиты против атмосферной коррозии и действия ряда химических веществ.

Это объясняется тем, что свободная поверхность хрома или железо-хромистого сплава на воздухе становится очень быстро окисленной и эта невидимая и в то же время весьма устойчивая пленка предохраняет металл от дальнейшего окисления.

Склонность чистого хрома к пассивированию распространяется и на его твердые растворы в железе (при содержании хрома выше 12% железо-хромистые сплавы становятся нержавеющими).

С увеличением содержания хрома в железо-хромистом сплаве сопротивление атмосферной коррозии и действию многих химических веществ еще более повышается.

Однако, следует помнить, что железо-хромистые сплавы показывают наибольшую сопротивляемость коррозии в такой среде, которая обеспечивает образование устойчивой защитной пленки на поверхности металла.

Также, коррозионная стойкость нержавеющих сталей в сильной степени зависит от содержания углерода. В сталях с 13-15% хрома, используемых для изготовления ножей и режущего инструмента в пищевой промышленности, коррозионная стойкость понижается при содержании углерода 0,3-0,4%.

Применяемые материалы

В последнее время довольно часто возникают вопросы понижения коррозионной стойкости нержавеющих сталей в процессе эксплуатации режущего инструмента и узлов из нержавеющих сталей, применяемых в пищевой промышленности, а также посуды, столовых приборов, ножей, используемых для бытовых целей.

Наибольшее распространение для изделий бытового назначения (кроме ножей) и для оборудования в пищевой промышленности получила сталь типа 18-8 (08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т), зарубежный аналог – AISI 304 и AISI 321. Сочетая достаточную прочность с очень высокой пластичностью, в то же время, эти материалы обладают очень высокой химической стойкостью и прекрасной свариваемостью.

Основными поставщиками относительно недорогой посуды, столовых приборов и других изделий бытового назначения в Украину являются Китай, Индия, а также отечественные украинские производители. В Украине основными производителями изделий из нержавеющих сталей был комбинат «Днепроспецсталь», Вольнянский завод столовых приборов и Донецкий меткомбинат.

В настоящее время из-за высокой стоимости изделий этих производителей, они не конкурентоспособны, и объем их производства резко упал или прекращен вообще.

Претензий по качеству изделий, изготавливаемых известными фирмами Zeptor, Vinzer нет, но их стоимость в 5-10 раз выше, чем у изделий производства Китая или Индии, поэтому спрос на эти изделия незначителен.

Причины снижения качества нержавеющих сталей

Рассмотрим основные причины понижения коррозионной стойкости, и, как следствие, возникновение либо сплошной, либо точечной коррозии на поверхности изделий.

Стали типа 18-8 склонны к межкристаллитной коррозии (разрушение стали по границам зерен), которую они приобретают в результате замедленного охлаждения или нагрева в интервале температур 500-850°С, а также при сварке.

Определить склонность к межкристаллитной коррозии материала на готовых изделиях затруднительно, поскольку она не всегда проявляется при визуальном осмотре, но может выявляться в процессе эксплуатации изделий.

Не склонны к межкристаллитной коррозии стали типа 18-8 с содержанием углерода менее 0,06%. Большое влияние на коррозионную стойкость оказывает термическая обработка и состояние поверхности.

Наивысшую коррозионную стойкость приобретают стали после закалки с 1100-1150°С в воду, но нержавеющая сталь, применяемая для изготовления изделий бытового назначения, закалке не подвергается.

Кроме того, сталь, применяемая для изготовления рассматриваемых изделий, должна иметь полированную поверхность.

Наличие глубоких царапин, рисок, изъязвлений, а также присутствие следов окалины, вследствие нарушения пассивной пленки, обычно ведет к образованию очагов местной коррозии.

Основным способом получения полированной поверхности на листовом материале является электрополировка, после которой поверхностные дефекты могут иметь блестящий вид, но в процессе использования изделий на них возможна местная коррозия.

Одной из причин коррозии стали является несоответствие марки стали для изготовления изделий, а именно замена относительно дорогой стали типа 18-8 (из-за наличия в ней никеля) на безникелевые нержавеющие стали типа Х13, имеющие более низкую коррозионную стойкость.

Самым простым способом для определения стали типа 18-8 является проверка изделия постоянным магнитом. Изделия из этой стали немагнитны, так как ее структура – аустенит. Возможна замена ее сталью типа 03Х17Н14М2 (марганцовистая), которая, также является немагнитной и имеет высокие коррозионные свойства.

Изделия производства Китая изготовлены в основном из более дешевых безникелевых сталей, поэтому возможна их коррозия, особенно при нагреве до высоких температур. В отличии от сталей типа 18-8 они магнитны.

Для изготовления ножей и других режущих изделий должны применяться стали, которые после термической обработки приобретают высокую твердость, а, следовательно, высокую режущую способность.

Наиболее подходящим материалом для ножей являются стали типа 20Х13-40Х13 (AISI 420).

Наилучшие свойства эти стали приобретают после горячей пластической деформации (перековке), но в настоящее время ножи чаще изготавливают из листового материала.

Ножи производства Китая изготовлены из сталей этого типа, но они зачастую не подвергаются термической обработке, имеют меньшую твердость, поэтому не затачиваются.

Простым способом проверки твердости ножей является проверка надфилем (напильником) или не сильным ударом по мягкой стали, при котором на режущей кромке не должно быть зазубрин (более твердые стали, прошедшие упрочняющую термообработку, оставляют следы на мягкой неупрочненной стали).

Причиной образования коррозии на ножах из материала, не прошедшего упрочняющую термообработку, являются поверхностные дефекты, а также значительный перегрев металла при заточке. Но сразу это не всегда проявляется, а может «подвести» в процессе эксплуатации.

В настоящее время в Украине ножи в массовом количестве не производятся, а кроме Китая поставщиками ножей довольно высокого качества по относительно невысокой цене являются Бразилия и Россия.

Режущая способность ножей зависит от содержания углерода: чем содержание углерода выше, тем выше эксплуатационные свойства, но при значительном повышении его содержания понижается коррозионная стойкость.

В сталях типа Х13 это наблюдается при содержании углерода более 0,5%.

Основными причинами понижения коррозионной стойкости емкостей, изделий и деталей в пищевой промышленности являются несоответствие применяемых нержавеющих сталей тем средам, в контакте с которыми они находятся.

Также следует помнить – ни в коем случае не допустим контакт нержавеющих сталей и обычных углеродистых потому, что нержавейка в результате контакта с «ржавеющими» сталями сама начинает ржаветь. Известно множество случаев, когда нержавеющие емкости, установленные на платформе из обычной стали, со временем начинали течь.

Залогом того, что нержавеющие стали не будут ржаветь в процессе эксплуатации является строгое соблюдение технологии изготовления стали и использование каждого материала в соответствии с его свойствами и назначением.

Источник: https://www.metalika.ua/articles/pochemu-rzhaveet-nerzhaveika.html

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector