مقاومة التآكل للفولاذ المقاوم للصدأ لحمض الكبريتيك

مع استثناءات قليلة - الذهب والبلاديوم والبلاتين - تتآكل جميع المعادن. هذا يتضمن الفولاذ المقاوم للصدأ. هناك اعتقاد خاطئ شائع وهو أن الفولاذ المقاوم للصدأ مقاوم للتآكل بنسبة 100 في المائة كما هو موضح بواسطة eStainlessSteel.com. في حين أن مقاومته للتآكل لا تصدق ، فإن الفولاذ المقاوم للصدأ سوف يتآكل في ظل ظروف معينة. من السهل تحديد ما يلزم لتحقيق ذلك - ثم تجنبه - من خلال فهم الأسباب التي تجعل الفولاذ المقاوم للصدأ يتمتع بمثل هذه المقاومة القوية للتآكل.

تأتي قدرة الفولاذ المقاوم للصدأ على مقاومة التآكل من الكروم الموجود داخل المعدن. يحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ على 10 بالمائة من الكروم ، والذي يتفاعل مع الأكسجين لإنشاء حاجز واقي أو طبقة واقية. طبقة الكروم هذه يبلغ سمكها 130 أنجستروم - أو جزء من المليون من السنتيمتر - وفقًا لموقع WorldStainless.org. هناك عاملان يساهمان في قوة الاحتفاظ بهذه الطبقة الواقية والسلبية من الكروم وهما درجة الحرارة وتوافر الأكسجين. تؤدي زيادة الحرارة إلى إضعاف الطبقة ويحتاج الكروم إلى التفاعل مع الأكسجين لإنشاء الطبقة الواقية.

يشار عادة إلى حمض الكبريتيك باسم حمض البطارية. نهاية القطب الموجب للبطارية تآكل ، في حين أن نهاية الكاثود سلبية ولا يحدث تآكل. يحدث هذا التآكل عندما يتم إدخال معدنين مختلفين في نفس بيئة المنحل بالكهرباء. المنحل بالكهرباء ، المعروف أيضًا باسم مادة التآكل ، هو أي سائل يمكنه تمرير تيار كهربائي ؛ وهذا يشمل الماء كما يوضح مخطط التآكل الجلفاني من ThelenChannel.com.

•••ثينكستوك / كومستوك / جيتي إيماجيس

هناك ثمانية أنواع من التآكل في المعادن كما هو موضح بواسطة eStainlessSteel.com. يحدث هجوم موحد ، أو تآكل عام ، مع الانهيار الكلي للفيلم الواقي على سطح المعدن. يوجد تآكل الشقوق بشكل شائع في الشقوق حيث يتم تقييد الأكسجين وفي بيئات الأس الهيدروجيني المنخفضة مثل مياه البحر. يحدث التنقر عندما يتم اختراق الطبقة الواقية من الفولاذ المقاوم للصدأ مما يخلق بقعة أنوديك. يحدث التآكل الجلفاني عند وضع معدنين مختلفين في بيئة إلكتروليتية ؛ يزيل الكاثود المعدن من الأنود. التآكل الحبيبي ناتج عن الحرارة ؛ يستخدم الكربون الموجود في الفولاذ الكروم لإنتاج كربيد الكروم ، وبالتالي إضعاف الحماية المحيطة بالمنطقة الساخنة. الإمتصاص الانتقائي هو نوع من التآكل حيث يقوم السائل بإزالة المعدن ببساطة أثناء إزالة المعادن أو نزع الأيونات. يحدث التآكل بسبب تدفق سائل جلخ عبر المعدن بسرعة عالية ، مما يزيل طبقته الواقية. يحدث التآكل الناتج عن الإجهاد ، أو تآكل إجهاد الكلوريد ، عند حدوث تشققات أثناء تعرض المعدن لضغط الشد.

•••Hemera Technologies / PhotoObjects.net / Getty Images

حمض الكبريتيك مادة أكالة جدًا في الماء على الرغم من أنها تصنع إلكتروليتًا ضعيفًا بسبب حقيقة ذلك سوف يتفكك القليل جدًا منه إلى أيونات ، وفقًا لوصف Chemical Land 21 للكبريت حامض. تركيز الحمض هو ما يحدد فعاليته في التآكل ، كما توضح جمعية الفولاذ المقاوم للصدأ البريطانية (BSSA). يمكن لمعظم أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ مقاومة التركيزات المنخفضة أو العالية ، لكنها ستهاجم المعدن في درجات حرارة متوسطة. يتأثر التركيز بدرجة الحرارة.

هناك درجات مختلفة من الفولاذ المقاوم للصدأ وكل منها يقاوم تآكل حامض الكبريتيك بشكل مختلف كما توضح BSSA. 18-10 الفولاذ المقاوم للصدأ عرضة للزيادة السريعة في درجات الحرارة. يمكنه مقاومة حمض بتركيز 5 بالمائة في درجة حرارة الغرفة. تتمتع 17-25-2.5 بميزة على 18-10 حيث يمكنها معالجة ما يصل إلى 22 بالمائة في درجة حرارة الغرفة مرة أخرى ، وستؤدي الحرارة المرتفعة إلى جعل هذا الفولاذ عديم الفائدة فوق 60 درجة مئوية. يعتبر Duplex Steel (2304) أكثر مقاومة مع ارتفاع الحرارة. أرقام درجة حرارة الغرفة في Duplex Steels هي نفسها تقريبًا مثل 17-12-2.5 ، ولكنها تنخفض قليلاً فقط مع ارتفاع الحرارة بنسبة ثمانية بالمائة عند 80 درجة مئوية. 2205 لديه بدل تركيز في درجة حرارة الغرفة يصل إلى 40 في المائة وينخفض ​​إلى 12 في المائة عند 80 درجة مئوية. يوفر فولاذ Superduplex تحسنًا طفيفًا بنسبة 45 بالمائة في درجة حرارة الغرفة. تم تطوير فولاذ 904L خصيصًا ليكون قادرًا على التعامل مع حامض الكبريتيك. يمكن لـ 904L التعامل مع النطاق الكامل للتركيز حتى 35 درجة مئوية.