Αντοχή στη διάβρωση από ανοξείδωτο χάλυβα στο θειικό οξύ

Με λίγες εξαιρέσεις - χρυσός, παλλάδιο και πλατίνα - διαβρώνουν όλα τα μέταλλα. Αυτό περιλαμβάνει ανοξείδωτο ατσάλι. Μια κοινή παρανόηση είναι ότι ο ανοξείδωτος χάλυβας είναι 100 τοις εκατό ανθεκτικό στη διάβρωση, όπως εξηγείται από το eStainlessSteel.com. Αν και η αντοχή στη διάβρωση είναι απίστευτη, ο ανοξείδωτος χάλυβας θα διαβρωθεί υπό ορισμένες συνθήκες. Είναι απλό να προσδιορίσετε τι χρειάζεται για να συμβεί - και στη συνέχεια να το αποφύγετε - κατανοώντας τους λόγους για τους οποίους ο ανοξείδωτος χάλυβας έχει τόσο ισχυρή αντίσταση στη διάβρωση.

Η ικανότητα του ανοξείδωτου να αντιστέκεται στη διάβρωση προέρχεται από το χρώμιο μέσα στο μέταλλο. Ο ανοξείδωτος χάλυβας περιέχει 10 ½ τοις εκατό χρώμιο, το οποίο αντιδρά με οξυγόνο δημιουργώντας ένα προστατευτικό φράγμα ή προστατευτικό φιλμ. Αυτό το στρώμα χρωμίου έχει πάχος 130 Angstroms - ή εκατοστό του εκατοστού - σύμφωνα με το WorldStainless.org. Δύο παράγοντες που συμβάλλουν στην αντοχή αυτού του προστατευτικού, παθητικού στρώματος χρωμίου είναι η διαθεσιμότητα θερμοκρασίας και οξυγόνου. Η αύξηση της θερμότητας αποδυναμώνει το στρώμα και το χρώμιο πρέπει να αντιδράσει με οξυγόνο για να δημιουργήσει το προστατευτικό στρώμα.

Το θειικό οξύ αναφέρεται συνήθως ως οξύ μπαταρίας. Το άκρο της ανόδου μιας μπαταρίας είναι διαβρωτικό, ενώ το άκρο της καθόδου είναι παθητικό και δεν παρουσιάζεται διάβρωση. Αυτή η διάβρωση συμβαίνει όταν δύο διαφορετικά μέταλλα εισάγονται στο ίδιο περιβάλλον ηλεκτρολυτών. Ένας ηλεκτρολύτης, επίσης γνωστός ως διαβρωτικός, είναι οποιοδήποτε υγρό που μπορεί να περάσει ηλεκτρικό ρεύμα. Αυτό περιλαμβάνει το νερό, όπως δείχνει το Διάγραμμα διάβρωσης της Γαλβανικής από το ThelenChannel.com.

•••Thinkstock / Comstock / Getty Images

Υπάρχουν οκτώ είδη διάβρωσης στα μέταλλα, όπως περιγράφεται από το eStainlessSteel.com. Μια ομοιόμορφη επίθεση, ή γενική διάβρωση, συμβαίνει με τη συνολική διάσπαση της προστατευτικής μεμβράνης στην επιφάνεια του μετάλλου. Η διάβρωση των ρωγμών απαντάται συνήθως σε ρωγμές όπου το οξυγόνο είναι περιορισμένο και σε περιβάλλοντα χαμηλού pH όπως το θαλασσινό νερό. Η διάτρηση συμβαίνει όταν το προστατευτικό στρώμα του ανοξείδωτου χάλυβα διεισδύει δημιουργώντας ένα ανοδικό σημείο. Η γαλβανική διάβρωση συμβαίνει όταν δύο διαφορετικά μέταλλα τοποθετούνται σε περιβάλλον ηλεκτρολύτη. η κάθοδος αφαιρεί μέταλλο από την άνοδο. Η ενδοκοκκική διάβρωση προκαλείται από θερμότητα. ο άνθρακας στο χάλυβα χρησιμοποιεί το χρώμιο για να δημιουργήσει καρβίδιο του χρωμίου, εξασθενίζοντας έτσι την προστασία που περιβάλλει τη θερμαινόμενη περιοχή. Η επιλεκτική έκπλυση είναι ένας τύπος διάβρωσης όπου ένα υγρό απλώς απομακρύνει το μέταλλο κατά την απιονισμό ή απιονισμό. Η διάβρωση προκαλείται από ένα λειαντικό υγρό που ρέει πέρα ​​από ένα μέταλλο με υψηλή ταχύτητα, αφαιρώντας το προστατευτικό του στρώμα. Η διάβρωση του στρες, ή η διάβρωση του χλωριούχου στρες, συμβαίνει όταν συμβαίνουν ρωγμές ενώ το μέταλλο βρίσκεται υπό τάση εφελκυσμού.

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

Το θειικό οξύ είναι αρκετά διαβρωτικό στο νερό, αν και παράγει φτωχό ηλεκτρολύτη λόγω του γεγονότος ότι πολύ λίγα από αυτά θα αποσυνδεθούν σε ιόντα, σύμφωνα με την περιγραφή του Chemical Land 21 για το θείο οξύ. Η συγκέντρωση του οξέος είναι αυτό που καθορίζει τη διαβρωτική αποτελεσματικότητά του, όπως εξηγεί η British Stainless Steel Association (BSSA). Οι περισσότεροι τύποι ανοξείδωτου χάλυβα μπορούν να αντισταθούν σε χαμηλές ή υψηλές συγκεντρώσεις, αλλά θα προσβάλουν το μέταλλο σε ενδιάμεσες θερμοκρασίες. Η συγκέντρωση επηρεάζεται από τη θερμοκρασία.

Υπάρχουν διαφορετικοί βαθμοί ανοξείδωτου χάλυβα και ο καθένας αντιστέκεται στη διάβρωση του θειικού οξέος διαφορετικά, όπως εξηγεί η BSSA. Ο ανοξείδωτος χάλυβας 18-10 είναι ευαίσθητος σε ταχύτατα αυξανόμενες θερμοκρασίες Μπορεί να αντισταθεί σε ένα οξύ σε συγκέντρωση 5 τοις εκατό σε θερμοκρασία δωματίου. 17-25-2.5 έχει ένα πλεονέκτημα έναντι των 18-10 καθώς μπορεί να χειριστεί έως και 22 τοις εκατό σε θερμοκρασία δωματίου και πάλι, η αύξηση της θερμότητας θα καταστήσει αυτό το χάλυβα άχρηστο πάνω από 60 βαθμούς Κελσίου. Το Duplex Steel (2304) είναι πιο ανθεκτικό καθώς αυξάνεται η θερμότητα. Οι αριθμοί θερμοκρασίας δωματίου των Duplex Steels είναι περίπου οι ίδιοι με τους 17-12-2,5, αλλά μόνο ελαφρά πέφτουν με τη θερμότητα που επιτρέπει οκτώ τοις εκατό στους 80 βαθμούς Κελσίου. Το 2205 έχει επιτρεπόμενη συγκέντρωση θερμοκρασίας δωματίου έως και 40 τοις εκατό, το οποίο πέφτει στο 12 τοις εκατό στους 80 βαθμούς Κελσίου. Ο χάλυβας Superduplex προσφέρει μια ελαφρά βελτίωση με 45 τοις εκατό σε θερμοκρασία δωματίου. Ο χάλυβας 904L αναπτύχθηκε ειδικά για να μπορεί να χειρίζεται το θειικό οξύ. Το 904L μπορεί να χειριστεί ολόκληρο το εύρος συγκέντρωσης έως και 35 βαθμούς Κελσίου.