Otpornost korozije nehrđajućeg čelika na sumpornu kiselinu

Uz samo nekoliko iznimaka - zlato, paladij i platina - svi metali nagrizaju. Ovo uključuje ne hrđajući Čelik. Uobičajena zabluda je da je nehrđajući čelik 100 posto otporan na koroziju, kako objašnjava eStainlessSteel.com. Iako je njegova otpornost na koroziju nevjerojatna, nehrđajući čelik će pod određenim okolnostima nagrizati. Jednostavno je utvrditi što je potrebno da se to dogodi - a zatim i izbjeći - razumijevanjem razloga zašto nehrđajući čelik ima tako snažnu otpornost na koroziju.

Sposobnost nehrđajućeg čelika da se odupre koroziji dolazi od kroma unutar metala. Nehrđajući čelik sadrži 10 ½ posto kroma, koji reagira s kisikom stvarajući zaštitnu barijeru ili zaštitni film. Ovaj sloj kroma debljine je 130 Angstrema - ili milijunti dio centimetra - prema WorldStainless.org. Dva čimbenika koji doprinose čvrstoći ovog zaštitnog, pasivnog sloja kroma su temperatura i dostupnost kisika. Povećavanje topline slabi sloj i krom treba reagirati s kisikom kako bi stvorio zaštitni sloj.

Sumporna kiselina se obično naziva baterijskom kiselinom. Anodni kraj baterije je korozivan, dok je katodni kraj pasivan i ne dolazi do korozije. Ta se korozija događa kada se dva ista metala uvode u isto elektrolitsko okruženje. Elektrolit, poznat i kao nagrizač, je svaka tekućina koja može propustiti električnu struju; to uključuje vodu kao što ilustrira Tabela galvanske korozije s ThelenChannel.com.

•••Thinkstock / Comstock / Getty Images

Postoji osam vrsta korozije u metalima kako je opisao eStainlessSteel.com. Ujednačeni napad ili opća korozija događa se s ukupnim raspadom zaštitnog filma na površini metala. Korozija pukotina obično se nalazi u pukotinama gdje je kisik ograničen i u okruženjima s niskim pH, poput morske vode. Pitting se javlja kada se probije zaštitni sloj nehrđajućeg čelika stvarajući anodno mjesto. Galvanska korozija događa se kada se dva različita metala stave u elektrolitsko okruženje; katoda uklanja metal sa anode. Međuzrnasta korozija uzrokuje se toplinom; ugljik u čeliku koristi krom za stvaranje kromova karbida, slabeći tako zaštitu oko grijanog područja. Selektivno pijavljenje je vrsta korozije u kojoj će tekućina jednostavno ukloniti metal tijekom demineralizacije ili deionizacije. Eroziju uzrokuje abrazivna tekućina koja velikom brzinom teče pored metala i uklanja njegov zaštitni sloj. Korozija pod naponom ili kloridna korozija dolazi kada pukotine nastanu dok je metal pod vlačnim naprezanjem.

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

Sumporna kiselina je prilično nagrizajuća u vodi iako stvara loš elektrolit zbog činjenice da vrlo malo toga će se disocirati na ione, prema opisu sumporne kiseline Chemical Land 21 kiselina. Koncentracija kiseline je ono što određuje njezinu korozivnu učinkovitost, kako objašnjava Britansko udruženje nehrđajućeg čelika (BSSA). Većina vrsta nehrđajućeg čelika može se oduprijeti niskim ili visokim koncentracijama, ali napadat će metal na srednje temperature. Na koncentraciju utječe temperatura.

Postoje različite vrste nehrđajućeg čelika, a svaka se različito odupire koroziji sumporne kiseline, kako objašnjava BSSA. 18-10 nehrđajući čelik osjetljiv je na brzo rastuće temperature. Može se oduprijeti kiselini u koncentraciji od 5 posto na sobnoj temperaturi. 17-25-2,5 ima prednost u odnosu na 18-10 jer na sobnoj temperaturi opet može podnijeti i do 22 posto, porast vrućine učinit će ovaj čelik beskorisnim iznad 60 Celzijevih stupnjeva. Duplex čelik (2304) otporniji je kako toplina raste. Brojevi sobnih temperatura dupleksnih čelika približno su jednaki onima od 17-12-2,5, ali samo malo padaju, a toplina dopušta osam posto na 80 Celzijevih stupnjeva. 2205 ima dopuštenu koncentraciju sobne temperature do 40 posto koja pada na 12 posto na 80 Celzijevih stupnjeva. Superduplex čelik nudi blago poboljšanje s 45 posto na sobnoj temperaturi. Čelik 904L posebno je razvijen kako bi mogao rukovati sumpornom kiselinom. 904L može podnijeti cijeli raspon koncentracije do 35 Celzijevih stupnjeva.