Corrosiebestendigheid van roestvrij staal tegen zwavelzuur

Op enkele uitzonderingen na – goud, palladium en platina – corroderen alle metalen. Dit bevat roestvrij staal. Een veel voorkomende misvatting is dat roestvrij staal 100 procent corrosiebestendig is, zoals uitgelegd door eStainlessSteel.com. Hoewel de corrosieweerstand ongelooflijk is, zal roestvrij staal onder bepaalde omstandigheden corroderen. Het is eenvoudig om te bepalen wat er nodig is om het te laten gebeuren - en het vervolgens te vermijden - door de redenen te begrijpen waarom roestvrij staal zo'n sterke weerstand tegen corrosie heeft.

Het vermogen van roestvrij staal om corrosie te weerstaan, komt van het chroom in het metaal. Roestvast staal bevat 10 ½ procent chroom, dat reageert met zuurstof om een ​​beschermende barrière of beschermende film te creëren. Deze chroomlaag is volgens WorldStainless.org 130 Angstrom - of een miljoenste van een centimeter - dik. Twee factoren die bijdragen aan de houdkracht van deze beschermende, passieve chroomlaag zijn temperatuur en zuurstofbeschikbaarheid. Toenemende hitte verzwakt de laag en het chroom moet reageren met zuurstof om de beschermende laag te creëren.

Zwavelzuur wordt gewoonlijk batterijzuur genoemd. Het anode-uiteinde van een batterij is corrosief, terwijl het kathode-uiteinde passief is en er geen corrosie optreedt. Deze corrosie vindt plaats wanneer twee verschillende metalen in dezelfde elektrolytomgeving worden geïntroduceerd. Een elektrolyt, ook bekend als een corrodant, is elke vloeistof die elektrische stroom kan doorlaten; dit omvat water, zoals de Galvanic Corrosion Chart van ThelenChannel.com illustreert.

•••Thinkstock/Comstock/Getty Images

Er zijn acht soorten corrosie in metalen zoals beschreven door eStainlessSteel.com. Een uniforme aantasting, of algemene corrosie, treedt op met de algehele afbraak van de beschermende film op het oppervlak van het metaal. Spleetcorrosie wordt vaak aangetroffen in spleten waar zuurstof beperkt is en in omgevingen met een lage pH, zoals zeewater. Putvorming treedt op wanneer de beschermende laag van het roestvrij staal wordt gepenetreerd, waardoor een anodische plek ontstaat. Galvanische corrosie vindt plaats wanneer twee verschillende metalen in een elektrolytomgeving worden geplaatst; de kathode verwijdert metaal uit de anode. Interkristallijne corrosie wordt veroorzaakt door warmte; de koolstof in het staal gebruikt het chroom om chroomcarbide te maken, waardoor de bescherming rond het verwarmde gebied wordt verzwakt. Selectief uitlogen is een type corrosie waarbij een vloeistof eenvoudig metaal verwijdert tijdens demineralisatie of deïonisatie. Erosie wordt veroorzaakt door een schurende vloeistof die met hoge snelheid langs een metaal stroomt en de beschermende laag verwijdert. Spanningscorrosie, of chloridespanningscorrosie, treedt op wanneer scheuren optreden terwijl het metaal onder trekspanning staat.

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

Zwavelzuur is behoorlijk bijtend in water, hoewel het een slechte elektrolyt vormt vanwege het feit dat: heel weinig ervan zal dissociëren in ionen, volgens Chemical Land 21's beschrijving van zwavelzuur zuur. De concentratie van het zuur bepaalt de corrosieve effectiviteit, zoals de British Stainless Steel Association (BSSA) uitlegt. De meeste soorten roestvast staal kunnen lage of hoge concentraties weerstaan, maar zullen het metaal aantasten bij middelhoge temperaturen. De concentratie wordt beïnvloed door de temperatuur.

Er zijn verschillende soorten roestvrij staal en elk is anders bestand tegen corrosie door zwavelzuur, zoals BSSA uitlegt. 18-10 roestvrij staal is gevoelig voor snel stijgende temperaturen. Het is bestand tegen een zuur in een concentratie van 5 procent bij kamertemperatuur. 17-25-2.5 heeft een voordeel ten opzichte van de 18-10 omdat het weer tot 22 procent bij kamertemperatuur aankan, stijgende hitte maakt dit staal onbruikbaar boven 60 graden Celsius. Duplexstaal (2304) is resistenter naarmate de hitte stijgt. De kamertemperatuurnummers van de Duplex Steels zijn ongeveer hetzelfde als de 17-12-2.5, maar nemen slechts licht af bij warmte die acht procent bij 80 graden Celsius toelaat. 2205 heeft een concentratietoeslag bij kamertemperatuur van maximaal 40 procent, die daalt tot 12 procent bij 80 graden Celsius. Het Superduplex staal biedt een lichte verbetering met 45 procent bij kamertemperatuur. 904L staal is speciaal ontwikkeld om zwavelzuur te kunnen verwerken. 904L kan het hele concentratiebereik aan tot 35 graden Celsius.