Poza kilkoma wyjątkami – złoto, pallad i platyna – wszystkie metale korodują. To zawiera Stal nierdzewna. Powszechnym błędnym przekonaniem jest to, że stal nierdzewna jest w 100% odporna na korozję, jak wyjaśnia eStainlessSteel.com. Chociaż jej odporność na korozję jest niesamowita, stal nierdzewna będzie korodować w pewnych okolicznościach. Łatwo jest określić, co jest potrzebne, aby tak się stało – a następnie tego uniknąć – poprzez zrozumienie powodów, dla których stal nierdzewna ma tak silną odporność na korozję.
Właściwości stali nierdzewnej
Odporność stali nierdzewnej na korozję pochodzi z chromu w metalu. Stal nierdzewna zawiera 10 ½ procent chromu, który reaguje z tlenem, tworząc barierę ochronną lub film ochronny. Według WorldStainless.org grubość tej warstwy chromu wynosi 130 angstremów, czyli milionowych części centymetra. Dwa czynniki, które przyczyniają się do wytrzymałości tej ochronnej, pasywnej warstwy chromu, to temperatura i dostępność tlenu. Rosnące ciepło osłabia warstwę i chrom musi reagować z tlenem, aby stworzyć warstwę ochronną.
Anodowy vs. Elektrody katodowe
Kwas siarkowy jest powszechnie określany jako kwas akumulatorowy. Końcówka anodowa baterii jest korozyjna, natomiast końcówka katodowa jest pasywna i korozja nie występuje. Korozja ta ma miejsce, gdy dwa różne metale są wprowadzane do tego samego środowiska elektrolitu. Elektrolit, znany również jako środek żrący, to dowolna ciecz, która może przepuszczać prąd elektryczny; obejmuje to wodę, jak ilustruje wykres korozji galwanicznej z ThelenChannel.com.
Skutki korozji
•••Thinkstock/Comstock/Getty Images
Istnieje osiem rodzajów korozji metali, zgodnie z opisem na stronie eStainlessSteel.com. Jednorodny atak lub ogólna korozja następuje wraz z całkowitym rozpadem warstwy ochronnej na powierzchni metalu. Korozja szczelinowa jest powszechnie spotykana w szczelinach, w których tlen jest ograniczony, oraz w środowiskach o niskim pH, takich jak woda morska. Wżery występują, gdy warstwa ochronna stali nierdzewnej jest penetrowana, tworząc plamę anodową. Korozja galwaniczna ma miejsce, gdy dwa różne metale są umieszczone w środowisku elektrolitu; katoda usuwa metal z anody. Korozja międzykrystaliczna jest indukowana ciepłem; węgiel w stali wykorzystuje chrom do tworzenia węglika chromu, osłabiając w ten sposób ochronę otaczającą nagrzany obszar. Selektywne ługowanie jest rodzajem korozji, w której płyn po prostu usuwa metal podczas demineralizacji lub dejonizacji. Erozja jest spowodowana przez płyn ścierny przepływający z dużą prędkością obok metalu, usuwając jego warstwę ochronną. Korozja naprężeniowa lub korozja naprężeniowa chlorków występuje, gdy pęknięcia pojawiają się, gdy metal jest pod naprężeniem rozciągającym.
Właściwości kwasu siarkowego
•••Hemera Technologies/PhotoObjects.net/Getty Images
Kwas siarkowy jest dość żrący w wodzie, chociaż jest słabym elektrolitem ze względu na to, że bardzo niewiele z nich ulegnie dysocjacji na jony, zgodnie z opisem siarki w Chemical Land 21 kwas. Stężenie kwasu jest tym, co decyduje o jego skuteczności korozyjnej, jak wyjaśnia Brytyjskie Stowarzyszenie Stali Nierdzewnych (BSSA). Większość rodzajów stali nierdzewnej może być odporna na niskie lub wysokie stężenia, ale będzie atakować metal w temperaturach pośrednich. Na stężenie ma wpływ temperatura.
Gatunki i odporność stali nierdzewnej
Istnieją różne gatunki stali nierdzewnej, a każdy z nich w inny sposób jest odporny na korozję wywołaną kwasem siarkowym, jak wyjaśnia BSSA. Stal nierdzewna 18-10 jest podatna na szybko rosnące temperatury. Jest odporny na działanie kwasu o stężeniu 5 procent w temperaturze pokojowej. 17-25-2,5 ma przewagę nad 18-10, ponieważ może ponownie wytrzymać do 22 procent w temperaturze pokojowej, wzrastające ciepło sprawi, że ta stal będzie bezużyteczna w temperaturze powyżej 60 stopni Celsjusza. Stal Duplex (2304) jest bardziej wytrzymała wraz ze wzrostem temperatury. Wartości temperatury pokojowej stali Duplex są mniej więcej takie same jak 17-12-2.5, ale tylko nieznacznie spadają, gdy ciepło pozwala na osiem procent przy 80 stopniach Celsjusza. 2205 ma dopuszczalne stężenie w temperaturze pokojowej do 40 procent, które spada do 12 procent przy 80 stopniach Celsjusza. Stal Superduplex oferuje nieznaczną poprawę – 45 procent w temperaturze pokojowej. Stal 904L została specjalnie opracowana, aby radzić sobie z kwasem siarkowym. 904L może obsłużyć cały zakres stężeń do 35 stopni Celsjusza.