Korózna odolnosť nehrdzavejúcej ocele voči kyseline sírovej

Až na niekoľko výnimiek - zlato, paládium a platinu - všetky kovy korodujú. Toto zahŕňa nehrdzavejúca oceľ. Bežná mylná predstava je, že nehrdzavejúca oceľ je stopercentne odolná proti korózii, ako to vysvetľuje stránka eStainlessSteel.com. Aj keď je jeho odolnosť proti korózii neuveriteľná, nehrdzavejúca oceľ za určitých okolností koroduje. Je ľahké určiť, čo je potrebné na to, aby sa to stalo - a potom sa tomu vyhnúť - pochopením dôvodov, prečo má nehrdzavejúca oceľ takú silnú odolnosť proti korózii.

Schopnosť nerezovej ocele odolávať korózii pochádza z chrómu v kovu. Nerezová oceľ obsahuje 10,5% chrómu, ktorý reaguje s kyslíkom a vytvára ochrannú bariéru alebo ochranný film. Táto vrstva chrómu má podľa WorldStainless.org hrúbku 130 angstromov - alebo milióntinu centimetra. Dva faktory, ktoré prispievajú k udržiavaniu tejto ochrannej pasívnej vrstvy chrómu, sú teplota a dostupnosť kyslíka. Zvyšujúce sa teplo vrstvu oslabuje a chróm musí na vytvorenie ochrannej vrstvy reagovať s kyslíkom.

Kyselina sírová sa bežne označuje ako batériová kyselina. Anódový koniec batérie je korozívny, zatiaľ čo katódový koniec je pasívny a nedochádza ku korózii. Táto korózia nastáva, keď sú do rovnakého prostredia elektrolytu zavedené dva rôzne kovy. Elektrolyt, tiež známy ako korodant, je akákoľvek kvapalina, ktorá môže prechádzať elektrickým prúdom; to zahŕňa vodu, ako ilustruje Galvanická korózna mapa od ThelenChannel.com.

•••Thinkstock / Comstock / Getty Images

Existuje osem typov korózie kovov, ako uvádza eStainlessSteel.com. Rovnomerný útok alebo všeobecná korózia nastáva pri celkovom rozpade ochranného filmu na povrchu kovu. Štrbinová korózia sa bežne vyskytuje v štrbinách, kde je obmedzený kyslík, a v prostrediach s nízkym pH, ako je morská voda. K jamkám dochádza, keď je ochranná vrstva z nehrdzavejúcej ocele preniknutá a vytvára anodický bod. Galvanická korózia nastáva, keď sú dva rôzne kovy umiestnené v prostredí elektrolytov; katóda odstraňuje kov z anódy. Medzikryštalická korózia je vyvolaná teplom; uhlík v oceli používa chróm na vytvorenie karbidu chrómu, čím oslabuje ochranu obklopujúcu vyhrievanú oblasť. Selektívna pijavica je typ korózie, pri ktorej kvapalina počas demineralizácie alebo deionizácie jednoducho odstráni kov. Eroziu spôsobuje abrazívna tekutina, ktorá preteká okolo kovu vysokou rýchlosťou a odstraňuje jeho ochrannú vrstvu. Korózia namáhania alebo korózia vyvolaná chloridovým namáhaním nastáva, keď dôjde k trhlinám, keď je kov namáhaný v ťahu.

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

Kyselina sírová je vo vode dosť korozívna, aj keď preto vytvára slabý elektrolyt len veľmi málo z neho sa bude disociovať na ióny, podľa popisu sírnej v Chemical Land 21 kyselina. Koncentrácia kyseliny je to, čo určuje jej korozívnu účinnosť, ako vysvetľuje British Stainless Steel Association (BSSA). Väčšina druhov nehrdzavejúcej ocele odoláva nízkym alebo vysokým koncentráciám, ale na kov bude pôsobiť pri strednej teplote. Koncentrácia je ovplyvnená teplotou.

Existujú rôzne druhy nehrdzavejúcej ocele a každá z nich odoláva korózii kyselinou sírovou inak, ako vysvetľuje BSSA. Nerezová oceľ 18-10 je náchylná na rýchlo sa zvyšujúce teploty. Môže odolávať kyseline v koncentrácii 5 percent pri izbovej teplote. 17-25-2.5 má výhodu oproti 18-10, pretože dokáže pri izbovej teplote opäť zvládnuť až 22 percent, stúpajúce teplo spôsobí, že táto oceľ bude nad 60 stupňov Celzia nepoužiteľná. Duplexná oceľ (2304) je odolnejšia pri zvyšovaní teploty. Čísla izbovej teploty u duplexných ocelí sú približne rovnaké ako pri teplotách 17-12-2,5, ale len mierne klesajú, keď teplo umožňuje osem percent pri 80 stupňoch Celzia. 2205 má príspevok na koncentráciu pri izbovej teplote až 40 percent, ktorý pri 80 stupňoch Celzia klesá na 12 percent. Oceľ Superduplex ponúka mierne zlepšenie pri 45 percentách pri izbovej teplote. Oceľ 904L bola špeciálne vyvinutá, aby dokázala spracovať kyselinu sírovú. 904L zvládne celý rozsah koncentrácie až do 35 stupňov Celzia.