Odolnost proti korozi nerezové oceli závisí na pasivní membráně na jejím povrchu (hlavně složeném z cr₂o₃), ale halogenové ionty (jako jsou F⁻ a Cl⁻) mohou zničit membránu různými mechanismy, což způsobuje důl nebo štěrbinovou korozi.
Korozní mechanismus chloridových iontů (CL⁻)
1. penetrace adsorpce a místní okyselení
Vzhledem k jejich silné polarizační schopnosti jsou chloridové ionty přednostně adsorbovány na povrchové defekty pasivní membrány (jako jsou inkluze a hranice zrn), nahrazující atomy kyslíku za vzniku rozpustných chloridů (jako je Fecl₂), což ničí membránovou strukturu. Současně je CL⁻ obohacena o korozní jám, hydrolyzující kovové ionty za vzniku H⁺, což vytváří lokální silné kyselé prostředí (pH může být stejně nízké jako 2-3), což zrychluje rozpouštění kovů.
2. „Autokatalytický účinek“ důvodu
Koncentrace Cl⁻ v korozních jám je mnohem vyšší než koncentrace v externím roztoku, což vytváří efekt „mikro-baterie“ a anodické rozpuštění pokračuje. Jako příklad vezme 304 nerezové oceli, koncentrace CL⁻ přesahující 200 ppm může vyvolat korozi pittingu, zatímco 316 může zvýšit kritickou hodnotu na více než 1000 ppm v důsledku molybdenu (MO).
3. synergický účinek teploty a koncentrace
High temperature (>60 stupňů) významně snižuje prahovou hodnotu koroze CL⁻. Například riziko pitting 316L z nerezové oceli v prostředí mořské vody se prudce zvyšuje při 80 stupních.
Unikátní korozní chování fluoridového iontu (F⁻)
1. Silná schopnost komplexu spustí rozpuštění pasivní membrány
F⁻ má malý poloměr iontů (1,33 Á vs. Cl⁻ 1,81 Á) a je extrémně elektronegativní. Je snadné tvořit stabilní komplexy s CR³+ a Fe³+ (například [CRF₆] ³⁻), přímo rozpuštění cr₂o₃ v pasivační membráně, což vede k překážce opravny membrány. Tento proces je zvláště významný v prostředích s nízkým pH (jako jsou roztoky obsahující HF).
2. zrychlte spíše celkovou korozi než místní důvody
Na rozdíl od Cl⁻ má F⁻ tendenci korodovat rovnoměrně, zejména za podmínek vysoké teploty a vysoké koncentrace (jako je odpadní kapalina obsahující fluorin při chemické produkci). Například v roztoku 40% HF může míra koroze 304 nerezové oceli dosáhnout 10 mm\/rok, zatímco odolnost proti korozi 316 je omezena kvůli MO.
3. synergický účinek a konkurenční adsorpce
Když f⁻ a Cl⁻ koexistují, může být f⁻ přednostně adsorbován na povrchu, což zhoršuje rozpuštění pasivační membrány; ale nízká koncentrace f⁻ (<50ppm) may compete with OH⁻ at a specific pH, inhibiting the destructive effect of Cl⁻, which needs to be analyzed in combination with specific working conditions.
Strategie výběru a ochrany materiálu
1. optimalizace slitiny
Pro prostředí CL⁻: Upřednostňuje se super austenitická ocel obsahující MO 316, 2205 duplexní ocel nebo duplexní ocel nebo duplexní ocel (jako je 254SMO).
Pro prostředí F⁻: Hastelloy C -276 (Ni-Cr-Mo-W) nebo Zirconium (Zr) slitina funguje lépe, protože pasivační membrána slitiny založené na Ni má silnější odolnost vůči komplexaci.
2. kontrola životního prostředí
Reduce the concentration of halogen ions (such as ion exchange resin to remove Cl⁻), and control pH>8 Snížení aktivity. Vyvarujte se drastických kolísání teploty a používejte chladicí systém pro podmínky s vysokou teplotou.
3. technologie úpravy povrchu
Elektrochemická pasivace (pasivace kyseliny dusičné ke zvýšení obsahu CR), plazma postříkala al₂o₃ povlak nebo polytetrafluorethylen (PTFE) podšívka může izolovat iontovou kontakt.
