Beschreibung der Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl in verschiedenen Umgebungen
Die Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl nimmt mit steigendem Kohlenstoffgehalt ab. Daher haben die meisten rostfreien Stähle einen niedrigen Kohlenstoffgehalt und der maximale Kohlenstoffgehalt überschreitet nicht 1.2%. Einige Stähle haben sogar einen Kohlenstoffgehalt von weniger als 0.03 %.
Das wichtigste Legierungselement in Edelstahl ist Chrom, und erst wenn der Chromgehalt einen bestimmten Wert erreicht, ist der Stahl korrosionsbeständig. Daher enthält Edelstahl im Allgemeinen mindestens 10.5% Chrom. Edelstahl enthält auch Elemente wie Ni, Ti, Mn, N, Nb, Mo, Si und Cu.
Edelstahl bezieht sich auf Stahl, der gegen schwach korrosive Medien wie Luft, Dampf und Wasser sowie gegen chemisch korrosive Medien wie Säure, Alkali und Salz beständig ist. In der Praxis wird Stahl, der gegenüber schwach korrosiven Medien korrosionsbeständig ist, oft als Edelstahl bezeichnet, und Stahl, der gegenüber chemischen Medien beständig ist, wird als säurebeständiger Stahl bezeichnet. Die Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl nimmt im Allgemeinen mit steigendem Chromgehalt zu.
Das Grundprinzip besteht darin, dass sich bei genügend Chrom im Stahl ein sehr dünner und dichter Oxidfilm auf der Stahloberfläche bildet, der eine einstufige Oxidation oder Korrosion verhindern kann. Eine oxidierende Umgebung kann diesen Film verstärken, während eine reduzierende Umgebung diesen Film unweigerlich zerstört und eine Korrosion des Stahls verursacht.
Korrosionsbeständigkeit in verschiedenen Umgebungen
Atmosphärische Korrosion: Die Beständigkeit von Edelstahl gegen atmosphärische Korrosion ändert sich grundsätzlich mit dem Chloridgehalt in der Atmosphäre. Daher ist die Korrosion von Edelstahl in der Nähe des Ozeans oder anderer Chloridverschmutzungsquellen äußerst wichtig. Eine bestimmte Menge Regenwasser ist nur dann wichtig, wenn es die Chloridkonzentration auf der Stahloberfläche beeinflusst.
Süßwasser: Süßwasser kann als Wasser definiert werden, das unabhängig von Säure-, Salz- oder Brackgehalt aus Flüssen, Seen, Teichen oder Brunnen stammt. Die Korrosivität von Süßwasser wird durch den pH-Wert, den Sauerstoffgehalt und die Verschmutzungsneigung des Wassers beeinflusst. Die Korrosivität von verkalktem (hartem) Wasser wird hauptsächlich durch die Menge und Art des auf der Metalloberfläche gebildeten Zunders bestimmt.
Saures Wasser: Saures Wasser bezieht sich auf das verunreinigte natürliche Wasser, das aus Erzen und Kohle ausgewaschen wird. Aufgrund seiner starken Säure ist es viel korrosiver als natürliches Süßwasser. Aufgrund der auslaugenden Wirkung von Wasser auf in Erzen und Kohle enthaltenes Sulfid enthält saures Wasser normalerweise eine große Menge an freier Schwefelsäure.
Salzwasser: Die Korrosionscharakteristik von Salzwasser ist oft in Form von Lochfraß. Bei Edelstahl ist dies hauptsächlich auf die teilweise Zerstörung des korrosionsbeständigen Passivierungsfilms durch Salzwasser zurückzuführen. Der andere Grund für die Lochfraßkorrosion dieser Stähle besteht darin, dass das Minghejie und andere organische Meerwassersubstanzen, die an der Edelstahlausrüstung anhaften, Sauerstoffkonzentrationsbatterien bilden können.
Einmal gebildet, sind diese Batterien sehr aktiv und verursachen viel Korrosion und Lochfraß. Bei schnell fließendem Salzwasser, wie dem Laufrad einer Pumpe, ist die Korrosion von austenitischem Edelstahl normalerweise sehr gering.
Boden: Das im Boden vergrabene Metall befindet sich in einem komplexen Zustand, der sich je nach Wetter und anderen Faktoren jederzeit ändert. Die Praxis hat bewiesen, dass austenitischer Edelstahl im Allgemeinen in den meisten Böden eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit aufweist, während 1Cr13 und 1Cr17 in vielen Böden Lochfraß erzeugen. 0 Cr 17Ni12M§à2 Edelstahl ist in allen Bodentests absolut beständig gegen Lochfraß. Salpetersäure:
Ferritischer Edelstahl und austenitischer Edelstahl mit nicht weniger als 14% Chrom weisen eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit gegenüber Salpetersäure auf. 1Cr17-Edelstahl wird häufig in Verarbeitungsgeräten in Salpetersäureanlagen verwendet. Da 0 Cr 18 Ni 9 jedoch im Allgemeinen eine bessere Umformbarkeit und Schweißleistung aufweist, hat es 1Cr17-Edelstahl in den oben genannten Anwendungen weitgehend ersetzt.
Die Salpetersäure-Korrosionsbeständigkeit anderer austenitischer Edelstähle ist ähnlich der von 0 Cr 18 Ni 9. 1Cr17-Edelstahl hat im Allgemeinen eine etwas höhere Korrosionsrate als 0 Cr 18 Ni 9 und höhere Temperaturen und Konzentrationen wirken sich stärker nachteilig aus. Wenn der Stahl nicht richtig wärmebehandelt wird, verursacht heiße Salpetersäure interkristalline Korrosion von austenitischem und ferritischem Edelstahl. Daher kann eine geeignete Wärmebehandlung verwendet werden, um diese Art von Korrosion zu verhindern, oder Edelstahl verwenden, der gegen diese Art von Korrosion beständig ist.
Schwefelsäure: Standard-Edelstahlgüten werden aufgrund ihres engen Einsatzbereichs selten in schwefelsauren Lösungen verwendet. Bei Raumtemperatur ist Edelstahl 0Cr17Ni12Mo2 (die widerstandsfähigste Standardgüte für Schwefelsäurekorrosion) korrosionsbeständig, wenn die Schwefelsäurekonzentration weniger als 15 % oder mehr als 85 % beträgt. Im höheren Konzentrationsbereich wird jedoch üblicherweise Kohlenstoffstahl verwendet.
Martensitische und ferritische Edelstähle sind im Allgemeinen nicht korrosionsbeständig durch schwefelsaure Lösungen. Wie bei Salpetersäure kann Schwefelsäure interkristalline Korrosion verursachen, wenn der Edelstahl nicht richtig wärmebehandelt wird. Für Schweißkonstruktionen, die nach dem Schweißen nicht wärmebehandelt werden können, sollten kohlenstoffarme Güten aus 00Cr19Ni10 oder 00Cr17Ni14Mo2 oder stabilisierte Güten aus Edelstahl 0Cr18Ni11Ti oder 0Cr18Ni11Nb verwendet werden.