شرایط خوردگی کلرایدی ورق استیل

  1. مطالب مفید
  2. خوردگی تنشی کلریدی استیل
خوردگی تنشی کلریدی استیل

ورق استیل یکی از مقاوم ترین فلزات حال حاضر صنعت دنیا در برابر خوردگی های اسیدی و کلریدی است.حضور مولیبدن در گریدهای استیل باعث افزایش میزان مقاومت ورق استیل نیز شده است.

جهت خرید ورق استیل بصورت ورق ارجینال یا کویل استیل می توانید از طریق شماره تماس : 02188175909 با کارشناسان بخش فروش توان فلز تماس بگیرید.

فهرست موضوعات


وجود تنش کششی و یک محیط خورنده مشخص و خاص با هم می تواند منجر به ترک خوردن استنلس استیل شود. این نوع حمله، ترک ناشی از خوردگی تنشی نام گرفته است. معمولترین محیطی که شرایط را برای این ارتفاع مهیا می کند، محیط کلریدی است. اگر چه هیچ یک از گرید های استیل به طور کامل در برابر خوردگی تنشیِ کلریدی مصون نیستند، اما اساساً مقاومت استیل ها در این زمینه متفاوت است.

تاثیر ترکیب آلیاژ

مقاومت نسبی استیل در برابر خوردگی تنشی کلریدی وابسته به خانواده ورق استیل است. مستعدترین خانواده استنلس استیل، خانواده آستنیتی است. مقاومت استیل آستنیتی نسبت به خوردگی تنشی در رابطه با محتوا و میزان نیکل موجود در فولاد می باشد.
مستعدترین گریدهای آستنیتی مقدار نیکل شان بین ۸ تا ۱۰ درصد وزنی می باشد. بنابراین گریدهای استانداردی مثل ورق استیل ۳۰۴ و ۳۱۶ در برابر اینگونه حملات بسیار مستعد و حساس اند. گریدهای آستنیتی، با محتوای نسبتاً زیاد نیکل و مولیبدن، مانند آلیاژ 20، 904 و گرید های سوپرآستنیتی با داشتن ۶ درصد مولیبدن، اساساً مقاومت بهتری در مقابل خوردگی تنشی کلریدی دارند.
خانواده استنلس استیل فریتی که شامل گرید هایی چون ۴۳۰ و ۴۴۴ می باشند، در مقابل خوردگی تنشی کلریدی بسیار پایدار و مقاوم اند. استنلس استیل دوپلکس با برخورداری از ریزساختار دوگانه آستنیتی-فریتی، دارای مقاومتی است بین گریدهای آستنیتی و فریتی.

آزمون خوردگی

مقاومت نسبی استیل در برابر خوردگی تنشی کلریدی اغلب با استفاده از محلول استاندارد نمک جوشان اندازه گیری می شود. جدول ذیل به طور خلاصه نتایج آزمون در محلول آب نمک جوشان با ۲۶ درصد غلظت نمک طعام یا کلرید سدیم، محلول ۳۳ درصد کلرید لیتیوم و محلول ۴۲ درصد کلرید منیزیم را ارائه می نماید. محلول های جوشان کلرید لیتیوم و کلرید منیزیم برای آزمون، نسبت به آنچه که عملاً به کار می رود بسیار خورنده اند و فقط آلیاژهای آستنیتی با ترکیباتی که مختص آلیاژهای نیکل پایه است، خواهند توانست در این محلول های آزمون در برابر ترک خوردن به طور معمول پایداری و مقاومت نمایند.

Alloy 42% Mgcl2 33% LiCl 26% NaCl
Austenitic SST      
Type 304L(S30403) SCC SCC SCC
Type 316L(S31603) SCC SCC SCC
904L(NO8904) SCC SCC No Cracking
6% Mo SST SCC SCC No Cracking
Alloy 20 (NO8020) SCC No Cracking No Cracking
Duplex SST      
2205(S32205) SCC No Cracking No Cracking
255(S32550) SCC --- No Cracking
2507(32750) SCC --- No Cracking
Ferritic SST      
439(S43035) No Cracking No Cracking No Cracking
444(S44400) No Cracking No Cracking No Cracking

ظاهر و شمای ترک خوردگی

مورفولوژی و بررسی ظاهری شکل ترک خوردگی در خوردگی تنشی کلریدی، نشان می دهد شکل ترک خوردگی، از ترک های خارج دانه ای منشعب (شاخه شاخه) تشکیل یافته است. شکل 1 نمایشگر ترکی است که بر روی استنلس استیل 6Mo در شرایط قرار گیری در محیط کلریدی 0.2 درصد و درجه حرارت ۵۰۰ درجه فارنهایت یا ۲۶۰ درجه سانتیگراد اتفاق افتاده است.

ورق استیل

عوامل محیطی

عوامل محیطی که موجب افزایش استعداد و آمادگی برای ترک خوردگی می شود عبارتند از: دماهای بالا، محتوای زیاد کلرید، pH پایین و سطوح بالاتر تنش کششی. دما متغیر مهمی است. هنگامی که استنلس استیل ها کاملاً غوطه ور هستند، به ندرت خوردگی تنشی کلریدی در دمای زیر ۶۰ درجه سانتیگراد مشاهده می شود.
میان اکسیژن محلول و سطح و میزان کلرید رابطه هم افزایی وجود دارد. اگر سطح اکسیژن تا محدوده 0.01 تا 0.1 ppm نزول کند، محلولهای آبی کلریدی حاوی سطوح پایین تا متوسط کلرید، بعید است آلیاژهای آستنیتی مانند ۳۰۴ و ۳۱۶ را دچار ترک کند. انحلال پذیری نرمال اکسیژن در آب در شرایط دماییِ دمای اتاق و دمای متوسط در فشار اتمسفر برابر است با 4.5 تا 8 ppm.
در شرایط کاری واقعی و عملی، پدیده تبخیر می تواند منجر شود به ایجاد موادی بسیار خورنده مانند کلریدها و یونهای هیدروژن مثبت که نتیجه اش شرایط و محیطی است اساساً خورنده تر. تحت این شرایط تبخیری وخیم، استنلس استیل در دماهای کمتر از آستانه اندازه گیری در غوطه وری کامل، ترک بر می دارد. به همین دلیل هنگام تعیین متریال های مورد استفاده در موارد و جاهایی که تبخیر محلول های کلریدی بر روی سطوح داغ استنلس استیل وجود دارد، می بایست دقت و احتیاط لازم به عمل آورد.
انستیتو تکنولوژی مواد، متعلق به صنایع شیمیایی، اقدام به بررسی مجدد منابع و نوشتارهای مربوطه نموده و در این رابطه سوابقی گردآوری کرده که معرف رهنمودهایی است در زمینه استعداد و آمادگی خوردگی تنشی کلریدی در انواع استنلس استیل ۳۰۴ و ۳۱۶ کم کربن در محیط های آبی خنثی.
شکل ۲، آستانه ترک خوردگی را برای استنلس استیل های ۳۰۴ و ۳۱۶ کم کربن به عنوان تابعی از دما و کلرید نشان می دهد. سطح کلرید های لازم برای ایجاد ترک نسبتاً پایین است. در شرایط کلریدی کمتر یا مساوی ۱۰ppm خطاهایی نیز گزارش شده است. این امر در محیط هایی که دارای مکانیزم های تغلیظ و تجمیع (به عبارت بهتر تبخیر) می باشند به طور ویژه صحیح است. محیط هایی مثل رابط ها یا جاهایی که یک فیلم یا لایه نازک از محلول در تماس نزدیک با سطح رد گرما (دفع گرما) می باشد. در این حالت ها، یک مقدار جزئی از کلریدها در محلول انباشته می تواند صدها ppm کالری را در منطقه و محل تبخیر متمرکز سازد.
 

ورق استیل
شکل ۲ آستانه کراکینگ تا ترک خوری برای آلیاژهای ۳۰۴ و ۳۱۶ در معرض آب های کلرید ساز تغییر آن خنثی

آستانه ترک خوردگی برای استنلس استیل سوپرآستنیتی 6Mo غوطه ور در محلول کلریدیِ اکسیژن ساز خنثی در شکل ۳ نشان داده شده است. آستانه ها و حدود دما به وضوح بیش از ۱۰۰ درجه سانتیگراد هستند (در این نمودار) و نشانگر آن است که وجود محلول های کلریدی خنثی و جوشان (در حال جوش) در شرایط معمولی جوی، بعید است در استنلس استیل مزبور بتواند ترک یا شکستگی ایجاد کند.

ورق استیل
شکل ۳ آستانه شکست یا ترک خوردگی برای استنلس استیل سوپرآستنیتی 6Mo غوطه ور در محلول نمک طعام خنثی.

استخرهای شنا

به طوری که در بالا ملاحظه شد، به ندرت ممکن است خوردگی تنشی کلریدی در دماهای کمتر از ۶۰ درجه سانتیگراد مشاهده شود. کاربردهای افزوده ی تحمل بار در استخرهای شنای داخلی، یک استثنا نسبت به این مورد می باشد و استخرهای شنا دارای شرایط منحصر به فرد هستند.

ورق استیل