استیل ضد زنگ

مقدمه:

مانند فولاد کربنی، ورق های استیل هنگام قرار گرفتن در محیط های مرطوب دچار خوردگی یکنواخت نمی شوند. فولاد کربنی محافظت نشده هنگامی که در معرض ترکیبی از هوا و رطوبت قرار می گیرد به راحتی زنگ می زند. لایه سطحی اکسید آهن حاصل، متخلخل و شکننده است.

علاوه بر این، از آنجایی که اکسید آهن حجم بیشتری نسبت به فولاد اصلی اشغال می کند، این لایه منبسط می شود و تمایل به پوسته پوسته شدن و ریزش دارد و فولاد زیرین را در معرض حمله بیشتر قرار می دهد. در مقایسه، ورق های استیل حاوی کروم کافی برای غیرفعال شدن هستند و به طور خود به خود یک لایه سطحی نازک میکروسکوپی از اکسید کروم را در اثر واکنش با اکسیژن موجود در هوا و حتی مقدار کمی از اکسیژن محلول در آب تشکیل می دهند.

این فیلم غیرفعال با مسدود کردن انتشار اکسیژن به سطح فولاد از خوردگی بیشتر جلوگیری می کند و در نتیجه از گسترش خوردگی به قسمت عمده فلز جلوگیری می نماید. این فیلم خود به خود ترمیم می شود، حتی زمانی که خراشیده شود یا اگر به طور موقت به دلیل شرایط نامناسب در محیطی که از مقاومت خوردگی ذاتی آن بالاتر است قرار گیرد، مختل شود.

فیلم مقاوم ورق استیل:

مقاومت این فیلم در برابر خوردگی به ترکیب شیمیایی ورق استیل که عمدتاً محتوای کروم است، بستگی دارد. مرسوم است که بین چهار شکل خوردگی تمایز قائل می شوند. انواع خوردگی یکنواخت، موضعی (حفره دار)، گالوانیکی و SCC (ترک خوردگی ناشی از استرس) در ورق استیل رخ می دهد. هر یک از این اشکال خوردگی زمانی رخ می دهد که گرید ورق استیل برای محیط کار مناسب نباشد. نام "CRES" به فولاد مقاوم در برابر خوردگی (زنگ نزن) اشاره دارد.

خوردگی یکنواخت:

خوردگی یکنواخت در محیط های بسیار تهاجمی مثلاً در جایی که مواد شیمیایی تولید می شوند یا به شدت مورد استفاده قرار می گیرند، مانند صنایع خمیر کاغذ اتفاق می افتد. در این نوع خوردگی، تمام سطح فولاد مورد حمله قرار می گیرد و خوردگی به صورت نرخ خوردگی بر حسب میلی متر در سال بیان می شود (معمولاً کمتر از 0.1 میلی متر در سال).

این معمولاً زمانی اتفاق می افتد که ورق های استیل در معرض محلول های اسیدی یا بازی قرار می گیرند. اینکه ورق استیل خورده می شود به نوع و غلظت اسید یا باز و دمای محلول بستگی دارد. از خوردگی یکنواخت معمولاً به دلیل داده‌های خوردگی منتشر شده گسترده یا آزمایش‌های خوردگی آزمایشگاهی به راحتی قابل اجتناب است.

محیط های احیا کننده و اکسید کننده:

محلول های اسیدی را می توان به دو دسته کلی تقسیم کرد: اسیدهای احیا کننده مانند اسید کلریدریک و اسید سولفوریک رقیق و اسیدهای اکسید کننده مانند اسید نیتریک و اسید سولفوریک غلیظ. افزایش محتوای کروم و مولیبدن باعث افزایش مقاومت در برابر اسیدهای احیا کننده می شود در حالی که افزایش محتوای کروم و سیلیکون باعث افزایش مقاومت در برابر اسیدهای اکسید کننده می گردد.

اسید سولفوریک یکی از پرتولیدترین مواد شیمیایی صنعتی است. در دمای اتاق، ورق استیل 304 فقط در برابر اسید 3 درصد مقاوم است، در حالی که ورق استیل 316 در برابر اسید 3 درصد تا 50 درجه سانتیگراد (120 درجه فارنهایت) و 20 درصد اسید در دمای اتاق مقاوم است. بنابراین نوع 304 SS به ندرت در تماس با اسید سولفوریک استفاده می شود.

اسید سولفوریک غلیظ دارای ویژگی های اکسید کننده مانند اسید نیتریک است و بنابراین ورق های استیل حاوی سیلیکون نیز مفید هستند. فولاد در برابر حمله اسید فسفریک و اسید نیتریک در دمای اتاق مقاومت می کند. در غلظت‌ها و دماهای بالا، حمله رخ خواهد داد و ورق های استیل با آلیاژ بالاتر مورد نیاز هستند. به طور کلی اسیدهای آلی نسبت به اسیدهای معدنی مانند اسید کلریدریک و سولفوریک خورندگی کمتری دارند.

با افزایش وزن مولکولی اسیدهای آلی، خورندگی آنها افزایش می یابد. اسید فرمیک کمترین وزن مولکولی را دارد و بنابراین یک اسید ضعیف است. نوع 304 را می توان با اسید فرمیک استفاده کرد، اگرچه تمایل به تغییر رنگ محلول دارد. نوع 316 معمولاً برای ذخیره و جابجایی اسید استیک، به عنوان یک اسید آلی مهم تجاری استفاده می شود.

ورق های استیل تیپ 304 و نوع 316 حتی در غلظت های بالا و در دماهای بالا تحت تأثیر بازهای ضعیفی مانند هیدروکسید آمونیوم قرار نمی گیرند. همان گریدهایی که در معرض بازهای قوی‌تری مانند هیدروکسید سدیم در غلظت‌های بالا و دماهای بالا قرار می‌گیرند، احتمالاً مقداری حکاکی و ترک را تجربه خواهند کرد. افزایش محتوای کروم و نیکل باعث افزایش مقاومت می شود.

همه گریدها در برابر آسیب آلدئیدها و آمین ها مقاومت می کنند، اگرچه در مورد دوم نوع 316 به نوع 304 ترجیح داده می شود. استات سلولز به نوع 304 آسیب می رساند مگر اینکه درجه حرارت پایین نگه داشته شود.

چربی ها و اسیدهای چرب فقط بر نوع 304 در دمای بالای 150 درجه سانتیگراد (300 درجه فارنهایت) و نوع 316 SS بالای 260 درجه سانتیگراد (500 درجه فارنهایت) تأثیر می گذارند، در حالی که نوع 317 SS در همه دماها تحت تأثیر قرار نمی گیرد. نوع L316 برای پردازش اوره مورد نیاز است.

گردآورنده: سید رحیم کیاحسینی