Нержавеющая сталь и вода

Обновлено: 05.01.2025

Почему хорошая нержавеющая сталь становится покрытой ржавчиной

Вы только что установили новую, полностью нержавеющую систему циркуляции воды – чистую, серебристую и красивую. Вы запустили свой технологический процесс, будучи уверенными, в том, что проблемы контаминации полностью решены. Но, по истечении нескольких месяцев, проба воды содержит бурую, желеобразную субстанцию в отобранной пробе. Вы открываете систему и обнаруживаете, что резервуар содержит внутри по всей поверхности бурые отложения. Вы открываете насос и обнаруживаете, что лопасти также с красным налетом, спиральная камера и выпускные отверстия также с красным налетом. Вы заглядываете в теплообменник и видите еще больше этого цвета. Золотники клапанов имеют все тот же буроватый налет у отверстий подачи. Что идет не так? Почему хорошая нержавеющая сталь поржавела?

Чтобы понять, что происходит, необходимо еще раз проанализировать основные сведения о нержавеющей стали и процессе коррозии.

Что такое нержавеющая сталь? Нержавеющая сталь является железом с добавкой хрома, чтобы придать железу свойство сопротивления окислению. Другие вещества добавляются для придания особых свойств или свойств нержавения для особых сред использования. Главное помнить, что нержавеющая сталь в основе своей представляет железо (около 70% для типа 304L и 69% для типа 316L).

Как корродирует нержавеющая сталь? Есть пять основных процесса, приводящих к коррозии нержавеющей стали: Однородная коррозия; Межкристаллитная коррозия; Гальваническая или обычная коррозия, включающая изъязвление и коррозию в трещинах; Коррозия в трещинах от механического воздействия; а также Коррозию, вызванную микробиологическими факторами (МИК). В дополнение, ряд механических процессов усиливает пять основных процессов образования ржавчины. Эти процессы включают эрозию, порообразование, истирание ( отслаивание), образование коррозионных элементов, а также изменения поверхности под термическим или электрическим воздействием. Все эти процессы имеют одну общую черту: слой пассивации оксидом хрома нарушается, и незащищенная железная составляющая окисляется. Для понимания явления ржавления рассмотрим только два процесса: Однородная или обычная коррозия и Изъязвляющая коррозия вместе с эрозией, изъязвлением и образованием коррозионных элементов.

Где возникает коррозия Коррозия может возникать в чистой воде, сверхчистой воде, паре, очищенной питьевой воде или неочищенной технической воде. На сегодняшний день выявлено пять процессов.

1. Контаминация железом Соединение нержавеющей стали с углеродистой сталью приведет к вытяжке железа на поверхности, которые будут подвержены ржавчине при пуске в эксплуатацию. Приваривание временных крепежей из углеродистой стали к нержавеющей стали с последующей шлифовкой швов приводит к истиранию хромированного слоя, который будет корродировать при эксплуатации системы. Использование проволочных щеток из углеродистой стали или шлифовальных кругов, загрязненных углеродистой сталью, приведут к образованию ржавчины. Механизм образования ржавчины весьма прост: ЖЕЛЕЗО + ВОДА + РЖАВЧИНА, Лучшее средство предупреждения образования ржавчины диктуется здравым смыслом: всегда покрывать все поверхности из углеродистого железа деревом, пластмассой или картоном во избежание контакта с нержавеющей сталью; никогда не приваривать углеродистую сталь к нержавеющей стали; всегда использовать щетки из исключительно нержавеющей стали и шлифовальные круги « предназначенные исключительно для нержавеющей стали»; всегда производить химическую пассивацию азотной или лимонной кислотой перед вводом в эксплуатацию. Ржавчина может вызвать изъязвление или точечное образование ржавчины на нержавеющей стали под воздействием окислителя, поэтому она должна быть удалена. Поэтому необходима пассивация, которая не только увеличивает коэффициент наличия хрома (по отношению к железу на поверхности), но и предотвращает любую контаминацию железом. Используются два основных технических регламента для чистки и пассивации: «ASTM A 380 «Стандартные условия чистки,
2
удаления накипи и пассивации частей, оборудования и систем из нержавеющей стали»» и «ASTM A 967 «Стандартные условия обработки химической пассивации частей из нержавеющей стали». Как обработанная, так и не обработанная вода могут приводить к ржавлению (даже умягченная вода). Причиной является содержание воды – в первую очередь, бикарбонаты железа. Умягчение не удаляет анионы, такие как карбонаты, бикарбонаты, сульфаты, хлориды и т.п., а только обеспечивает обмен с катионами, такими как кальций и магний с содой и калием. В отличие от карбоната железа, бикарбонат железа полностью растворим, но легко окисляется до карбоната железа. Карбонат железа нерастворим и имеет буро-коричневый цвет. Он растворяется в сильных кислотах. Обработанная или питьевая ( пригодная для питья) вода обычно очищается для удаления взвешенных твердых частиц, фильтруется для удаления мельчайших частиц и, уничтоженных хлором или диоксидом хлора, бактерий. Данный процесс имеет незначительные последствия или не имеет последствий для ионов бикарбоната постольку, поскольку он уравнивается низким содержанием углеродистого железа в трубопроводе и содержанием кислорода. При попадании воды во внутреннюю среду, такую как нержавеющая сталь или фарфор, бикарбонаты начинают окисляться: 2Fe(HCO3)2 + Ca(HCO3)2 + Cl ® 2Fe(OH)3_ + CaCl2 + 4CO2 2Fe(OH)3 ® Fe203 + H2 Окись железа Fe203 становится бурым, и, когда это происходит, это называется появлением красного железняка. Сварной шов начинает корродировать, в связи с бурыми отложениями, по причине образования коррозионных элементов под воздействием ржавчины и хлорида кальция. В необработанной воде происходит подобная реакция, за исключением присутствия хлора, и кислорода, растворенного в воде, являющегося активным реагентом. 6Fe(HCO3)2 O2®2Fe2(CO)3_ +2Fe (OH)2 + 4H2O Карбонат железа начинает присутствовать и гидроксид железа образовывает желеобразную субстанцию, которая выявляется как окислы железа. Присутствует незначительное отклонение цвета, т.к. гидроксид железа желтого цвета. В больших резервуарах наиболее бурые отложения обычно сверху и уменьшаются ко дну. Весьма обычно наблюдать относительно чистое состояние большого резервуара.

2. Чистая и высоко очищенная вода Чистая и высоко очищенная вода обычно используется в отраслях промышленности, где результат недостаточной очищенности может иметь существенные последствия: в таких как производство фармацевтической продукции или полупроводников. В фармацевтике она называется ВДИ или вода для инъекций. Типичная обработка предусматривает фильтрацию, умягчение, катионообмен и ионообмен, обратный осмос, обработку ультрафиолетом и, при необходимости, ионизацию. Процесс дистилляции может использоваться в качестве окончательной очистки. В результате получаем воду с чрезвычайно низкой проводимостью. Нержавеющая сталь типа 316L - обычный материал конструкции оборудования. Некоторые из этих комплексов остаются чистыми, но некоторые другие – ржавеют. Даже системы, которые прошли электрополировку, имеющие шероховатость поверхности менее 10 микродюймов (

Ржавчина класса II образуется в результате реакции из двух стадий: первая представлет собой растворение пассивационного слоя оксида хрома, а вторая состоит в окислении железа в материале: Cr2O3 + 10Cl-+ 2H2O ® 2CrCl3 + 4 HClO 2Fe + 3ClO- ® Fe2O3 + 3Cl- Данная реакция самоподдерживающаяся посредством взаимодействия хлора с хромом для образования гипохлористой кислоты в качестве побочного продукта, а гипохлористая кислота окисляет железо и образует еще больше хлорида. Увеличение содержания молибдена в нержавеющей стали увеличивает ее стойкость к воздействию хлорида. Подобным образом, замена железа в нержавеющей стали никелем улучшает ее стойкость к коррозии. Прогрессия сплавов с увеличивающейся стойкостью к воздействию хлорида: тип 304L (наименьшая), тип 316L, тип 317L, тип 304LМ, Сплав 625, Сплавы С-276 и С 22 (наивысшая). При любом контакте нержавеющей стали с хлорангидридом возникает опасность образования ржавчины. Жесткость рН >7 имеет обеспечивает меньшую возможность образования ржавчины, нежели жесткость рН < 7. Даже кратковременное воздействие хлорангидрида может стать отправной стадией ржавления, в особенности, если поверхность нержавеющей стали шероховатая. Механически полированные поверхности хуже, нежели электрополированные поверхности, так как при полировальных операциях остаются микроскопические изъязвления. Электрополировка удаляет эти изъязвления и производит пассивирующий слой с более высоким соотношением Cr: Fe. Изъязвления образуют элементы коррозии, где могут концентрироваться растворы хлорангидрида и продолжать реагировать, даже если система в целом оснащена промывкой с высокой жесткостью
4
воды. Использование сильнодействующих ПАВ в растворе промывки будет способствовать удалению хлорида.

5. Ржавчина класса III Данная ржавчина черная, а не бурая и образуется в присутствии пара высокой температуры. При первоначальном образовании она синяя, а затем становится черной, поскольку она нарастает до предельной толщины, предупреждающей дальнейшее проникание кислорода. Она может обнаруживаться в паровых системах высокой чистоты, работающих при высоких температурах. На электрополированных поверхностях нержавеющей стали такая ржавчина блестяще черная, а на непассивированных механически полированных поверхностях она может быть матово черной. Ржавчина данного класса на электрополированной поверхности, образует октаэдрические кристаллы, полностью покрывающие поверхность. Анализ с использованием рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии показывает, что данный слой является полуторной окисью железа, обычно именуемой магнитным железняком. Он не удалется обычной чисткой, но может быть удален химическими средствами или шлифованием. Если ржавчина является блестяще черной, то ее можно оставить, так как она достаточно стабильна. Матовое покрытие слоем ржавчины может быть удалено и может потребовать чистки. После химической чистки, обычно с использованием горячей щавелевой кислоты, поверхность должна быть химически пассивирована. При последующем пуске системы в эксплуатацию она вновь может почернеть, но, хотелось бы надеяться, без образования матового ржавого покрытия. Данный тип ржавчины является продуктом реакции пара при высокой температуре с железом в нержавеющей стали, которая приводит к образованию магнитного железняка. Реакция происходит в два этапа: 3Fe0 + 4H2O ® FeO + Fe2)3 + 4H2 FeO + Fe2O3 ® Fe3O4 Часть оксида железа может замещаться оксидом никеля, но полуторная окись железа будет определять цвет покрытия.

Выводы Ржавление нержавеющей стали является результатом образования оксида, гидроксида или карбоната железа от воздействия внешних источников или разрушения пассивирующего слоя. Варианты цвета зависят от типа оксида, гидроксида или карбоната и особенностей воды, участвующей в образовании молекул. Цвет варьируется от оранжевого до бурого и черного. Ярко бурые образования на поверхности нержавеющей стали обычно свидетельствуют о контаминации поверхности соприкасающейся углеродистой сталью, сваркой углеродистой стали с нержавеющей, воздействием с насыщенными железом шлифовальными кругами или металлическими щетками. В неподготовленной воде изменение цвета может быть результатом окисления бикарбоната железа в воде, образующего неупорядоченные бурые отложения. Такое окисление может быть результатом добавления хлора или растворенного кислорода. В системах воды высокой очистки ржавчина может быть трех типов: Класса I бурого цвета - от внешних источников (обычно – от эрозии или изъязвления поверхностей насосов); Класса II бурого цвета – от хлорида, вызывающего коррозию поверхностей из нержавеющей стали; Класса III бурого, синего или черного цвета – обнаруживается в системах с паром высокой температуры.

Почему ржавеет нержавейка?

Почему ржавеет нержавейка? Причины коррозии нержавеющей стали

Возникновение ржавчины на нержавеющей стали ставит в ступор многих людей. Если материал носит название «нержавеющая сталь», то почему же нержавейка может окисляться, темнеть, чернеть и ржаветь? На самом деле, при неправильной обработке детали или при нарушенной эксплуатации, ржавчина может появиться даже на самой качественной нержавеющей стали.

Если в составе нержавейки не больше 10% хрома, то исключить появление коррозии практически невозможно. Даже на поверхности аустенитной стали, в которой находится 20% хрома и 8% никеля, может образоваться ржавчина. Для того чтобы продлить срок службы детали из нержавеющей стали, необходимо понять, как правильно пользоваться материалом и исключить возникновение дефектов структуры.

Какая «нержавеющая» сталь не будет ржаветь

Снизить риск и недопустить ржавление на нержавеющей стали можно при добавлении специальных химических элементов в состав сплава: это могут быть хром, никель, вольфрам, ванадий, молибден, кремний, марганец, титан. Такая сталь будет называться легированной. Изменение состава сплава приводит к улучшению физических свойств стали. Легированный материал приобретает качества, которых нет у обычной углеродистой стали, и избавляется от ее недостатки. При должной эксплуатации такая нержавейка не будет ржаветь. Готовые изделия из нержавейки безопасны для применения даже в пищевой и медицинской сфере, такая продукция экологична и отвечает всем требованиям безопасности.

В зависимости от пропорций содержания добавок выделяют низколегированную, среднелегированную и высоколегированную сталь. Высоколегированная сталь является наиболее популярным вариантом для применения в разных сферах промышленности. Сплав противостоит возникновению коррозии нержавейки в агрессивных средах и атмосфере. Улучшенные качества металлу придают легирующие добавки, в первую очередь это хром и никель. От процента содержания химических элементов зависит марка нержавеющей стали, ее антикоррозийные свойства и внешний вид.

Аустенитная нержавеющая сталь. Стали этой группы широко используют в промышленности для изготовления крепежных деталей. Сплав немагнитный. Хорошо подвергается сварке и тепловой обработке. В составе может быть 15-20% хрома и 5-15% никеля. Процентное содержание добавок зависит от марки нержавейки.

Ферритные марки нержавейки. За счет низкого содержания углерода ферритные стали становятся более мягкими и пластичными. Сплавы этой группы обладают магнитными свойствами. Их часто применяют для изготовления деталей, взаимодействующих с агрессивной средой, т.к. ферритные сплавы имеют высокий уровень устойчивости к образованию коррозии.

Мартенситные марки нержавейки. Группа сплавов с повышенным содержанием углерода, что делает сталь наиболее прочной и твердой. Некоторые марки могут быть магнитными. Эта группа наименее коррозионностойкая. Используется, например, для изготовления столовых и режущих приборов.

Комбинированные марки. Эта группа сталей сочетает в себе достоинства сразу нескольких групп.

Преимущества нержавеющих сталей:

Долгий срок службы при правильной эксплуатации;
Простота изготовления;
Устойчивость к коррозии;
Прочность;
Гигиеничность и экологическая безопасность;
Эстетичный внешний вид.

В каких сферах промышленности используется нержавеющая сталь:

Архитектура и строительство;
Изготовление бытовых приборов;
Пищевая промышленность;
Целлюлозно-бумажное производство;
Нефтехимическая и химическая промышленность;
Домашнее хозяйство;
Энергетика;
Охрана окружающей среды;
Машиностроение.

Условия и причины разрушения защитного слоя нержавеющей стали

Нержавейка получает свои улучшенные качества при добавлении легирующих элементов в состав сплава. В основном этими добавками служит хром, никель, молибден. В первую очередь за антикоррозийные свойства отвечает хром, чем больше его в составе, тем лучше формируется антикоррозийный слой на поверхности металла. Атомы хлора вступают в реакцию с кислородом, впоследствии чего образуется оксидная пленка.

Соответственно, больше всего подвержены коррозии те сплавы, в которых меньше легирующих добавок в составе, в частности хрома и никеля.

Внешний слой сплава может портиться от контакта с железом. Это возможно, например, при неправильной сварке, когда на поверхность попадают частички железа. Если после этого плохо провести обработку детали, на сварочном шве появятся коррозионные вкрапления, которые впоследствии будут увеличиваться.

Разрушение защитного слоя на нержавейке и возникновение коррозии обусловлено несколькими факторами:

Неправильная обработка поверхности металла. При нарушенной технологии сварки или шлифовки детали образуются микродефекты, которые приводят к разрушению оксидной пленки.
Использование некачественных материалов. Это относится к низкосортной стали, когда экономия денег сказывается на качестве сплава.
Неправильная эксплуатация.

Во избежание возникновения ржавчины на нержавейке следует тщательно подходить к выбору предприятия, занимающимся изготовлением и продажей нержавейки. Обязательным критерием выбора должен послужить опыт работников и заключение договора с гарантийными условиями.

Если вам поступило предложение купить нержавейку по цене ниже рыночной, то стоит задуматься о качестве материала.

Виды коррозии нержавеющей стали

Основными разновидностями коррозии являются:

Общая коррозия. Данный вид характеризуется разрушением оксидной пленки на всей поверхности стали. В зависимости от характера распространения такая коррозия может быть равномерной или неравномерной. При проникновении галогенов (фтора, хлора, брома, йода) через защитный слой начинается активный процесс образования ржавчины на нержавеющей стали. Общая коррозия может возникнуть даже от простой водопроводной воды, ведь в ее составе присутствуют химические частицы, способные разрушить оксидную пленку. Поэтому при чистке нержавейки нельзя использовать хлорсодержащие средства. Для очистки поверхности нержавеющей стали следует применять только специальные чистящие средства. Они должны соответствовать требованиям СанПиН, СНиП и ГОСТ. Уровень рН должен находиться в пределах 7,2 — 7,6.
Щелевая коррозия. Возникает при образовании небольшого зазора в деталях из нержавеющих сталей. Этот процесс можно заметить, например, при использовании крепежных элементов в морской воде. Хлор, содержащийся в жидкости, смывает оксидную пленку. При отсутствии кислорода процесс продолжается стремительно.
Питтинг(он же язвенная коррозия, точечная коррозия). Проявляется при малейшем поражении защитного слоя и воздействии агрессивной среды на поверхность. В поврежденном месте сталь становится анодом, а пассивированная часть – катодом. В результате этого анод начинает быстрее растворяться, вызывая питтинговую коррозию нержавеющей стали.
Гальваническая коррозия. Гальванокоррозия похожа на точечный вид образования ржавчины. Данная электрохимическая коррозия нержавеющей стали возникает во время контакта разного типа металлов в агрессивной токопроводящей среде.
Межкристаллитная коррозия(она же мкк коррозия или транскристаллитная коррозия). Такой вид образования ржавчины возникает при сверхвысоких температурах, чаще всего при сварке.
Эрозионная коррозия. Возникает в результате воздействия на поверхность нержавейки абразивной жидкости, разрушающей защитный слой и приводящей к эрозии.

Как бороться с коррозией нержавеющей стали?

В первую очередь, сталь должна храниться и изготавливаться по особой технологии. На металлургических заводах должны соблюдаться все требования, относящиеся к эксплуатации нержавейки. Должны предотвращаться ситуации, в ходе которых частицы нелегированного металла могут попасть на нержавеющую сталь.

В целях защиты нержавеющей стали от коррозии требуется исключить близкий контакт стали с обычным металлом. Это правило касается и других инструментов, применяемых для изготовления деталей. Запрещено использовать металлическую щетку для зачистки поверхности необработанного металла на легированной стали.

Использование нержавеющей стали в соляной и серной кислоте приводит к образованию ржавчины, следовательно, необходимо исключить применение сплава в агрессивных средах.

Также для защиты нержавейки от коррозии следует добавлять в сплав легирующие компоненты, это повысит антикоррозийные свойства стали. Чем больше их процентное содержание, тем выше стойкость к коррозии.

Не рекомендуется также использовать хлорсодержащие средства для обработки и чистки поверхности.

Правила ухода за нержавеющей сталью

Нержавейка – долговечный материал, способный сохранять свой первоначальный внешний вид и технические характеристики долгое время. Главное, правильно за ней ухаживать. Для этого необходимо знать, что нужно делать в различных ситуациях.

Рекомендуется:

Во время механической обработки совершать движения вдоль линий или рисунка.
Использовать мягкие материалы для чистки поверхности. Даже использование бумажных салфеток может привести к целостному нарушению оксидной пленки, поэтому будьте аккуратны.
Если на поверхности имеются застарелые пятна, то для начала их следует размочить. Иначе механическое воздействие станет причиной появления царапин, а впоследствии и ржавчины на нержавейке.
Применять только специальные средства, предназначенные для очистки нержавеющей стали.
Жирные пятна удалять при помощи мыльного или спиртового раствора. "Мыть" нержавейку можно только органическими средствами.
Перед протиранием изделия пыль и другие мелкие частицы желательно стряхнуть кистью.

Запрещается:

Использовать абразивные средства;
Применять хлорсодержащие моющие средства;
Использовать твердые губки и мочалки;
Допускать контакт нержавейки с обычными углеродистыми сталями.

Все это приводит к разрушению защитного слоя нержавеющей стали и станет отличным поводом для образования коррозии на поверхности.

Также есть специфика ухода за нержавейкой в зависимости от текстуры материала.

Шлифованная нержавеющая сталь имеет микроцарапины на поверхности. В зависимости от их направления поверхность нержавейки можно разделить на несколько разновидностей:

Продольная шлифовка;
Поперечная шлифовка;
Хаотичная шлифовка;
Вибрейшн.

Для того чтобы произвести качественную очистку поверхности нержавеющей стали и не повредить защитный слой, следует совершать все движения по направлению микроцарапин. Не рекомендуется использовать круговые движения.

Текстурированная сталь имеет глубокий рисунок. За счет своей текстуры на ней менее заметны царапины, отпечатки и загрязнения. Правила ухода за таким видом нержавейки остаются теми же, что и за шлифованной поверхностью. Разница будет заметна только после очистки, так как текстурированная сталь остается чистой более долгое время.

Соблюдая рекомендации по уходу за нержавеющей сталью, вы обеспечите долгий срок службы изделиям и снизите риск возникновения коррозии. Регулярная обработка поверхности специальными средствами сохранит первоначальный внешний вид и будет способствовать восстановлению защитной оксидной пленки.

Оставьте заявку, чтобы бесплатно получить быстрый расчет стоимости интересующей Вас услуги. Менеджеры ответят на любой Ваш вопрос!

Коррозия нержавеющей стали

Нержавеющая сталь – высококачественный металл, прошедший легирование с добавлением ряда химических веществ, придающих антикоррозионные свойства. Основным лигирующим элементом является хром. За счет легирования сталь становится невосприимчивой к действию влаги, воздуха, многих агрессивных сред. Но порой даже этот материал начинает портиться, на нем появляются некрасивые пятна ржавчины. Почему же ржавеет нержавейка? Причин может быть несколько, и основные из них – неправильная эксплуатация и некачественная обработка. Коррозия проявляется по разному на различных марках нержавеющей стали. Сплавы с содержанием хрома 11-18% сильнее подвержены коррозии. Также повысить коррозионную стойкость помогает введение в состав никеля, меди, молибдена и других элементов.

Причины возникновения коррозии:

отсутствие или некачественная пассивация изделия после механической обработки
некачественная обработка сварных швов
сильный нагрев изделия
наличие на поверхности хлоридов, серы, галогенидов и частиц железа
нарушение оксидной пленки при химической и абразивной чистке
контакт с низколегированными сталями и чугуном
агрессивная среда эксплуатации
накопление ионов во влажной среде

В зависимости от причины возникновения коррозии и ее протекания различают несколько видов коррозии: щелевая, поверхностная, точечная, межкристаллитная, контактная, химическая коррозия, гальваническая коррозия. Рассмотрим более подробно виды коррозии и причины их возникновения.

Общая поверхностная коррозия

Общей поверхностной коррозией называют равномерное нарушение структуры металла в части поверхностного слоя. Она вызывает разрушение защитной оксидной пленки на большей части изделия или по всей его площади. Обычно причиной является контакт с агрессивными средами: сильными щелочами, кислотами, соединениями йода, фтора, брома. Главным же «врагом» нержавеющей стали считается хлор – именно поэтому для чистки нержавейки нельзя применять хлорсодержащие моющие средства. Также частой причиной разрушения оксидного слоя является абразивная чистка при помощи порошковых чистящих средств, полировальных материалов, жестких материалов.

Точечная коррозия (питтинг)

Больше всего питтинговой коррозии подвержены именно нержавеющие стали, а также сплавы на основе алюминия, никеля. В отличие от обычной стали, которая чаще страдает от общей поверхностной коррозии, такие материалы в большинстве случаев покрываются именно питтингами – мелкими дефектами. Причиной точечной коррозии служит частичное разрушение оксидного слоя, а также недостаток кислорода в небольшой области. Эта область становится анодной, в то время как зона избытка кислорода становится катодной, вызывая местную гальваническую коррозию. Точечная коррозия имеет свойство проникать вглубь металла, чем весьма коварна. Это распространённый вид коррозии нержавеющей стали, приводящей к образованию отверстий в баках, резервуарах и стенках труб. Локальное разрушение пассивного слоя происходит в таких ситуациях: царапание, механическое повреждение; местное изменение состава стали; точечное воздействие ионов хлора, серы, галогенидов; повышение температуры.

Щелевая коррозия

Щелевая коррозия – широко распространенный опасный вид ржавления нержавейки. Она развивается там, где есть небольшой зазор в конструкции, например, когда вода проникает под крепежные элементы внутрь изделия. Второй поверхностью при этом обычно выступает резиновый уплотнитель, прокладка, а порой и металлический элемент. Процесс коррозии, его скорость, характер и глубина повреждения зависят от состава воды и условий эксплуатации. Наибольшее влияние на коррозию оказывает жёсткость воды (присутствие в воде комплексов солей карбонатов, сульфатов, хлоридов), наличие ионов железа, величина рН, содержание примесей тяжёлых металлов (особенно меди и ртути) и насыщение кислородом. Скорость коррозионного процесса повышается при повышении температуры воды. Стоячая вода также способствует увеличению скорости процесса коррозии. Небольшое отклонение значения рН от нейтральной среды в кислотную (рН до 4,0) или слабощелочную увеличивает скорость коррозии в воде. Минимальная скорость коррозии наблюдается при рН от 6 до 7. Бикарбонат незначительно влияет на коррозию. Присутствие в воде сульфатов может повышать сопротивление питтинговой коррозии. Большое влияние на коррозионную активность воды оказывают хлориды. Заметное увеличение скорости коррозии наблюдается при увеличении их концентрации от 50 до 300 мг/л. Влияние хлоридов резко возрастает в присутствии ионов меди и заметно в присутствии карбонатов. ржавые потеки на санфаянсе Особо следует отметить негативное влияние повышенного содержания в воде ионов железа. В этом случае при контакте с атмосферным и растворенным в воде кислородом происходит их окисление с характерным изменением цвета воды и её загрязнение продуктами окисления с последующим выпадением их в осадок, который вызывает резкое ускорение процесса коррозии. В качестве характерного примера можно привести «ржавые» потеки на санфаянсе при протечках воды.

Межкристаллитная (интеркристаллическая) коррозия

Межкристаллитная (интеркристаллическая) коррозия возникает при резком повышении температуры, что случается, например, при сварке. Ржавление начинается, если при участии нагрева вдоль границ зерен проступает карбамид хрома, то есть структура этой легирующей добавки кардинально меняется. Для ферритной стали достаточная температура для формирования очагов коррозии равна +900 градусам, для аустенитной стали – +450 градусам. Когда сенсибилизированная нержавеющая сталь встречается с водой ненадлежащей чистоты и кислотности, центр кристалла становится катодом, а межзёренная граница – анодом. Межзёренные связи ослабевают, кристаллы выпадают с поверхности и процесс коррозии резко ускоряется. Наиболее часто встречается в сварочных швах, от чего получила название коррозии сварного шва. Также разновидностью такой коррозии является ножевая коррозия-коррозия вдоль узкой полосы в следствии внутреннего дефекта кристаллической решетки изделия. в следствии такой коррозии часто возникает локальное ослабление и трещина в изделии.

Химическая коррозия

Химическая коррозия возникает в случае контакта нержавеющей стали с агрессивными веществами. Наиболее часто возникает при эксплуатации а щелочных и кислотных средах, а также при контакте с сульфидами, фторидами, хлоридами и прочими. В результате происходит химическое растворение защитной оксидной пленки и активная химическая реакция со свободными ионами. Такой вид коррозии может проявляться поверхностной, точечной или щелевой коррозией. Для уменьшения возможности появления химической коррозии следует внимательнее подбирать марки нержавеющей стали в зависимости от среды их применения, отдавая предпочтение сталям с высоким содержанием хрома, а также добавлением никеля.

Гальваническая коррозия

Гальваническая коррозия возникает при протекании электрохимических процессов на поверхности или внутри нержавеющей стали. Электрохимическая реакция может происходить при возникновении электрического или электростатического потенциала, а также при появлении гальванической пары. Гальваническая пара возникает при контакте нержавейки с другими металлами. Наибольшую опасность представляют обычная сталь и медные сплавы. Электрический ток может возникать на металлоконструкциях, корпусах оборудования, ограждениях оборудования и электросетей и причих случаях. Для протекания реакции также необходимо присутствие электролита, роль которого играет вода и растворенные в ней соли, щелочи или кислоты. Гальваническая коррозия похожа на химическую, однако протекает при значительно более низких концентрациях растворенных в воде элементов. При такой коррозии происходит электрохимическое растворение оксидной пленки, а также воздействие свободного водорода, находящегося в электролите.

Методы борьбы с коррозией

При появлении первых очагов коррозии следует незамедлительно приступить к устранению очага коррозии, а также и причине ее возникновения. Для удаления очага коррозии можно применять механическую обработку абразивами, металлическими щетками и режущим инструментом, химическое травление, электрохимические способы очистки. После следует пассивировать поверхность нержавеющей стали. Для этого можно использовать электрохимическую пассивацию или химическую пассивацию при помощи специальных паст или гелей. Чтобы коррозия не появилась вновь, следует проанализировать причины появления коррозии и устранить их по возможности или принять дополнительные меры защиты.

Почему ржавеет нержавеющая сталь? Полное руководство

Нержавеющая сталь - довольно популярный вид металла с широким спектром применения. Этот материал используется для производства медицинских устройств, автомобильных деталей, ювелирных изделий и кухонной утвари, а также для многих других целей. Одна из особенностей нержавеющей стали - то, что она не ржавеет. Это правда?

Однако, если вы когда-либо владели или использовали изделие из нержавеющей стали, вполне вероятно, что вы просто заметили ржавчину (коррозию), и вы даже задаетесь вопросом, может ли его название быть неправильным. Почему ржавеет нержавеющая сталь? Читайте дальше, когда мы узнаем, как и почему нержавеющая сталь может ржаветь.

Наука о ржавлении нержавеющей стали

Как и в случае с другими металлами, за эффектом ржавчины металла из нержавеющей стали всегда стоит наука.

Чтобы понять, что вызывает ржавчину хромовой стали, в первую очередь важно иметь четкое понимание науки, которая обычно предотвращает ржавчину.

Сталь - это продукт железа и углерода. Нержавеющая сталь содержит железо, углерод и от 12 до 30% хрома.

Нержавеющая сталь включает в себя другие элементы, такие как никель и марганец, но хром является ключевым элементом, который делает ее устойчивой к ржавчине.

Когда поверхность обычной стали подвергается воздействию кислорода, она всегда образует оксид (Fe2O3), который имеет популярный цвет красной ржавчины.

Оксид железа не способен образовывать бесконечный слой на стали, потому что молекула оксида занимает большую площадь, чем лежащие в основе атомы железа. В конечном итоге он уходит, оставляя незащищенной необработанную сталь, что затем запускает неизбежный цикл ржавления.

Итак, как предотвратить ржавление?

Когда нержавеющая сталь подвергается воздействию кислорода, на поверхности образуется слой оксида хрома. Это происходит потому, что хром имеет очень сильное сродство к кислороду.

Оксид хрома в большинстве случаев представляет собой очень тонкий слой, который не отслаивается. Это предотвращает дальнейшее окисление нержавеющей стали.

Однако, когда хромовая сталь поцарапана и, следовательно, слой оксида хрома удален, новый слой оксида хрома будет формировать и защищать оставшуюся хромистую сталь под ним.

Пока присутствует достаточное количество хрома, слой оксида хрома будет обеспечивать адекватную защиту нержавеющей стали и предотвращать ее ржавление.

Причины коррозии нержавеющей стали

Теперь совершенно ясно, что нержавеющая сталь может ржаветь. Однако, если вы какое-то время использовали этот материал, вы, должно быть, заметили, что некоторые стали ржавеют слишком рано, в то время как другие могут служить вам долго, не ржавея. Что могло быть причиной этого?

Основная причина ржавчины нержавеющей стали - это коррозия. Коррозия избавляет от хрома, поэтому необработанная сталь подвергается воздействию различных элементов, которые могут ускорить ржавление.

Есть разные типы коррозии, которые приводят к ржавчине. Давайте посмотрим на каждый тип.

Щелевая коррозия: Щелевая коррозия возникает, когда поверхность нержавеющей стали лишена кислорода, например, при стыке или трещинах. Небольшая щель, созданная для устранения допуска, станет эпицентром ржавчины. В этом промежутке щели будет скапливаться вода или другая жидкость.

Кислород в жидкости со временем уменьшается, и это приведет к накоплению хлоридов.

Геометрию часто изменяют, чтобы удалить щели или способ скопления жидкости, но иногда решение также может заключаться в использовании другого металла, такого как титан, который сопротивляется хлоридам.

Общая коррозия

Этот тип коррозии происходит при минимальном вмешательстве внешних факторов. Это произойдет автоматически, когда pH металла из нержавеющей стали упадет ниже 1.

Межгранулярный приступ

Гранулы нержавеющей стали могут подвергаться воздействию различных элементов, например тепла. Высокая температура более 450 градусов по Цельсию может вызвать распад частиц углерода. При этом поверхность стали подвергается воздействию различных элементов.

Биметаллическая коррозия

Биметаллическая коррозия возникает, когда два разных металла с общим электролитом вступают в прямой контакт друг с другом. Эту коррозию иногда называют гальванической коррозией.

Произойдет окислительно-восстановительная реакция, что означает просто химические реакции восстановления и окисления. Результатом станут клетки, создающие электрический потенциал на поверхности металла.

Коррозия под напряжением

Внешнее напряжение, оказываемое на нержавеющую сталь, может вызвать коррозию в той или иной форме. Это, в свою очередь, подвергнет сталь воздействию различных элементов ржавчины.

Загрязнение при производстве и очистке, сварке

Мелкие частицы простой стали врезаются в поверхность и вызывают появление пятен на поверхности нержавеющей стали.

Если деталь обрабатывается на станке с ЧПУ, который также обрабатывает стальные детали, мелкие частицы стали могут в конечном итоге загрязнить охлаждающую жидкость. Обрабатываемая деталь из нержавеющей стали навсегда останется в поверхности.

Точно так же полировальные круги, которые используются для стальных деталей, а не для нержавеющих, могут аналогичным образом включать стальные частицы. Это касается других стальных инструментов, например гаечных ключей.

Именно эти инородные частицы, не являющиеся нержавеющими, подвергаются ржавчине и вызывают появление пятен на поверхности стали. Осмотрите зону хранения для механической обработки и убедитесь, что они не вызывают перекрестного загрязнения ваших нержавеющих деталей.

Как уберечь нержавеющую сталь от ржавчины

Будь то для небольших применений, таких как бытовая техника, или для промышленного применения, вы должны стремиться защитить нержавеющую сталь от ржавчины. Но как это сделать?

Есть несколько простых, но эффективных способов защиты нержавеющей стали от ржавчины. Вот некоторые из этих советов;

Чистите с помощью неабразивных инструментов: когда дело доходит до чистки деталей из нержавеющей стали, используйте мягкие предметы, например ткань. Они не разъедают поверхность металла, подвергая его коррозии.

Используйте чистящие средства, не содержащие хлора: это могут быть щелочные или щелочные хлорированные чистящие средства, поскольку они не разъедают сталь. Избегайте чистящих средств, содержащих четвертичные соли.

При чистке нержавеющей стали всегда используйте очищенную воду.

Никогда не используйте соляную кислоту для обработки стали.

Часто очищайте материалы изделий из нержавеющей стали, чтобы избавиться от стойких пятен.

Как удалить ржавчину с нержавеющей стали?

Допустим, часть вашей нержавеющей стали уже заржавела или покрылась чешуей ржавчины. Могу ли я вернуть ему первоначальный вид?

Да, можно избавиться от ржавчины и сделать нержавеющую сталь снова блестящей. Вот несколько способов достижения этой цели:

Удаление загрязнений: Если ржавчина уже появилась, вы можете начать с физического удаления гранул перекрестного загрязнения. Также следует удалить тепловые оттенки, образовавшиеся вокруг пораженных участков.

Репассивация заржавевшей поверхности: Этот метод предполагает самостоятельное восстановление пораженной части. Пораженная часть защищена от катализаторов ржавчины, чтобы она могла восстановить свой первоначальный вид.

Использование пищевой соды: Этот метод идеально подходит для бытовой техники из нержавеющей стали. Сделайте раствор соды, затем протрите пораженные участки стали мягким полотенцем.

Используйте фосфорную кислоту

Вы также можете использовать фосфорную кислоту, чтобы избавиться от ржавчины на металле из нержавеющей стали. Основное преимущество этого чистящего раствора заключается в том, что он растворяет оксид железа, не вызывая коррозии на поверхности материала из нержавеющей стали.

Фосфорная кислота растворяет оксид железа с образованием фосфата железа и воды в качестве побочного продукта. Новый раствор легко удаляется со стали.

Хорошая новость заключается в том, что фосфорную кислоту легко приобрести в ближайшем магазине. Он также не агрессивен, поэтому не вызывает коррозии и не оставляет пятен на поверхности из нержавеющей стали.

Затем вы можете промыть поверхность дистиллированной или деионизированной водой.

Уксусная кислота хорошо работает, когда ее используют для очистки больших поверхностей, пораженных ржавчиной.

По окончании уборки также следует промыть поверхность дистиллированной или деионизированной водой.

Как удалить ржавчину с нержавеющей стали?

Меры предосторожности при удалении ржавчины из нержавеющей стали

Какой бы метод удаления ржавчины из нержавеющей стали вы ни использовали, необходимо соблюдать определенные меры предосторожности. Они включают;

-Избегайте использования стальной ваты и стальных щеток.

-Не используйте чистящие растворы, содержащие хлор, бром, йод и фтор.

-Держите сталь от воды для защиты в будущем.

У вас есть какие-либо другие вопросы о том, как предотвратить ржавление или удаление ржавчины на вашей стали, поговорите со специалистами по нержавеющей стали. Мы в Рош Индастри готовы оказать любую помощь.

Узнать больше

Рошиндустри специализируется на высоком качестве Быстрое прототипирование, быстрый мелкосерийное производство и крупносерийное производство. Услуги быстрого прототипа, которые мы предоставляем, - это профессиональный инжиниринг, Обработка CNC включая фрезерные и токарные станки с ЧПУ, Изготовление листового металла или прототипирование листового металла, Умрите литье, металлическое тиснение, Вакуумное литье, 3D печать, SLA, Изготовление прототипов методом экструзии пластика и алюминия, Быстрая оснастка, Быстрое литье под давлением, Обработка поверхности закончить услуги и другие услуги быстрого прототипирования Китая, пожалуйста свяжитесь с нами прямо сейчас.

Тускнеет ли нержавеющая сталь?

В отличие от других металлов, нержавеющая сталь известен своим безупречным видом. Имеет высокую эстетическую ценность. Это объясняет, почему он используется в тех приложениях, где важен внешний вид. Но тускнеет ли нержавеющая сталь?

Потускнение означает, что материал теряет свой блеск, особенно под воздействием влаги. Так не тускнеет ли нержавеющая сталь со временем?

Краткий ответ: да. Когда-то блестящая и привлекательная нержавеющая сталь станет казаться тусклой и мрачной. Он потеряет свой первоначальный блеск.

Тот факт, что нержавеющая сталь устойчива к ржавчине и коррозии, не означает, что она полностью защищена. Постоянное воздействие влаги в конечном итоге ухудшит его внешний вид.

Хорошая новость в том, что к этому есть предостережение; По сравнению с другими металлами нержавеющая сталь не тускнеет. Он обеспечит определенный уровень сопротивления, прежде чем со временем потускнеет.

Возможно, это объясняет, почему украшения из нержавеющей стали кажутся прочными. Они, как правило, долго сохраняют свой внешний вид, несмотря на воздействие влаги. То же самое и в строительной отрасли, где нержавеющая сталь используется для поддержки массивных конструкций.

Имеет ли значение тип нержавеющей стали?

Когда дело доходит до потускнения, имеет значение тип используемой нержавеющей стали. Это связано с тем, что на некоторые виды стали процесс потускнения может серьезно повлиять, а на другие - меньше всего.

Различия в основном связаны с уровнями элементов, из которых состоит нержавеющая сталь. Эти минералы включают марганец, хром, углерод и железо.

Изделия из стали 316L содержат большое количество железа, хрома, никеля, марганца и углерода. Эта сталь, вероятно, потускнеет быстрее, чем нержавеющая сталь марки 304L с относительно более высоким содержанием никелевого минерала.

Из различий вы сможете выбрать подходящую сталь в зависимости от окружающей среды.

Почему тускнеет нержавеющая сталь?

Скорее всего, вы были взволнованы прочностью и стойкостью нержавеющей стали. Итак, почему он тускнеет, как любой другой материал?

Ответ довольно прост. Нет ничего нерушимого, независимо от того, насколько оно прочно. Если он находится в неблагоприятных условиях в течение длительного времени, вы должны быть готовы увидеть изменения на его поверхности.

В этом контексте суровые условия - это влажность и другие химические вещества.

Помимо типа используемой нержавеющей стали, различные внешние условия также могут влиять на скорость, с которой нержавеющая сталь ржавеет или тускнеет.

Например, в областях с высоким уровнем влажности обычно ожидается ускоренное потускнение стали. Обычно это происходит из-за высокого содержания воды в атмосфере.

Почему не ржавеет нержавеющая сталь?

Хотя нержавеющая сталь может потускнеть, она не ржавеет так легко. Конечно, этому есть несколько причин.

Одна из причин - сила хрома. Эти элементы обеспечивают общую защиту от воздействия ржавчины. Это достигается за счет предотвращения окисления на поверхности металла. Окисление происходит, когда кислород вступает в реакцию с металлическим верхом, образуя слой ржавчины.

Помимо хрома, еще одним фактором, препятствующим образованию ржавчины на нержавеющей стали, является наличие защитной пленки.

Как очистить нержавеющую сталь от царапин?

Обязательно обратите внимание, что царапая нержавеющую сталь, вы подвергнете ее воздействию таких элементов, как вода. Элементы могут легко сделать его тусклым.

Кроме того, царапины на поверхности стали ухудшают внешний вид этого металла. Поцарапанное место будет выглядеть как потускневшее.

Хорошая новость в том, что вы можете легко очистить поцарапанную нержавеющую сталь и восстановить ее первоначальный блеск.

Среди них несколько методов очистки нержавеющей стали;

Использование мыла и воды

Это один из самых простых способов восстановить внешний вид нержавеющей стали. Все, что вам нужно, это немного воды и средства для мытья посуды.

Смочите мягкую ткань в мыльной воде и протрите ею поверхность нержавеющей стали. Вы можете использовать кисть, чтобы удалить лишнюю грязь со стали.

Окуните кусок ткани в чистую воду и промойте поверхность металла из нержавеющей стали. Высушите поверхность другой сухой тканью.

При необходимости металл из нержавеющей стали можно отполировать.

Использование пищевой соды для очистки нержавеющей стали

В качестве альтернативы вы можете использовать пищевую соду для очистки поверхности металла из нержавеющей стали.

Начните с тщательного смешивания пищевой соды и воды до образования густой пасты.

Затем вы можете окунуть кисть в эту пасту и потереть ею металл из нержавеющей стали.

Промойте очищенную поверхность теплой водой и обратите внимание на разницу.

Вы заметите, что сталь станет более блестящей и вернет свой первоначальный блеск.

Обычно рекомендуется использовать зубную пасту без кремнезема в качестве альтернативы пищевой соде.

Ультразвуковая очистка нержавеющей стали

Это наиболее предпочтительный метод очистки потускневшей нержавеющей стали. Он известен тем, что оказывает длительное воздействие на металлическую поверхность.

Ультразвуковая очистка предполагает использование непрерывных вибраций для очистки металлической поверхности.

Это идеальное решение для сложных стальных конструкций, детали которых труднодоступны.

Главный недостаток этого метода - стоимость. Это относительно дороже, чем два предыдущих метода.

Заключение

Несмотря на то, что нержавеющая сталь не вызывает коррозии и устойчива к ржавчине, она может потускнеть при воздействии суровых условий или даже при появлении царапин на ее поверхности. Это означает, что насколько вы можете полностью доверять желаемым качествам нержавеющей стали, вам все равно необходимо принимать дополнительные меры предосторожности.

Несмотря на склонность к потускнению, вы все равно можете восстановить первоначальный блеск и внешний вид этой стали. Таким образом, вы по-прежнему можете быть уверены, что нержавеющая сталь не подведет в выполнении своей задачи.

Для получения дополнительной информации о потускнении нержавеющей стали и о том, как с этим бороться, свяжитесь с нами. Рош Индастри. Мы будем рады предоставить вам любую актуальную информацию.

Ссылка на связанный источник:

Читайте также: