Paslanmaz Çeliklerin Dayanıklılığı

Paslanmaz çelikler genellikle çok korozyona dayanıklıdır ve çoğu ortamda tatmin edici performans gösterir. Belirli bir paslanmaz çeliğin korozyon direnci sınırı, ağırlıklı olarak bileşen elemanlarına bağlıdır; bu, her bir sınıfın aşındırıcı bir ortama maruz kaldığında biraz farklı bir tepkiye sahip olduğu anlamına gelir. Bu nedenle, belirli bir uygulama için en uygun paslanmaz çelik sınıfının seçilmesine özen gösterilmelidir. Genel olarak, gereken korozyon direnci seviyesi ne kadar yüksekse, malzemenin maliyeti de o kadar yüksek olur. Örneğin, 1.4401 kalite çelik, molibden eklenmesi nedeniyle 1.4301 kaliteden daha pahalıdır. Dubleks paslanmaz çelikler, potansiyel olarak daha düşük bir fiyat primi ile daha yüksek korozyon direnci sunar. Ayrıca, daha yüksek mukavemetleri, kesit boyutlarını ve dolayısıyla malzeme maliyetini azaltmayı mümkün kılabilir.

Soğuk işlenmiş durumdaki östenitik malzeme, tavlanmış durumdakine benzer bir korozyon direncine sahiptir.

Korozyon direnci ile ilgili olarak bir metalin beklendiği gibi performans gösterememesinin en yaygın nedenleri şunlardır:

▪ Çevrenin yanlış değerlendirilmesi veya beklenmedik koşullara maruz kalma, örn. klorür iyonları ile beklenmedik kirlenme veya beklenenden daha yüksek yüzey birikimleri,
▪ Uygun olmayan paslanmaz çelik imalat teknikleri (örn. Kaynak, ısıl işlem ve şekillendirme sırasında ısıtma), eksik kaynak ısısı renk tonu giderme veya yüzey kirliliği korozyona duyarlılığı artırabilir,
▪ Çok pürüzlü veya yanlış yönlendirilmiş yüzey.

Yüzey lekelenmesi veya korozyon meydana geldiğinde bile, yapısal bütünlüğün tehlikeye atılması olası değildir. Bununla birlikte, kullanıcı yine de dış yüzeylerdeki hoş olmayan pas lekesini bir arıza olarak görebilir. Dikkatli malzeme sınıfı seçiminin yanı sıra, iyi detaylandırma ve işçilik, lekelenme ve korozyon olasılığını önemli ölçüde azaltabilir; Bölüm 11'de pratik rehberlik verilmektedir. Deneyimler, ciddi bir korozyon sorununun büyük olasılıkla hizmetin ilk iki veya üç yılında ortaya çıkacağını göstermektedir.

Önerilen Makale: Çelik sac malzemeler ve uygulamaları hakkında detaylı bilgi almak için çelik gözyaşı damlası levha fiyatları sayfamızı ziyaret etmenizi tavsiye ederiz.

Bazı agresif ortamlarda, bazı paslanmaz çelik sınıfları yerel saldırılara karşı duyarlı olacaktır. Bir sonraki bölümde altı mekanizma açıklansa da son üçüne binalarda çok nadiren rastlanır.

Korozyon oluşması için nem varlığının (yoğuşmadan kaynaklananlar dahil) gerekli olduğu vurgulanmalıdır.

Çukurlaşma Korozyonu

Adından da anlaşılacağı gibi, çukurlaşma yerelleştirilmiş çukurlar şeklini alır. Pasif tabakanın normalde klorür iyonları tarafından yerel olarak parçalanması sonucu oluşur, ancak diğer halojenürler ve diğer anyonlar benzer bir etkiye sahip olabilir. Gelişmekte olan bir çukurda, korozyon ürünleri çok aşındırıcı bir çözelti oluşturabilir ve genellikle yüksek yayılma oranlarına yol açar. Çoğu yapısal uygulamada, oyulma boyutu muhtemelen yüzeyseldir ve bir bileşenin bölümündeki azalma ihmal edilebilir düzeydedir. Ancak korozyon ürünleri mimari özellikleri lekeleyebilir. Kanallar, borular ve muhafaza yapıları gibi hizmetler için daha az toleranslı bir çukurlaşma görüşü benimsenmelidir.

Klorür iyonu dış mekan uygulamalarında açık farkla çukurlaşmanın en yaygın nedeni olduğundan, buz çözücü tuzlarla yüklü kıyı bölgeleri ve ortamlar oldukça agresiftir. Klorür içeriğine ek olarak, bir servis ortamının çukurlaşmaya neden olma olasılığı sıcaklık, aşındırıcı kirleticiler ve partikül, asitlik veya alkalinite, oksitleyici ajanların içeriği ve oksijenin varlığı veya yokluğu gibi faktörlere bağlıdır. Bir paslanmaz çeliğin oyulma direnci, kimyasal bileşimine bağlıdır. Krom, molibden ve nitrojenin tümü çukurlaşmaya karşı direnci arttırır.

Çukurlaşma Direnci Eşdeğeri (PRE), çukurlaşma direncinin yaklaşık ampirik olarak türetilmiş bir tahminini verir ve şu şekilde tanımlanır:

PRE = % wt Cr + 3,3(% wt Mo) + 16(% wt N)

Bir paslanmaz çeliğin PRE'si, diğer paslanmaz çeliklere göre korozyon direncine ilişkin yararlı bir kılavuzdur, ancak yalnızca kaba bir gösterge olarak kullanılmalıdır. PRE'deki küçük farklılıklar, korozyon çukurlaşma direncini de etkileyen diğer faktörler tarafından kolaylıkla gölgelenebilir. Bu nedenle PRE, seçimde tek faktör olmamalıdır.

1.4301 kalite, bu Tasarım Kılavuzunda kapsanan östenitik kaliteler arasında en düşük PRE değerine sahiptir. Düşük ila orta derecede kıyı veya buz çözücü tuza maruz kalan uygulamalarda yüzey korozyonu sergiler ve sprey / sis, sıçrama ve daldırma ortamları için uygun değildir. 1.4301 kalite ayrıca endüstriyel atmosferlerde kabul edilemez seviyelerde oyulma gösterebilir.

Düşük ila orta derecede endüstriyel kirliliğe veya kıyı veya buz çözücü klorür tuzlarına maruz kalma için, 1.4401 veya dubleks 1.4362 veya 1.4162 tercih edilir. Kirlilik veya tuz maruziyeti daha yüksek olduğunda, dubleks 1.4462 veya hatta daha fazla korozyona dayanıklı paslanmaz çelikler genellikle bir seçenektir.

Çatlak Korozyonu

Çatlak korozyonu, yarığın hem içinde hem de dışında sürekli bir su tabakası bulunan sıkı, kapatılmamış yarıklarda meydana gelir. Çatlak, suyun ve çözünmüş klorürün girmesine izin verecek kadar ince olmalı, ancak yarığa oksijenin difüzyonunu engellemelidir.

Çatlak korozyonu, yarıkları kapatarak veya bunları ortadan kaldırarak önlenebilir. Bir yarığın ciddiyeti, geometrisine çok bağlıdır: çatlak ne kadar dar ve derin olursa, korozyon koşulları o kadar şiddetli olur.

Suya daldırılmayan derzler nem tutacak şekilde tasarlanmalıdır. 1.4301 ve 1.4401 dahil olmak üzere bazı paslanmaz çelikler, ortamda klorürler veya tuzlar bulunduğunda çatlak korozyonuna karşı hassastır. Korozyona daha dirençli östenitik ve dubleks çelikler daha az hassastır ve performans koşullara, özellikle sıcaklığa bağlı olacaktır.

Batık çatlaklardaki korozyonun ciddiyeti, ıslatma ve kuruma döngüleri olan veya düzenli olarak hafif nemli olan su üstünde aşındırıcı atmosferik ortamlardan genellikle daha kötüdür. Pasif filmi korumak için gerekli olan oksidanların difüzyonu kısıtlandığından, suya batırılmış sıkı yarıklar daha agresiftir.

Çatlaklar, metal-metal birleşme yeri, conta, biyolojik kirlilik, yüzey birikintileri (örn. Partikül, yapraklar, yiyecek, döküntü) ve gömülü demir gibi yüzey hasarından kaynaklanabilir. Çatlakları ortadan kaldırmak için her türlü çaba gösterilmelidir, ancak bunların tamamen ortadan kaldırılması çoğu zaman mümkün değildir.

Çukur korozyonunda olduğu gibi, alaşım elementleri krom, molibden ve azot, saldırıya karşı direnci artırır ve böylece çatlak korozyonuna karşı direnç, 1.4301'den 1.4401'e kadar 1.4462'ye yükselir.

Bimetalik (galvanik) Korozyon

Birbirine benzemeyen iki metal elektriksel temas halindeyken ve bir elektrolit (yani deniz suyu veya saf olmayan tatlı su gibi elektriksel olarak iletken bir sıvı) ile köprülendiğinde, elektrolit yoluyla anodik metalden katodik veya daha asil metale bir akım akar. Sonuç olarak, daha az asil olan metal paslanır.

Paslanmaz çelikler genellikle katodu galvanik bir çift halinde oluşturur ve bu nedenle ek korozyona uğramaz. Paslanmaz çelikler ve bakır alaşımları galvanik seride çok yakındır ve orta derecede atmosferik koşullara maruz kaldıklarında genellikle endişe duymadan doğrudan temas halinde yerleştirilebilir.

Bu korozyon şekli, özellikle paslanmaz çelik ile karbon veya düşük alaşımlı çelikler, hava şartlarına dayanıklı çelik veya alüminyumun birleştirilmesi düşünüldüğünde önemlidir. Dolgu metalinin en az korozyona dayanıklı malzeme (genellikle paslanmaz çelik) kadar asil olmasını sağlamak önemlidir. Benzer şekilde, bağlantı elemanlarıyla bağlanırsa, cıvatalama malzemesi korozyona en dayanıklı metale eşdeğer olmalıdır. Farklı paslanmaz çelik türleri arasındaki galvanik korozyon hemen hemen hiç sorun teşkil etmez ve bu durumda, yalnızca tamamen daldırılmış koşullar altında.

Bimetalik korozyon, aşağıdaki yöntemlerle akım akışını ortadan kaldırarak önlenebilir:

▪ Farklı metalleri yalıtmak, yani metalik yolu kırmak,
▪ Elektrolit köprülemesini önlemek, yani elektrolitik yolu boya veya başka bir kaplama ile kesmek. Bu yolla koruma arandığında ve her iki metali de kaplamanın pratik olmadığı durumlarda, daha asal olanı kaplamak tercih edilir (yani bir paslanmaz / karbon çelik bağlantısı durumunda paslanmaz çelik).

Daha asal metalin (yani paslanmaz çelik) alanı, daha az asal olan metalin (yani karbon çeliği) alanıyla karşılaştırıldığında büyükse, derin korozyon atağı riski en yüksektir. Karbon çeliği üzerinde boya veya diğer kaplamaların kullanımına özel dikkat gösterilmelidir. Kaplamada herhangi bir küçük gözenek veya iğne deliği varsa, çıplak karbon çeliğinin küçük alanı çok büyük bir katot / anot alanı oranı sağlar ve karbon çeliğinde şiddetli çukurlaşma meydana gelebilir. Bu, elbette, batırılmış koşullar altında muhtemelen en şiddetli olacaktır. Bu durumlarda, paslanmaz çeliğin metallerin temas ettiği yerden en az 75 mm'lik bir mesafeye kadar boyanması tercih edilir, böylece herhangi bir gözenek küçük alan oranlarına yol açar.

Bağlantı elemanlarında ve eklemlerde ters alan oranları meydana gelebilir. Paslanmaz çelik elemanlarda karbon çeliği cıvatalarından kaçınılmalıdır çünkü paslanmaz çeliğin karbon çeliğine oranı büyüktür ve cıvatalar agresif saldırılara maruz kalacaktır. Tersine, bir paslanmaz çelik cıvata ile bir karbon çeliği veya alüminyum elemana saldırı oranı ihmal edilebilir. Benzer yerlerdeki önceki deneyimlerden yararlanmak genellikle yararlıdır çünkü farklı metaller, özellikle elektrolitin iletkenliği düşük olduğunda, ara sıra yoğuşma veya rutubet koşulları altında hiçbir yan etki olmaksızın güvenli bir şekilde birleştirilebilir.

Bu etkilerin tahmin edilmesi zordur çünkü korozyon hızı bir dizi karmaşık değişken tarafından belirlenir. Elektriksel potansiyel tablolarının kullanımı, yüzey oksit filmlerinin varlığını ve alan oranlarının ve farklı çözelti (elektrolit) kimyasal bileşimlerinin etkilerini göz ardı eder. Bu nedenle, bu tabloların bilgisiz kullanımı hatalı sonuçlara neden olabilir. Dikkatle ve yalnızca ilk değerlendirme için kullanılmalıdır.

Kırsal, kentsel, endüstriyel ve kıyı ortamlarında bimetalik temas halindeki metallerin genel davranışı, BS PD 6484 bimetalik temaslarda korozyon ve hafifletilmesi üzerine yorumda tam olarak belgelenmiştir.

Gerilme Korozyonu Çatlaması

Gerilme korozyonu çatlağının (SCC) geliştirilmesi, normal bina atmosferlerinde karşılaşılması muhtemel olmayan çekme gerilmelerinin ve belirli çevresel faktörlerin aynı anda varlığını gerektirir. Malzemenin prova gerilimi ile ilgili olarak gerilmelerin çok yüksek olmasına gerek yoktur ve yükleme, kaynaklama veya bükme gibi imalat işlemlerinden kalan artık etkilerden kaynaklanabilir. Ferritik paslanmaz çelikler SCC'ye duyarlı değildir. Dubleks paslanmaz çelikler genellikle bu Tasarım Kılavuzunda kapsanan östenitik paslanmaz çeliklere göre gerilme korozyonu çatlamasına karşı daha üstün dirence sahiptir. 1.4539, 1.4529, 1.4547 ve 1.4565 kaliteleri gibi daha yüksek alaşımlı östenitik paslanmaz çelikler, SCC'nin korozyon tehlikesi olduğu uygulamalar için geliştirilmiştir.

Klorür açısından zengin ortamlarda (örn. Kapalı yüzme havuzları, deniz, açık deniz) yüksek artık gerilimler içeren (örn. Soğuk işleme nedeniyle) paslanmaz çelik elemanlar kullanıldığında dikkatli olunmalıdır. Klorür açısından zengin ortamlarda çok yüklü kablolar, paslanmaz çeliğin derecesine bağlı olarak SCC'ye duyarlı olabilir.

Genel (tek tip) Korozyon

Tipik olarak yapısal uygulamalarda karşılaşılan normal koşullar altında, paslanmaz çelikler, alaşımsız demirlerde ve çeliklerde korozyonun özelliği olan genel kesit kaybına maruz kalmazlar.

Taneler Arası Korozyon (hassasiyet) ve Kaynak Çürümesi

Östenitik paslanmaz çelikler 450 °C ila 850 °C aralığında uzun süreli ısıtmaya tabi tutulduğunda, çelikteki karbon tane sınırlarına yayılır ve krom karbürü çöker. Bu, katı çözeltiden kromu çıkarır ve tane sınırlarının bitişiğinde daha düşük bir krom içeriği bırakır. Bu durumda çelik, "hassaslaştırılmış" olarak adlandırılır. Tane sınırları, daha sonra aşındırıcı bir ortama maruz kalma durumunda tercihli saldırıya yatkın hale gelir. Bu fenomen, bir kaynağın ısıdan etkilenen bölgesinde meydana geldiğinde "kaynak çürümesi" olarak bilinir.

Taneler arası korozyonu önlemenin üç yolu vardır:

▪ Düşük karbon içeriğine sahip çelik kullanın,
▪ Titanyum veya niyobyum ile stabilize edilmiş çelik kullanın (örn. 1.4541, 1.4571, 1.4509, 1.4521 veya 1.4621), çünkü bu elementler tercihen karbon ile birleşerek stabil partiküller oluşturur ve böylece krom karbür oluşma riskini azaltır,
▪ Isıl işlem kullanın, ancak bu yöntem pratikte nadiren kullanılmaktadır.

Ostenitik veya dupleks paslanmaz çeliklerle ilgili olarak, hassaslaşma ve taneler arası korozyondan kaçınmak için bölümleri kaynak yaparken düşük karbon içerikli (maksimum %0,03) paslanmaz çelik belirtilmelidir. Ostenitik veya dupleks paslanmaz çeliklerde taneler arası korozyon artık çok nadirdir çünkü modern çelik yapım uygulaması düşük karbon içeriği sağlar ve bu nedenle sorunu önler.

Ferritik paslanmaz çelikler, östenitik paslanmaz çeliklere göre kaynak nedeniyle hassasiyete daha yatkındır. Bu nedenle, düşük karbon içeriğiyle bile, kaynaklı bölümler için stabilize bir ferritik kalitenin kullanılması yine de önemlidir.
 

Hava

Paslanmaz çelikler üzerindeki etkileri gibi atmosferik ortamlar da değişiklik gösterir. Endüstriyel kirleticiler veya kıyı tuzu ile kirlenmemiş kırsal atmosferler, yüksek nemli alanlarda bile aşındırıcılık açısından çok hafiftir. Endüstriyel buz çözme tuzu ve kıyı atmosferleri önemli ölçüde daha şiddetlidir.

Atmosferik korozyonun en yaygın nedenleri, atölyede veya sahadaki imalat işlemlerinden kaynaklanan metalik demir parçacıklarıyla yüzey kirliliği ve denizden kaynaklanan klorürler, buz çözücü tuzlar, endüstriyel kirlilik ve kimyasallardır (örn. Ağartıcı ve hidroklorik asit) . Bazı birikmiş parçacıklar (toz, kum, bitki örtüsü veya döküntü) inert olmasına rağmen çatlaklar oluşturur ve asit yağmurundan tuzları, kimyasalları ve zayıf asit solüsyonlarını emebilir. Ayrıca nemi daha uzun süre tuttuklarından, sonuç daha aşındırıcı bir yerel ortam olabilir.

Yüzey kaplaması, açıkta kalan paslanmaz çeliğin genel görünümü (örn. Kir birikimi), yağmur temizliğinin etkinliği ve korozyon oranları (daha pürüzsüz yüzeyler daha iyi korozyon direncine sahiptir) üzerinde önemli bir etkiye sahiptir.

Deniz Suyu

Acı su da dahil olmak üzere deniz suyu yüksek konsantrasyonlarda klorür içerir ve bu nedenle aşındırıcıdır. 1.4301 ve 1.4401 kalitelerde ciddi çukurlaşma meydana gelebilir. Ayrıca, bu dereceler, ister tasarım ayrıntılarından ister midye gibi kirletici organizmalardan kaynaklansın, yarıklarda saldırıya uğrayabilir.

Bazı uygulamalarda, beklenen hizmet ömrü tanımlanırsa ve bileşenler incelenecekse, dubleks 1.4462 korozyonun tolere edilebileceği yerlerde uygun olabilir. Daha uzun süreli kurulumlar için süper östenitik, süper ferritik veya süper dupleks kaliteler belirtilmelidir. (Bu çelikler, krom, nikel, molibden, bakır ve nitrojen gibi daha yüksek seviyelerde elementler içerirler. Onları deniz altı ve konsantre asit servisi için uygun hale getiren bir seviyede korozyon direnci sergilerler. Tipik süper östenitik kaliteler 1.4565, 1.4529 ve 1.4547'dir ve tipik süper dubleks sınıflar 1.4410, 1.4501 ve 1.4507'dir.)

Düzenli tuz püskürtme veya sıçrama, suyun buharlaşmasıyla yüzey klorür konsantrasyonu arttığından, tam daldırma kadar çok saldırıya neden olabilir. Buz çözme tuzundan yüksek klorür konsantrasyonlu akan suyun, yağmur suyu tahliye bileşenlerinde benzer korozyon sorunlarına neden olabileceği unutulmamalıdır.

Paslanmaz çelik, deniz suyunun varlığında diğer metallerle birlikte kullanılıyorsa, ciddi bimetal korozyon olasılığı dikkate alınmalıdır.

Diğer Sular

Standart östenitik ve dubleks paslanmaz çelikler genellikle damıtılmış, musluk ve kazan sularında tatmin edici bir performans gösterir. Suyun pH seviyesi 4'ün altındaysa, sınıf seçimi konusunda uzman tavsiyesi alınmalıdır.

İşlenmemiş nehir veya göl suyu ve endüstriyel işlemede kullanılan su bazen çok aşındırıcı olabilir. PH seviyesi, katı içeriği ve türü ve klorür seviyesi dahil olmak üzere tam bir su kimyasal bileşim analizi yapılmalıdır. Tipik sıcaklık aralığı, biyolojik veya mikrobiyolojik aktivite türü ve aşındırıcı kimyasalların konsantrasyonu ve doğası da önemlidir. Su, içme suyu kalite standartlarını karşılamıyorsa, sınıf seçimi konusunda uzman tavsiyesi alınmalıdır.

Aşındırıcı parçacıklar içeren sular için erozyon korozyon olasılığı dikkate alınmalıdır.

Kimyasal Ortamlar

Paslanmaz çelik birçok kimyasala dirençli olduğundan, genellikle muhafazaları için kullanılır. Paslanmaz çeliğin kimyasal ortamlarda uygulama alanı geniştir ve burada bu konuyu ayrıntılı olarak ele almak uygun değildir. Kimyasal ortamlar, EN 1993-1-4'te verilen sınıf seçimi rehberinin kapsamı dışındadır. Bununla birlikte, birçok uygulamada, bu Tasarım Kılavuzunda ele alınanların dışındaki çeliklerin daha uygun olabileceği unutulmamalıdır. Uzman bir korozyon mühendisinin tavsiyesi alınmalıdır.

Çeşitli kimyasallarda korozyon testlerinin sonuçlarını gösteren üreticiler tarafından yayınlanan çizelgeler dikkatli yorumlanmayı gerektirir. Belirli bir sınıftaki dirençle ilgili bir kılavuz olsa da, servis koşulları (sıcaklıklar, basınçlar, konsantrasyonlar, vb.) Farklılık gösterir ve genellikle test koşullarından farklı olacaktır. Ayrıca, kirliliklerin etkisi ve havalandırma derecesi, sonuçlar üzerinde belirgin bir etkiye sahip olabilir.

Toprak

Toprak, nem seviyesi, pH, havalandırma, kimyasal kontaminasyon, mikrobiyolojik aktivite ve yüzey drenajına bağlı olarak koroziflik açısından farklılık gösterir. Paslanmaz çelikler genellikle çeşitli topraklarda ve özellikle yüksek dirençli topraklarda iyi performans gösterir, ancak düşük dirençli, nemli topraklarda bazı oyuklar meydana gelebilir. Klorür iyonları gibi agresif kimyasal türlerin yanı sıra bakteri türleri ve kaçak akımın varlığı (demiryolları veya tramvay sistemleri gibi yerel doğru akım elektrikli ulaşım sistemlerinden kaynaklanan) yerel korozyona neden olabilir. Kaçak akım oluşumu, borunun uygun bir elektriksel yalıtımı (kaplamalar veya sargılar) ve / veya katodik koruma ile bastırılabilir.

Kalite seçimi amacıyla, gömülü paslanmaz çeliğin korozyon direncinin öncelikle klorür iyonlarının mevcudiyetine göre ve ikinci olarak toprak direncine ve pH'a göre dikkate alınması tavsiye edilir, her durumda zayıf drene edilmiş topraklar varsayılır.
 

Korozyon problemlerini önlemenin en önemli adımı, verilen ortam için uygun imalat prosedürlerine sahip, uygun şekilde dirençli bir paslanmaz çelik seçmektir. Bununla birlikte, belirli bir çeliği belirledikten sonra, çeliğin direncinin tam potansiyelini ayrıntılara dikkat ederek gerçekleştirmede çok şey başarılabilir. Korozyon önleyici eylemler ideal olarak planlama aşamasında ve ayrıntılı tasarım sırasında dikkate alınmalıdır.