Su Sistemlerinde Paslanmaz Çelik Seçimi ve Kullanımı

Paslanmaz çelik su arıtma ve tedarik sistemlerinde kullanılmaktadır. Sıkı yönetmelikler ve standartlar tarafından kontrol edilen çok sayıda uygulama için kullanılır. Malzeme kalitesine, birleştirme tekniklerine ve üretim uygulamalarına dikkat edilerek, Avrupa Yönetmelikleri tarafından tanımlanan içme suyu koşulları ve kimya aralığında mükemmel performans elde edilmiştir. Avrupa Standardı EN 10088'den, normal olarak çok çeşitli içme suyu uygulamaları için on altı sınıf kullanılır. Dört aileye (Östenitik, Ferritik, Dubleks ve Martensitik) ayrılan bu kaliteler şunları içerebilir:
 

Pasiflik Fenomeni

Pasiflik olgusu, paslanmaz çeliklerin korozyon direncinde temel mekanizma olduğu için son derece önemlidir. Korozyon oranını ihmal edilebilir seviyelere düşüren 1.0 ila 2.0 nm'lik alaşım yüzeyinde ince bariyer tabakasında oluşmasını içerir. Bu pasif tabaka veya film, metal alt tabakaya güçlü bir şekilde yapışır ve alaşım ile çevreleyen ortam arasındaki hemen hemen tüm teması önler. Pasivasyonun meydana gelmesi ve stabil kalması için, Fe-Cr alaşımının ağırlıkça yaklaşık yüzde 11'lik bir minimum krom içeriğine sahip olması gerekir. Dolayısıyla, üzerinde pasifliğin meydana gelebileceği ve altında imkansız olan eşik krom içeriği vardır. Daha da önemlisi, pasif katman bir medyadaki kazara hasar nedeniyle yerel olarak yok edilirse, kendi kendini pasifleştirme yoluyla kendiliğinden iyileşme kapasitesine sahiptir. Klorür iyonları, belirli iyonların etkisinden dolayı bir sorun olabilir ve bu da çukurlaşmaya neden olabilir. Bir alaşım bileşimi, bir mikroyapı, bir yüzey koşulu ve belirli bir sıcaklıkta belirli bir korozyon ortamı ile tanımlanan belirli bir sistem için, direncin değerlendirilmesi için etkili bir kriter olan belirli bir potansiyelin üzerinde, eğer varsa, oyuklaşma görünebilir. 

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

Kritik Çukurlaşma Potansiyeli

Klorür içeren sularda farklı derecelerin stabilitesini karşılaştırmak için elektrokimyasal araştırmalar yapılmıştır. Akım yoğunluğundaki ortaya çıkan değişimi belirlemek için potansiyel yavaşça değiştirilirse, kritik çukurlaşma potansiyeli Epit'in yakınında akım yoğunluğunun, genellikle yeniden canlanan çukurların oluşumunun neden olduğu kararsızlıklar dizisinin ardından hızla yükseldiği bulunur. Belirli türdeki katılımların çözülmesinden sonra.

Sıcaklık yükseldiğinde ve / veya klorür konsantrasyonu arttığında çukurlaşma potansiyeli azalır. Krom ve molibden içeriğindeki artış çukurlaşma potansiyelini artırır. Nitrojen ayrıca östenitik alaşımlarda faydalı bir etkiye sahiptir. Bu bileşim etkilerini ölçmek için, bir Çukur Direnci Eşdeğeri (PRE) biçiminde çukurlaşmaya karşı direnci açıklamak için deneysel indeksler türetilmiştir.

Ferritik ve martensitik kaliteler için (Fe-Cr- (Mo) alaşımları), kullanılan formül:
PRE =% Cr + 3.3 (% Mo)
Konsantrasyonların ağırlıkça olduğu yerler (%).

Östenitik ve dubleks kaliteler (Fe-Cr-Ni- (Mo, N) alaşımları) için formül şu şekildedir:
PRE = % Cr + 3.3 (% Mo) + x (% N)
Dubleks paslanmaz çelikler için x = 16
Östenitik paslanmaz çelikler için x = 30

Deneyimler, PRE değeri ile çukurlaşma potansiyeli (mV / SCE veya mV / SHE olarak ifade edilir) arasında iyi bir korelasyon olduğunu göstermektedir. İçme suyu sistemlerinde kullanılan bir dizi temsili paslanmaz çelik için oyulma potansiyeli (mV / SCE) değerlerini verilmektedir. Pasiflik alanı içinde (pasif durum), yani çukur potansiyeline kadar, akım yoğunluğu çok düşüktür ve bu deneylerden, korozyonun olmadığı ve buna karşılık gelen sınıflar için ihmal edilebilir katyon göçünün olmadığı sonucuna varılabilir. 17 mertebesinde minimum PRE değeri.

Açık Devre Potansiyeli (OCP)

Metal alaşımları için yerelleştirilmiş korozyon modeli, yalnızca açık devre korozyon potansiyeli belirli bir çevre koşulu için kritik bir potansiyeli aştığında yerel saldırıların gerçekleşeceği gerçeğine dayanmaktadır. Denge potansiyeli veya dinlenme potansiyeli olarak da adlandırılan açık devre potansiyeli, ihmal edilebilir bir akım yoğunluğunun (µA / cm²) olduğu potansiyeldir, yani açık devre potansiyeline dayalı deneyler potansiyometrik deneylerdir. OCP testi, malzemenin gerçek kullanım koşullarına yakındır. Orta ve süre özel uygulamaya göre seçilir. Çeşitli metalik malzemelerin korozyon potansiyeli, her kuponun test suyuna daldırılması sırasında yapılan OCP ölçümleri ile doğrudan tespit edilebilir. Deney, uzun bir süre boyunca (50 saat mertebesinde) açık devre potansiyelinden (OCP) oluşur. Potansiyelde hiç veya çok az değişiklik varsa, çukurlaşma başlangıcı yoktur, bu da malzemenin pasif durumda olduğu anlamına gelir.

Son zamanlarda yapılan birkaç çalışma, sudaki metal salınımına baktı. "İçme suyu ile temas eden malzemeler için test yöntemlerine ilişkin ortak normatif araştırmada", soğuk su sisteminde boru işi simülasyonu için üç tip paslanmaz çelik kullanılmıştır, yani: % 18 krom içeren X5CrNi18-10/1.4301 ve %10 nikel, %17 krom, % 12 nikel ve % 2 molibden içeren X5CrNiMo17-12-2/1.4401 ve titanyum ile stabilize edilmiş %18 krom ve %2 molibden içeren X2CrMoTi18-2/1.4521. Boru çalışma sistemi (teçhizat sistemi), 5 aylık bir süre boyunca sızıntıyı araştırmak için tasarlanmıştır. Akış rejimi, bir mutfak musluğundaki gerçek koşulları simüle etmek için tasarlanmıştır (yıkama ve durgunluk dönemleri). Krom, molibden, demir, titanyum için sızıntı verileri elde edildi ve sonuçlar aşağıdaki gibiydi:

Krom: Konsantrasyonlar 1 µg / l ila 2 µg / l saptama sınırından (637. günde nanofiltrasyon konsantresi ile 1 saatlik durgunluktan sonra 25 µg / l'lik bir sonuç hariç) değişir. Üç değerlikli krom (Cr3 +) pasif tabakanın bileşenlerinden biri olduğu için, bu değerler alaşımların pasif durumda olduğunu açıkça gösterir ve bu da korozyon olmadığını gösterir.

Molibden: Konsantrasyonlar 1µg / l'den azdı.

Demir: Fe3 + olarak kromla birlikte pasif filmin temel bir bileşenidir. Küçük miktarlarda (50 µg / l'den az) süzüldü ancak salım zamanla azaldı. Bu sonucun açıklaması, pasif filmin esas olarak Fe ve Cr oksitler ve hidroksitlerden oluşması ve Fe bileşenlerinin Cr bileşenlerinden daha az kararlı olmasıdır. Böylece tercihli olarak çözülürler. Bu, pasif filmde bir Cr zenginleşmesine ve malzemenin buna karşılık gelen artan bir korozyon direncine yol açar.

Nikel konsantrasyonları çoğu durumda 2 ug / l'den azdı. Her ikisi de nanofiltrasyon konsantresi ile sadece iki sonuç 10µg / l'yi aştı. Bu bağlamda dikkat edilmelidir ki Ni çok düşüktür ve bu sonuç pasif filmde bu elementin yokluğunu teyit etmektedir.

Kaynaklı bölgelerde taneler arası oluşmasını önlemek için ferritik kalite X2CrMoTi18-2/1.4521'e titanyum eklenir. Konsantrasyonu her zaman 5 µg / l'nin altındaydı. Titanyum ayrıca bu malzemenin çukur korozyon direncini de geliştirir.
 

Paslanmaz çelik türlerinin test edilmesinden elde edilen sızdırma sonuçları:
 

Çeşitli su çözümlerinde, krom, nikel, molibden ve demir salınımının ihmal edilebilir düzeyde olduğu ve bu paslanmaz çelik sınıflarının, insan tüketimine yönelik su kalitesine ilişkin Avrupa düzenlemelerine uygun olduğu görülmüştür.

Bu alaşımların stabilitesini (pasif durum) 6,6 civarında pH değerinde, dolayısıyla hafif asidik olan sentetik sularda karşılaştırmak için oyulma potansiyelinin ve / veya açık devre potansiyelinin (OCP) belirlenmesine dayanan elektrokimyasal araştırmalar da yapılmıştır. Bu elektrokimyasal testlerin sonucu, en az% 17 krom içeren alaşımlar için, akım yoğunluğunun 1uA / cm²'den az olduğu geniş bir pasif alan göstermektedir.