Korrosjonsbestandighet av rustfritt stål mot svovelsyre

Innhold

• Egenskaper av rustfritt stål
• Anodiske kontra katodiske elektroder
• Effekter av korrosjon
• Egenskaper ved svovelsyre
• Karakterer og motstand av rustfritt stål

Med bare noen få unntak - gull, palladium og platina - korroderer alle metaller. Dette inkluderer rustfritt stål. En vanlig misforståelse er at rustfritt stål er 100 prosent korrosjonsbestandig som forklart av eStainlessSteel.com. Mens korrosjonsmotstanden er utrolig, vil rustfritt stål korrodere under visse omstendigheter. Det er enkelt å bestemme hva som skal til for at det skal skje - og så unngå det - ved å forstå årsakene til at rustfritt stål har så sterk motstand mot korrosjon.

Egenskaper av rustfritt stål

Rustfritt ståls evne til å motstå korrosjon kommer fra krommet i metallet. Rustfritt stål inneholder 10 ½ prosent krom, som reagerer med oksygen for å skape en beskyttende barriere eller beskyttende film. Dette kromlaget er 130 Ångstrømmer - eller milliondels centimeter - i tykkelse i henhold til WorldStainless.org. To faktorer som bidrar til holdestyrken til dette beskyttende, passive kromlaget, er tilgjengelighet av temperatur og oksygen. Økende varme svekker laget, og krommet må reagere med oksygen for å skape det beskyttende laget.

Anodiske kontra katodiske elektroder

Svovelsyre er ofte referert til som batterisyre. Batteriets anodeende er etsende, mens katodeenden er passiv og ingen korrosjon oppstår. Denne korrosjonen skjer når to forskjellige metaller blir introdusert i det samme elektrolyttmiljøet. En elektrolytt, også kjent som en korrodant, er enhver væske som kan passere elektrisk strøm; dette inkluderer vann som det galvaniske korrosjonskartet fra ThelenChannel.com illustrerer.

Effekter av korrosjon

••• Thinkstock / Comstock / Getty Images

Det er åtte typer korrosjon i metaller som skissert av eStainlessSteel.com. Et enhetlig angrep, eller generell korrosjon, oppstår med den totale nedbrytningen av beskyttelsesfilmen på overflaten av metallet. Sprekker korrosjon er ofte funnet i sprekker der oksygen er begrenset og i miljøer med lav pH som sjøvann. Pitting oppstår når det beskyttende laget av rustfritt stål penetreres og skaper en anodisk flekk. Galvanisk korrosjon skjer når to forskjellige metaller plasseres i et elektrolyttmiljø; katoden fjerner metall fra anoden. Intergranulær korrosjon er varmeindusert; karbonet i stålet bruker krom for å lage kromkarbid, og svekker dermed beskyttelsen rundt det oppvarmede området. Selektiv igling er en type korrosjon der en væske ganske enkelt vil fjerne metall under demineralisering eller avionisering. Erosjon er forårsaket av en slipende væske som strømmer forbi et metall med høy hastighet, og fjerner det beskyttende laget. Spenningskorrosjon, eller kloridspenningskorrosjon, oppstår når det oppstår sprekker mens metallet er under strekkfasthet.

Egenskaper ved svovelsyre

••• Hemera Technologies / PhotoObjects.net / Getty Images

Svovelsyre er ganske etsende i vann, selv om den lager en dårlig elektrolytt på grunn av at veldig lite av den vil dissosiere til ioner, i følge Chemical Land 21s beskrivelse av svovelsyre. Konsentrasjonen av syren er det som avgjør dens korrosive effektivitet, slik British Stainless Steel Association (BSSA) forklarer. De fleste typer rustfritt stål kan motstå lave eller høye konsentrasjoner, men det vil angripe metallet ved mellomtemperaturer. Konsentrasjonen påvirkes av temperaturen.

Karakterer og motstand av rustfritt stål

Det er forskjellige kvaliteter av rustfritt stål, og hver motstår svovelsyrekorrosjon på en annen måte, slik BSSA forklarer. 18-10 rustfritt stål er utsatt for raskt økende temperaturer. Den kan motstå en syre i en konsentrasjon på 5 prosent ved romtemperatur. 17-25-2.5 har en fordel i forhold til 18-10 da den takler opptil 22 prosent ved romtemperatur igjen, stigende varme vil gjøre dette stålet ubrukelig over 60 grader Celsius. Duplex Steel (2304) er mer motstandsdyktig når varmen stiger. Romtemperaturstallene til Duplex Steels er omtrent de samme som 17-12-2,5, men faller bare litt med varmen og tillater åtte prosent ved 80 grader Celsius. 2205 har en romtemperaturkonsentrasjon på opptil 40 prosent, som faller til 12 prosent ved 80 grader. Superduplex-stål gir en liten forbedring med 45 prosent ved romtemperatur. 904L stål ble spesielt utviklet for å kunne håndtere svovelsyre. 904L kan håndtere hele konsentrasjonsområdet opp til 35 grader celsius.