Как ржавеет нержавейка: особенности процесса

Почему ржавеет «нержавейка»

Ржавчина на нержавеющей стали вызывает много вопросов. Действительно ли эта сталь нержавеющая? Если это нержавейка, то почему она заржавела? Откуда берется ржавчина? Будет ли нержавейка ржаветь и дальше, и приведет ли это к образованию сквозной коррозии?

Нержавеющие стали устойчивы к коррозии потому, что их состав имеет высокий процент хрома. Когда этот элемент присутствует в стали в достаточном количестве и подвергается окислительному воздействию кислот, щелочей, воды, воздуха и других сред, он образует очень тонкий (130 ангстрем) непроницаемый слой оксида CrO, который останавливает дальнейшую коррозию.

В этом плане нержавеющие стали очень похожи на алюминий, который также формирует защитный окисный слой. От оксида алюминия слой CrO отличается тем, что он никогда не бывает таким толстым, что даже виден невооруженным глазом. Хром должен быть распределен равномерно в структуре стали для того, чтобы она стала «нержавейкой».

Что приводит к образованию ржавчины на поверхности из нержавеющей стали?

Ржавчина образуется на поверхности из нержавеющей стали тогда, когда недостаточно легирующего хрома для создания и поддержания необходимого оксидного слоя.

Простейшее условие, при котором ржавление может возникнуть на нержавеющей стали, – контакт обычной углеродистой или низколегированной стали с нержавеющей.

Еще один вид формирования ржавчины на нержавеющей стали происходит во время сварки, например, при сварке с использованием порошковой проволоки. На неочищенной поверхности нержавеющего металла может остаться тонкий слой свободного железа, который легко ржавеет, если металлическая поверхность не была очищена абразивным или химическим способом после сварки.

Технология изготовления и эксплуатации нержавеющей стали должна предусматривать отсутствие ее контакта с обыкновенной сталью, например, при изготовлении столов, подъемных средств, складских стеллажей и других металлоконструкций. Железная пыль, образующаяся при измельчении, резке, струйной очистке, должна быть как можно дальше от мест, где используется нержавеющая сталь.

Чистящие и абразивные инструменты, такие как шлифовальные круги и проволочные щетки, использованные ранее на углеродистой или низколегированной стали, не должны впоследствии применяться на нержавеющих сталях.

Для нержавеющей стали должны использоваться проволочные щетки только из нержавейки. Постоянное применение металлических щеток, даже из нержавейки, не рекомендуется, так как они оставляют на поверхности механические повреждения, способствующие образованию коррозии. Очистку проволочной щеткой можно использовать для удаления сварочного шлака.

Наличие свободного железа на поверхности нержавеющей стали, легко определяется путем опрыскивания стали водой и выдержки во влажном состоянии в течение нескольких часов.

Зоны, содержащие свободное железо, заржавеют и окрасятся.

Гораздо более быстрым способом выявления свободного железа является ферроксильный тест. Состав для обработки поверхности включает:

1) дистиллированная вода – 1 литр,

2) азотная кислота – 30 миллилитров,

3) ферроцианид калия – 30 грамм.

Обработка металла должна производиться в защитной одежде, поскольку состав содержит кислоту и цианиды. Поверхность на загрязненных зонах окрасится в синий цвет в течение нескольких минут. Затем состав нужно смыть водой и нейтрализовать раствором соды. Однако этот метод не подходит для испытания поверхностей, соприкасающихся с пищевыми продуктами.

Очень часто процесс коррозии развивается по краям сварного шва. Цвет оксидов может варьироваться от соломенного до темно-коричневого, в конечном итоге они превращаются в красный цвет ржавчины.

При нормальных атмосферных условиях коррозия, связанная со сваркой, не развивается, а просто выглядит некрасиво. Сварные швы должны быть очищены в течение одного или двух дней после сварочных работ, грубые или шероховатые поверхности должны быть зашлифованы, удалены царапины, шлак, флюс и брызги.

В продаже имеется много специальных чистящих веществ для нержавеющих сталей. Эти моющие средства изготавливаются на основе азотной или соляной кислот; они обычно удаляют небольшой слой материала (около 0,025 мм). После выдержки на поверхности они должны быть тщательно смыты и нейтрализованы водой с содой.

Пассивация в азотной кислоте изделий из нержавеющей стали помогает ускорить формирование оксидной пленки хрома, препятствующей корродированию металла.

Существует несколько видов коррозии нержавеющей стали:

1. Общая коррозия, когда наблюдается разрушение окисной пленки на всей поверхности. При проникновении галогенов (фтора, хлора, брома и йода) через пассивирующую пленку происходит активный процесс коррозии. Именно поэтому при чистке нержавеющих поверхностей нельзя использовать хлорсодержащие вещества, например, белизну. Хлориды являются главным врагом нержавеющей стали.

2. Щелевая коррозия. Она возникает при наличии небольшого зазора в конструкциях из нержавеющей стали. Процесс ярко проявляется на примере крепежных элементов, эксплуатирующихся в морской воде. Хлориды, содержащиеся в воде, способствуют удалению окисного слоя. При отсутствии доступа кислорода и движущихся потоков воды коррозия продолжается.

3. Точечная. Она аналогична гальванической коррозии при точечном поражении защитного оксидного слоя и одновременном воздействии агрессивной среды. Нержавеющая сталь в поврежденном месте становится анодом, а пассивированная часть металла — катодом, в результате анод начинает быстрее растворяться, вызывая питтинговую коррозию.

4. Гальваническая коррозия, возникающая в результате прямого контакта разнородных металлов в агрессивной токопроводящей среде, например, в морской воде. При проектировании нержавеющих конструкций должны учитываться внешнее воздействие среды и взаимодействие в этих условиях нержавейки с другими металлами.

5. Межкристаллитная коррозия, возникающая при очень высокой температуре, например, при сварке.

6. Эрозивная коррозия, возникающая в результате воздействия абразивной жидкости с большой скоростью, постоянно разрушающей оксидную пленку.

Каков же самый простой и эффективный метод борьбы с коррозией нержавеющей стали? Чистота, чистота, и еще раз чистота. Посмотрите на нержавеющую кухонную раковину в любом доме — она подвергается воздействию самых различных химических веществ, но ее поверхность всегда остается яркой.

Почему? Потому что постоянный поток свежей воды и протирка удаляют вредные химические вещества, которые могут повредить окисную пленку. Чистота имеет важнейшее значение для максимальной устойчивости нержавеющих сталей к коррозии.

Почему ржавеет нержавейка?

Иногда приходится слышать от заказчиков пожелание, чтобы при изготовлении изделия из нержавейки под зака з была использована сталь, которая не будет ржаветь. Иногда просят, чтобы была “не китайская”. От чего зависит будет ли ржаветь нержавейка? Почему вообще это происходит?

По сути могут быть две причины. Первая – условия эксплуатации в агрессивной среде. И вторая – дефекты материала.

Рассмотрим эти явления подробнее.

Не все виды нержавеющей стали предназначены для эксплуатации в агрессивных средах. Например на пищевых производствах при технологических процессах используются хлорсодержащие моющие средства и там могут должна применяться нержавеющая сталь с повышенной коррозионной устойчивостью. То же самое относится к условиям эксплуатации в морской воде. По этой причине оборудование, например, из AISI 304 может попросту придти в негодность. Для агрессивных сред имеет смысл использовать AISI 316 или дуплексные виды нержавеющей стали, такие как Ferralium SD40, SAF 2205 или Zeron 100.

Вторая причина более распространена – ржавчина может возникнуть на поверхности металла в следствии механических повреждений или термической обработки(вызванные сваркой). Это так называемая точечная коррозия. Этот вид коррозии может начаться в металле где присутствуют посторонние примеси, например такие как сера.

Гладкая поверхность нержавеющего металла менее подвержена точечной коррозии чем шероховатая. На графике приведенном ниже показана зависимость коррозионной устойчивости от шероховатости поверхности. Эксперимент проводился с коррозионноустойчивой маркой нержавеющей стали AISI 316 в хлорсодержащей среде. На графике видно, что после того как шероховатость поверхности превышает Ra > 0,5 мкм, устойчивость к коррозии резко снижается. Таким образом, шероховатая поверхность AISI 316 делает ее коррозионную устойчивость даже хуже, чем полированная поверхность AISI 304.

Следы ржавчины могут появиться даже в местах куда попала раскаленная окалина. Это происходит потому, что при температуре сварки выгорают легирующие элементы, в первую очередь хром. На металле в местах сварки образуются “следы побежалости”(иногда называют следы термического воздействия). В этих местах нержавейка неизбежно начнет ржаветь. Слой ржавчины, однако, может остаться только на поверхности металла, там где нет оксидной пленки, которая образуется благодаря хрому. То есть в глубь ржавчина развиваться не будет. Но выглядят следы побежалости и тем более ржавчина очень не эстетично. Чтобы этого не произошло сварочный шов обрабатывают специальными эмульсиями, травильными пастами или при помощи абразивных материалов. При очистке шва от железных окислов(окалины окисей) травильными пастами, следует работать в защитных очках и наносить только на остывший металл, поскольку в них может содержатся плавиковая кислота. После очистки зону сварного шва необходимо подвергнуть операции пассивации. Пассивация металла – это процесс обработки поверхности с целю образования на ней слоев соединений препятствующих коррозии. То есть недостаточно только очистить сварной шов от продуктов сварки, необходимо так же восстановить защитный слой. Для этого так же существует разнообразная химия: гели, пасты. Иногда используют для пассивации нержавейки азотную или лимонную кислоту.

Существуют инновационные методы очистки и пассивации. Например метод электро-химической пассивации нержавеющего металла. Причем этот процесс осуществляется без применения продуктов травления, которые очень вредны для здоровья и окружающей среды. Компания ” Строй Металл ” использует оборудование компании Surfox. Благодаря этому производительность и качество работ позволяют нам выполнять заказы по изготовлению изделий из зеркальной нержавейки для элитных магазинов одежды, ресторанов, элементов интерьера.

Рекомендуем ознакомиться со статьями:

Ржавеет ли нержавейка? Причины проблемы и способы борьбы с ней

Появление дефектов на поверхности металлов озадачивает и наводит на мысль о низком качестве стали. Еще больше вопросов возникает, если бурые пятна ржавчины появляются на высоколегированной стали. Важно вовремя понять, что стало причиной такого дефекта и что делать дальше, чтобы остановить этот процесс.

Нержавеющая сталь обладает устойчивыми свойствами благодаря хрому в качестве ведущего легирующего элемента. Даже незначительное количество хрома в составе сплава помогает сформировать тончайшую пленку из оксида хрома, предотвращающую коррозию из-за воздействия агрессивных реагентов, воды, щелочей.

Условия, в которых появляется ржавчина

Особенных условий, при которых появляются вкрапления ржавчины на поверхности нержавеющего металла, не нужно. Достаточно незначительного снижения концентрации хрома в сплаве, чтобы поверхность стала восприимчива к разрушающим внешним воздействиям. Еще одним условием, при котором внешний слой начинает портиться ‒ контакт железа с нержавеющей поверхностью.

Читайте также:  Как проверить исправность газового оборудования?

Условием, при котором возникает нарушение защищенного хромом слоя металла, является неправильная технология сварки. На поверхность нержавейки попадают частички железа. Если потом плохо зачистить поверхность, то мельчайшие частицы приводят к проявлению вкраплений коррозии на нержавейке. Плохо зачищенный сварной шов, точнее площадь вокруг места сварки покрыта не только остатками железа, но и шлаком, брызгами от сварки, флюсом. Вкрапления не всегда будут развиваться в полноценную коррозию со сквозными дырами. Даже самый идеальный шов будет выглядеть неопрятно, если не зачистить поверхность вокруг, не убрать дефекты. В каталоге на нашем сайте вы можете купить нержавеющую бесшовную трубу 12х18н10т – способ избежать рисков, которые возникают при сварке.

Разновидности коррозии

Эффективные добавки, наделяющие высоколегированные сплавы антикоррозийными свойствами, не всегда решают проблемы с появлением дефектов. Классифицируют шесть основных видов ржавчины, поражающих нержавейку. О них стоит поговорить подробнее:

1. Щелевая коррозия. При проектировании изделий и массивных металлоконструкций возникают зазоры, или места крепления недостаточно хорошо уплотнены. Постепенно вода или кислотные реагенты деактивируют оксидный слой. Если вовремя не создать условия, в которых реакция прекратится, проржавеет не только место крепления, но и крепежные элементы.

2. Точечная коррозия. Возникает при нарушениях технологии работы с нержавейкой. Агрессивная внешняя среда, небольшие частички металла растворяют защитный оксидный слой, проникая вглубь сплава, образуя питтинги.

3. Гальваническая коррозия. Условием для ее проявления служит токопроводящая среда. Нержавеющая сталь контактирует с агрессивными реагентами и в полной мере проявляются разрушающие свойства на защитный слой хрома.

4. Межкристаллитная коррозия. Существуют условия, при которых во время сварки нержавейки кристаллы стали выпадают. Образуются точечные зазоры, в которых впоследствии и развивается ржавчина.

5. Общая коррозия. Возникает, когда на поверхность попадают йод, хлор, фтор, разрушающие молекулярную структуру хромсодержащего защитного слоя.

6. Эрозивная коррозия. Возникает при условиях постоянного механического воздействия на поверхность нержавеющей стали.

Как бороться с коррозией нержавеющей стали?

a) На металлургических заводах, где хранятся заготовки, должны соблюдаться условия хранения и предотвращаться ситуации, когда частицы нелегированного металла попадают на нержавейку.

b) Необходимо исключить близкий контакт даже с мельчайшими частичками обычного металла. Это же правило касается и инструментов. Металлические щетки, которые используют для чистки поверхности нелегированной стали, нельзя использовать для нержавеющих сплавов.

c) Не рекомендуется использовать сложные конструкции из нержавейки в соляной и серной кислоте.

d) Особые легирующие компоненты: тантал, титан, ниобий помогут усилить антикоррозийные свойства.

e) Предотвращать контакт нержавейки с хлоридами.

Может ли ржаветь нержавеющая сталь? Условия возникновения ржавчины

Для нержавеющей стали с содержанием хрома свыше 10,5% невозможно абсолютно исключить возникновения ржавчины. Даже аустенитная сталь с содержанием хрома свыше 20%, а также никеля свыше 8% может ржаветь в случае неправильного обращения с ней, а также в случае неправильной обработки или в случае дефекта структуры.

Основные факторы ржавления

Пассивный слой

Нержавеющая сталь входит в реакцию с кислородом и образует слой окиси так же, как обычная сталь. В нормальной стали кислород однако входит в реакцию с существующими атомами железа и образует пористую поверхность, позволяющую на прогрессию реакции. Эта реакция может длиться вплоть до полного «перержавения» предмета. В нержавеющей стали кислород входит в реакцию с довольно высокой концентрацией содержащихся в стали атомов хрома. Атомы хрома и кислорода образуют толстый слой окиси, который замедляет прогресс реакции. Этот слой называют также пассивным слоем, в связи с трудностью войти в реакцию в столкновении со средой. Прочность этого пассивного слоя зависит прежде всего от состава сплава стали.

Коррозия

Существуют две причины образования ржавчины на «нержавеющей» стали:

  • пассивный слой не мог образоваться или
  • пассивный слой был разрушен.

Разрушение пассивного слоя можно предотвратить только соблюдая высокую степень чистоты. Обрабатываемые поверхности должны быть в основном очищены от всех загрязнений, возникших во время обработки.

Перечисленные ниже виды коррозии образуются в результате разрушения пассивного слоя после его образования:

Поверхностная коррозия с убытками

Поверхностная коррозия с убытками характеризуется равномерным убытком поверхности обрабатываемого предмета. Этот вид коррозии выступает только тогда, когда на поверхность из стали действуют кислоты или сильные щёлочи. Степень убытка ниже 0,1 мм в год считается достаточной стойкостью к поверхностной коррозии с убытками.

Язвенная коррозия (plitting)

Язвенная коррозия может выступать, когда пассивный слой будет локально нарушен. За местное нарушение слоя отвечают ионы хлорида, которые в присутствии электролита отнимают у нержавеющей стали атомы хрома, необходимые для образования пассивного слоя. В этих местах образуются отверстия похожие на иголочный укол. Опасность язвенной коррозии повышается в результате накопления на поверхности осадков, чужой ржавчины, остатков шлака или цветных налётов.

Межкристаллитная коррозия

Межкристаллитная коррозия может выступать, когда в результате воздействия тепла на границах шлифовальных зерен оседают карбиды хрома, которые в присутствии кислотных соединений изменяются в раствор. Это происходит при следующих температурах:

  • аустенитная сталь 450? – 850?С
  • ферритная сталь не больше чем 900?С

В случае правильного подбора шлифовального материала межкристаллитная коррозия не имеет возможность возникновения.

Контактная коррозия

Контактная коррозия (гальваническая) возникает, когда разные металлические материалы соприкасаются друг с другом, и они увлажнены электролитом. Тогда менее благородный материал поражается и переходит в раствор. Нержавеющая сталь в соприкосновении с другими материалами остается в невредимом состоянии (благородном).

Фибровые круги с дополнительной связкой МУЛЬТИ для холодного шлифования нержавеющей и высоколегированной стали. Зерно циркониевый электрокорунд Р24 – 100.

Тонкие отрезных круги по нержавеющей стали A960TZ Special. Обладают антикоррозионными свойствами, содержание Fe/S/Cl не превышает 0,1%.

Дисковые щетки для предварительной и финишной обработки угловых и стыковых сварных швов, зачистки заусенцев. Нержавеющая проволока ROH 0.35, 0.50 мм класса 1.4310 или класса 1.4401 под заказ.

Что делать, если ржавеет нержавейка

Нержавеющая сталь – высококачественный металл, прошедший легирование с добавлением ряда химических веществ, придающих антикоррозионные свойства. 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 ржавеет нержавейка? Причин может быть несколько, и основная из них – неправильная эксплуатация.

Может ли нержавейка ржаветь?

Существует три группы нержавеющих сталей, каждая из которых имеет свои особенности и специфику применения:

  1. Коррозионностойкая сталь. Имеет высокую стойкость к коррозии в неосложненных условиях – в быту, на производстве.
  2. Жаростойкая сталь. Обладает термостойкостью, не ржавеет при повышенных температурах, может применяться на химических заводах.
  3. Жаропрочная сталь. Остается механически прочной при высоких температурах.

Таким образом, не все виды нержавейки предназначены для эксплуатации в той или иной агрессивной среде. К примеру, использование обычной нержавеющей стали на пищевом производстве, частое мытье с хлорсодержащими средствами вызовет быструю порчу материала. Аналогично применение металла в морской воде приведет к повышению скорости коррозии в разы.

Также ржавчина часто появляется на нержавейке после сварки (термической обработки), которая была произведена без соблюдения определенных правил. После механического повреждения металла последствия будут аналогичными: в месте дефекта возникнет точечная коррозия. Гладкий, полированный материал обычно ржавеет менее интенсивно, чем шероховатый: на последнем элементы коррозии могут появиться гораздо быстрее.

Защита от ржавчины нарушается там, куда попала раскаленная окалина, поскольку от сильного повышения температуры в нежаростойкой стали происходит выгорание легирующих веществ (в основном хрома). После прогорания дыр их края и прилегающие зоны становятся подверженными коррозии, хотя более глубокие слои металла чаще всего остаются неповрежденными. Спасти нержавейку поможет обработка травильными пастами, специальными эмульсиями.

Прочие причины коррозии нержавеющей стали:

  • контакт материала с обычной углеродистой сталью (в том числе посредством инструментов, которыми раньше резали простую сталь);
  • регулярная чистка металлическими щетками;
  • игнорирование механической или химической обработки сварного шва.

Причиной коррозии металла может стать и его изначально низкое качество. Стойкость стали к ржавлению обусловлена присутствием хрома в достаточном количестве. Этот элемент после воздействия воды, воздуха, кислот и щелочей формирует тончайший непроницаемый слой, который не дает материалу ржаветь. Если хрома в составе мало либо он распределен неравномерно, создание и поддержание оксидного слоя становится невозможным.

Факторы, определяющие стойкость металла к коррозии

Чтобы металл не был подвержен коррозии, он должен пройти пассивацию – переход поверхности в неактивное (пассивное) состояние, при котором на ней формируется тонкий защитный слой. Хорошая нержавейка быстро и легко пассивируется при обычных атмосферных условиях – контакте с кислородом из воздуха. Чем больше хрома в составе стали, тем выше ее пассивационная способность и антикоррозионные свойства.

Кроме хрома, легирование стали производят с помощью никеля. Он тоже способствует пассивации, но в чуть меньшей степени. Оба металла придают наивысшую антикоррозионную стойкость, хотя в состав стали могут вводиться и иные элементы: медь, ниобий, молибден. Для усиления защитных свойств любые добавки должны находиться в стандартном состоянии, а при изменении их структуры стойкость к коррозии падает (например, при переходе хрома в форму нитрида, карбида). Это может произойти во время контакта с сильными кислотами: серной, соляной, плавиковой.

Пассивный слой

Под пассивным слоем понимают тонкую оксидную пленку, которая формируется на стали после реакции хрома с кислородом. Она благоприятно воздействует лишь на свойства нержавейки: на обычной стали кислород при взаимодействии с атомами железа провоцирует формирование мелких пор и появление ржавчины. Слой коррозии тоже будет называться пассивным, ведь он реакционно инертен по отношению к окружающей среде.

Виды коррозии нержавеющей стали

По типу развития, причине появления и признакам выделяют несколько видов коррозии нержавейки.

Щелевая коррозия нержавеющих сталей

Щелевая коррозия – широко распространенный 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.

Механизм формирования щелевой коррозии таков:

  1. Скопление агрессивных ионов в зазоре, вытеснение кислорода.
  2. Появление анода в зазоре (материал вне зазора при этом играет роль катода).
  3. Образование коррозии из-за изменения кислотности среды и электрохимических реакций.
Читайте также:  Материал для теплоизоляции печи: секреты выбора

Чтобы предотвратить щелевую коррозию, нужно правильно проектировать конструкции. Важно обеспечивать катодную защиту, которая снизит кислотность, а также улучшать текучесть среды.

Общая поверхностная коррозия

Общей коррозией называют равномерное нарушение структуры металла в части поверхностного слоя. Она вызывает разрушение оксидной пленки на большей части изделия или по всей его площади. Обычно причиной является контакт с сильными щелочами, кислотами, соединениями йода, фтора, брома. Главным же «врагом» нержавейки считается хлор – именно поэтому для ее чистки нельзя применять хлорсодержащие моющие средства.

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. Локальное разрушение пассивного слоя происходит в таких ситуациях:

  • царапание, механическое повреждение;
  • местное изменение состава стали;
  • точечное воздействие ионов хлора, серы, галогенидов;
  • повышение температуры.

Точечное ржавление считается самым распространенным среди разных видов нержавейки. Из-за него в баках появляются дырки, в трубах, резервуарах – мелкие трещинки. Обычно их диаметр составляет не более 1 мм, при этом глубина может быть значительной – в этом состоит коварство данного явления. Как и в случае со щелевой коррозией, в роли анода будет выступать конкретный питтинг, а катодом станет остальная (неповрежденная) поверхность. Добавление молибдена к нержавеющей стали при ее производстве увеличивает стойкость изделий к точечной коррозии.

Интеркристаллическая коррозия

У такого процесса есть еще одно название – межкристаллитная коррозия нержавеющих сталей (МКК). Она 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.

Контактная коррозия

Данный вид коррозии развивается при прямом контакте разнородных металлов друг с другом под действием электролитов. К примеру, такое случается при состыковании разных металлических изделий в агрессивной токопроводящей среде – морской воде. В результате сталь локально портится, а менее благородные металлы могут и вовсе раствориться.

Числовой эквивалент стойкости к точечной коррозии (PREN)

Показатель RREN относится к справочным, он показывает склонность разных видов и марок нержавейки к появлению питтингов. Числовой эквивалент стойкости к точечной коррозии применяют как ориентир, но не как абсолютное руководство для предопределения коррозионной стойкости.

Обычно наиболее устойчивыми к точечному ржавлению оказываются молибден, хром и азот в качестве добавок при легировании. Чем выше цифра RREN, тем более стойкой будет сталь к появлению питтингов. Вот справочная информация по RREN:

Марка сталиRREN
44425
43016
30419
31626
304LN21
904L36
316LN27,5
SAF 250742
Zeron 10041

к содержанию ↑

Способы предохранения нержавейки от МКК

Очистить от ржавчины поверхность порой бывает сложно, особенно при глубоком проникновении дефекта. Разработан ряд методов против межкристаллитной коррозии, вот основные из них:

  1. Отжиг (стабилизирование). Ферритные стали обрабатывают высокими температурами (+750…+900 градусов), за счет чего концентрация хрома на поверхности повышается, при этом распределение элемента становится более равномерным.
  2. Уменьшение содержания углерода. Если концентрация вещества будет менее 0,03%, то металл станет практически не подверженным межкристаллитной коррозии.
  3. Закалка в воде. Этот метод применим для аустенитной стали, он помогает карбидам хрома перейти в более подходящую форму и сконцентрироваться на границах зерен металла.

Чтобы убрать у нержавейки склонность к МКК, в нее вводят и новые добавки: титан, тантал, ниобий, но это приводит к серьезному удорожанию материала. Их количество должно быть в 5-10 раз больше, чем норма углерода, и тогда металл будет не подверженным ржавлению.

Коррозия и поверхностная обработка нержавеющей стали

Удаление коррозии можно произвести химическим способом – использовать специальные преобразователи ржавчины. Также поверхность изделий из нержавейки разрешается обрабатывать путем фрезерования, зачистки, шлифовки, полировки. Выбор конкретной методики зависит от предпочтений специалиста и ряда иных условий.

Подбор способа профилактической обработки металла будет обусловлен начальной коррозионной стойкостью конкретной марки стали. На шероховатых поверхностях чаще формируются элементы точечной коррозии, а на гладких пятна ржавчины появляются редко. Марки 304, 316 при использовании в условиях морской воды быстро ржавеют, их нужно защищать более тщательно.

Уход за нержавеющей сталью

Чтобы предметы из нержавейки длительно сохраняли привлекательность и функциональность, за ними нужно хорошо ухаживать. В обычных условиях изделия регулярно, не реже раза в 6 месяцев, моют с мягкими ПАВ без хлора и аммиака. В суровом климате мытье должно быть более частым. При выявлении пятен их сразу тщательно оттирают, ямки заделывают специальными средствами. Уход поможет продлить срок эксплуатации изделий из нержавейки и снизить риск появления коррозии.

Что делать, если ржавеет нержавейка: излагаем обстоятельно

Казалось бы, из самого названия «нержавеющая сталь» следует, что этот материал никогда не ржавеет. Тем не менее, в определенных неблагоприятных условиях внешней среды и нержавеющие сплавы могут подвергаться коррозии. Чтобы избежать неприятных последствий, следует разобраться в причинах появления коррозии и в способах ее предотвращения.

Условия, в которых появляется ржавчина

Особенных условий, при которых появляются вкрапления ржавчины на поверхности нержавеющего металла, не нужно. Достаточно незначительного снижения концентрации хрома в сплаве, чтобы поверхность стала восприимчива к разрушающим внешним воздействиям. Еще одним условием, при котором внешний слой начинает портиться ‒ контакт железа с нержавеющей поверхностью.

Условием, при котором возникает нарушение защищенного хромом слоя металла, является неправильная технология сварки. На поверхность нержавейки попадают частички железа. Если потом плохо зачистить поверхность, то мельчайшие частицы приводят к проявлению вкраплений коррозии на нержавейке. Плохо зачищенный сварной шов, точнее площадь вокруг места сварки покрыта не только остатками железа, но и шлаком, брызгами от сварки, флюсом. Вкрапления не всегда будут развиваться в полноценную коррозию со сквозными дырами. Даже самый идеальный шов будет выглядеть неопрятно, если не зачистить поверхность вокруг, не убрать дефекты. В каталоге на нашем сайте вы можете купить нержавеющую бесшовную трубу 12х18н10т – способ избежать рисков, которые возникают при сварке.

Точечная или питтинговая коррозия

Такое повреждение металла носит точечный характер. Оно вызывается гальваническими процессами, начинающимися при недостатке кислорода в некоторых точках изделия. Такие зоны приобретают отрицательный потенциал. Зоны с избытком кислорода приобретаются положительный потенциал. Так возникает анодно-катодная гальваническая пара, и протекающий ток вызывает окисление металла. Процесс распространяется в глубину изделия и приводит через некоторое время к образованию сквозных отверстий. Такому поражению подвержены различные емкости и трубопроводы.

Разновидности коррозии

1. Щелевая коррозия. При проектировании изделий и массивных металлоконструкций возникают зазоры, или места крепления недостаточно хорошо уплотнены. Постепенно вода или кислотные реагенты деактивируют оксидный слой. Если вовремя не создать условия, в которых реакция прекратится, проржавеет не только место крепления, но и крепежные элементы.

2. Точечная коррозия. Возникает при нарушениях технологии работы с нержавейкой. Агрессивная внешняя среда, небольшие частички металла растворяют защитный оксидный слой, проникая вглубь сплава, образуя питтинги.

3. Гальваническая коррозия. Условием для ее проявления служит токопроводящая среда. Нержавеющая сталь контактирует с агрессивными реагентами и в полной мере проявляются разрушающие свойства на защитный слой хрома.

4. Межкристаллитная коррозия. Существуют условия, при которых во время сварки нержавейки кристаллы стали выпадают. Образуются точечные зазоры, в которых впоследствии и развивается ржавчина.

5. Общая коррозия. Возникает, когда на поверхность попадают йод, хлор, фтор, разрушающие молекулярную структуру хромсодержащего защитного слоя.

6. Эрозивная коррозия. Возникает при условиях постоянного механического воздействия на поверхность нержавеющей стали.

Как бороться с коррозией нержавеющей стали?

a) На металлургических заводах, где хранятся заготовки, должны соблюдаться условия хранения и предотвращаться ситуации, когда частицы нелегированного металла попадают на нержавейку.

b) Необходимо исключить близкий контакт даже с мельчайшими частичками обычного металла. Это же правило касается и инструментов. Металлические щетки, которые используют для чистки поверхности нелегированной стали, нельзя использовать для нержавеющих сплавов.

c) Не рекомендуется использовать сложные конструкции из нержавейки в соляной и серной кислоте.

d) Особые легирующие компоненты: тантал, титан, ниобий помогут усилить антикоррозийные свойства.

e) Предотвращать контакт нержавейки с хлоридами.

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Почему ржавеет нержавейка? Простая невнимательность

небольшая очередь на загрузку на нашем складе с нержавейкой

Рассмотрим ещё пример. Заслали вы бойца на машине за металлом для нужд производства вашего к металлоторговцу. Да не за простым металлом, а за разномарочным. За черным и за нержавеющим. Хотя нержавейка и так относится к черному металлу, но сейчас не об этом. Итак, боец на базе. Его грузят. Листовым прокатом его грузят. И складывают всё друг на друга. Черный лист на лист нержавеющий. Без каких-либо прокладок между листами. И в процессе погрузки черный лист немного царапнул по нержавеющему. А ещё и моросит на улице слегка. В общем, созданы все условия для того, чтобы нержавейка начала ржаветь.

А всё почему? Потому что повреждён защитный слой оксидной пленки и происходит вытяжка железа на поверхность нержавеющего листа, которое и будет корродировать. Ибо вспомнив таблицу из ГОСТа 9.005 72-ого года рождения выпуска, в которой указана допустимость контактов различных металлов друг с другом, можно увидеть, что нержавеющие хромоникелевые и хромистые стали ну никоим образом не должны контактировать с низколегированной и углеродистой, то есть черной, сталью. От слова совсем. Разве что некоторым хромистым сталям ограничено допустимы контакты в атмосферных условиях и то при условии азотированного, оксидированного или фосфатированного покрытия низколегированной и углеродистой стали. Вот вам ещё один ответ на вопрос почему ржавеет нержавейка.

Почему ржавеет нержавейка? — Металлоизделия

Иногда приходится слышать от заказчиков пожелание, чтобы при изготовлении изделия из нержавейки под заказ была использована сталь, которая не будет ржаветь. Иногда просят, чтобы была «не китайская». От чего

Читайте также:  Эфирные масла в бане могут нести вред организму?

зависит будет ли ржаветь нержавейка? Почему вообще это происходит?

По сути могут быть две причины. Первая — условия эксплуатации в агрессивной среде. И вторая — дефекты материала.

Рассмотрим эти явления подробнее.

Не все виды нержавеющей стали предназначены для эксплуатации в агрессивных средах. Например на пищевых производствах при технологических процессах используются хлорсодержащие моющие средства и там могут должна применяться нержавеющая сталь с повышенной коррозионной устойчивостью. То же самое относится к условиям эксплуатации в морской воде. По этой причине оборудование, например, из AISI 304 может попросту придти в негодность. Для агрессивных сред имеет смысл использовать AISI 316 или дуплексные виды нержавеющей стали, такие как Ferralium SD40, SAF 2205 или Zeron 100.

Вторая причина более распространена — ржавчина может возникнуть на поверхности металла в следствии механических повреждений или термической обработки(вызванные сваркой). Это так называемая точечная коррозия. Этот вид коррозии может начаться в металле где присутствуют посторонние примеси, например такие как сера.

Гладкая поверхность нержавеющего металла менее подвержена точечной коррозии чем шероховатая. На графике приведенном ниже показана зависимость коррозионной устойчивости от шероховатости поверхности. Эксперимент проводился с коррозионноустойчивой маркой нержавеющей стали AISI 316 в хлорсодержащей среде. На графике видно, что после того как шероховатость поверхности превышает Ra > 0,5 мкм, устойчивость к коррозии резко снижается. Таким образом, шероховатая поверхность AISI 316 делает ее коррозионную устойчивость даже хуже, чем полированная поверхность AISI 304.

Следы ржавчины могут появиться даже в местах куда попала раскаленная окалина. Это происходит потому, что при температуре сварки выгорают легирующие элементы, в первую очередь хром. На металле в местах сварки образуются «следы побежалости»(иногда называют следы термического воздействия). В этих местах нержавейка неизбежно начнет ржаветь. Слой ржавчины, однако, может остаться только на поверхности металла, там где нет оксидной пленки, которая образуется благодаря хрому. То есть в глубь ржавчина развиваться не будет. Но выглядят следы побежалости и тем более ржавчина очень не эстетично. Чтобы этого не произошло сварочный шов обрабатывают специальными эмульсиями, травильными пастами или при помощи абразивных материалов. При очистке шва от железных окислов(окалины окисей) травильными пастами, следует работать в защитных очках и наносить только на остывший металл, поскольку в них может содержатся плавиковая кислота. После очистки зону сварного шва необходимо подвергнуть операции пассивации. Пассивация металла — это процесс обработки поверхности с целю образования на ней слоев соединений препятствующих коррозии. То есть недостаточно только очистить сварной шов от продуктов сварки, необходимо так же восстановить защитный слой. Для этого так же существует разнообразная химия: гели, пасты. Иногда используют для пассивации нержавейки азотную или лимонную кислоту.

Существуют инновационные методы очистки и пассивации. Например метод электро-химической пассивации нержавеющего металла. Причем этот процесс осуществляется без применения продуктов травления, которые очень вредны для здоровья и окружающей среды. Благодаря этому производительность и качество работ позволяют нам выполнять заказы по изготовлению изделий из зеркальной нержавейки для элитных магазинов одежды, ресторанов, элементов интерьера.

Почему ржавеет нержавейка? На заметку

В данном примере нам не удастся ответить на вопрос почему же ржавеет нержавейка, так как мы просто рассмотрим вариант неправильного использования конкретной марки стали в определенных условиях. Предположим, ваш внук, являющийся большим поклонником Юрия Гагарина и главы компании Tesla и Space X, подходит к вам и говорит: — Деда, а давай сделаем ракету? Чем мы хуже американцев? – и действительно, чем? И вы, будучи увлеченным по молодости ракетостроением, решили с внуком на летних каникулах запустить на заднем дворе на вашей даче небольшую ракету. Не Р-7, конечно, а поменьше. Посмотрев старые записи, а также видео таких-же энтузиастов на ютубе, вы приступаете к работе в вашем гараже. Благо у вас сохранилось небольшое количество топлива на основе пары жидкий кислород и керосин, а неподалеку есть металлобаза.

И вот, после нескольких недель конструирования ваше чудо готово к запуску. Алюминиевый корпус полутораметровой ракеты и двигатель, у которого баки сварены из нержавеющих листов AISI 304, красуется на заднем дворе, а вы уже созвали всех соседей, внук успел сделать несколько селфи с гостями и скоро начнется обратный отсчёт до запуска. Чистое небо и приподнятое настроение способствует скорейшему запуску. Камеры телефонов наведены на вашу ракету, внук отсчитывает заветные «три, два, один! Поехали!» Производится поджиг топлива и запуск произведен! Из сопла раздается шум, химическая реакция окисления с последующим выделением тепла идёт полным ходом. Металлические хомуты, приваренные к профильным трубам, являющиеся подобием ферм-опор, отводятся от корпуса ракеты и обтекаемая конструкция несется ввысь. В считанные секунды ракета со свистом взлетает под восторженные возгласы смотрящих, оставляя за собой небольшое количество дыма. Оптика камер телефонов пытается отследить быстро удаляющийся объект в небе. Проходит секунд десять, как вдруг небольшая вспышка в небе даёт вам понять, что до стратосферы вашей ракете не дотянуть. Удивленные вскрики гостей и протяжное «Н-е-е-е-т!» вашего внука, переносящего свой взор на вас, зарождает в последующей молчаливой паузе немой вопрос — Как тебе такое, Илон Маск? Что же могло произойти?

Есть подозрения, что произошёл взрыв в отсеке с жидким топливом. А произошёл он потому, что нержавеющая сталь AISI 304 не выдерживает такие температуры, при которых горело керосинное топливо с кислородом. В ГОСТе 5632-72, где отечественным аналогом импортной стали является нержавеющая сталь 08Х18Н10 указано, что рекомендуемая максимальная температура применения 800 °С. Горение же топлива происходило при температурах, дважды превышающих этот показатель. К слову сказать, сам двигатель нужно было лучше сделать из меди, ведь благодаря её намного высокой, чем у нержавейки, теплопроводности, ракета бы пролетела значительно выше из-за того, что стенки баков в двигателе прогорели-бы позже. Так что на будущее имейте в виду, что лучше использовать нержавеющую сталь согласно её специфики применения, нежели омрачить воспоминания внука о лете, проведенном у дедушки на даче.

Уход за нержавеющей сталью

Было бы наивным предполагать, что изделия из нержавеющих сплавов сами по себе будут сохранять свой элегантный и нарядный внешний вид в ходе длительной эксплуатации. Для сохранения рабочих качеств и внешнего вида нержавейки за ней потребуется соответствующий периодический уход. В обычных условиях, когда используется химически нейтральная неагрессивная среда при обычных температурах, может быть достаточным регулярное промывание изделий теплой водой с мыльным раствором. Не рекомендуется использовать моющие и чистящие средства на основе аммиака или абразивных порошков. При появлении первых признаков точечной коррозии, таких, как пятна и точки, их следует удалить жесткой щеткой или плотной губкой. Если процесс продолжает развиваться, потребуется использование более серьезных восстанавливающих средств. Такие составы, ка Cilitили Цинкарь неплохо справляются на начальных этапах. Подойдет также т 8-% раствор лимонной кислоты. После использования восстанавливающих средства обработанные места следует промыть большим количеством воды.

Пассивирование нержавеющей стали

Процесс пассивирования состоит в преднамеренном образовании на поверхности металла слоя труднорастворимых окислов, защищающих толщу детали от воздействия агрессивной среды.

На поверхность наносят окисляющие составы, такие, например, как 8% раствор лимонной кислоты. В промышленных условиях используют более сильные реактивы. Для ускорения пассивации температуру детали и раствора увеличивают.

Следует учитывать, что при механическом воздействии пассивирующий слой разрушается, и изделие снова становится подверженным коррозии. Поэтому процесс пассивации требуется повторять по мере необходимости.

Может ли нержавейка ржаветь

Нержавеющая сталь имеет несколько марок сплавов, каждый из которых характеризуется некоторыми отличиями. К примеру, чем выше в сплаве содержание никеля, тем выше его антикоррозионная стойкость.Теоретически, не исключен вариант, когда установленный вами элемент из нержавейки все же начнет ржаветь. Дело, скорее всего, именно в неправильном выборе марки.

Существует несколько классификаций и марок нержавеющих сталей. В настоящее время, фактическим международным стандартом является американская классификация AISI (аналог нашего ГОСТа в отношении металлов и сплавов).

Для производства ограждений и перил активно используются 3 марки стали:

    AISI 304 – самая качественная. Аналог по российскому ГОСТу – 08Х18Н8. Содержит не менее 8 % никеля и не менее 18 % хрома, что делает сплав устойчивым к воздействию различных агрессивных химикатов, не говоря уже о водной коррозии. Изделия из этой марки стали могут использоваться в качестве наружных ограждений, а так же в помещениях с высокой влажностью воздуха (бассейны, например).

AISI 201 – более дешевый заменитель вышеуказанной марки. Аналог по ГОСТу России – 12Х15Г9НД. Отличается низким содержанием никеля (около 1 %) и чуть меньшим содержанием хрома (в районе 15 %). Данная марка отлично подходит для использования внутри помещений, так как имеет низкую стоимость и обладает достаточной устойчивостью к коррозионным процессам в условиях отсутствия прямого воздействия воды и повышенной влажности. Для использования вне помещений или в помещениях с высокой влажностью не рекомендуется.

AISI 430 – самый дешевый сплав, отличающийся полным отсутствием никеля. Ближайший аналог по ГОСТу – 12Х17. Данная марка стали обычно используется для производства крепежных деталей и некоторых внутренних элементов для оборудования, работающего в условиях агрессивных сред. Однако, для производства больших конструкций, для которых важен привлекательный внешний вид, она подходит плохо, так как следы ржавчины появятся на ней относительно быстро.

Итак, нам нужны долговечные перила или ограждения. Что для этого требуется?

    Правильная марка стали. Для наружных элементов выбирайте AISI 304, а для внутренних пойдет и AISI 201. Марка AISI 430 для производства ограждений не годится.

Поинтересуйтесь гарантиями производителя (продавца). На изделия из качественной стали она будет не менее года, а то и выше.

Правильный уход. Чистку изделий из нержавейки необходимо проводить таким образом, чтобы не повредить верхний слой материала. Именно он защищает сталь от коррозии, и использование жестких щеток или порошковых чистящих средств может его разрушить.

Добавить комментарий