Paslanmaz çeliğin korozyon direnci yüzeyindeki pasif membrana (esas olarak c₂o₃'dan oluşur) bağlıdır, ancak halojen iyonları (F⁻ ve Cl⁻ gibi) zemini farklı mekanizmalar yoluyla yok edebilir, bu da çukur veya kreş korozyonuna neden olabilir.
Klorür iyonlarının korozyon mekanizması (Cl⁻)
1. Adsorpsiyon penetrasyonu ve lokal asitleştirme
Güçlü polarizasyon yetenekleri nedeniyle, klorür iyonları tercihen pasif membranın (inklüzyonlar ve tane sınırları gibi) yüzey kusurları üzerinde adsorbe edilir, çözünür klorürler (FECL₂ gibi) oluşturmak için oksijen atomlarının değiştirilmesi, membran yapısını yok eder. Aynı zamanda, Cl⁻ korozyon çukurlarında zenginleştirilir, H⁺ üretmek için metal iyonları ile hidrolize eder, lokal bir güçlü asidik ortam oluşturur (pH 2-3 kadar düşük olabilir), metal çözünmesini hızlandırır.
2. Çukurlamanın "Otokatalitik Etkisi"
Korozyon çukurlarındaki Cl⁻ konsantrasyonu, dış çözeltiden çok daha yüksektir, bu da bir "mikro-pat" etkisi oluşturur ve anodik çözünme devam eder. Örnek olarak 304 paslanmaz çelik alınması, 200 ppm'yi aşan Cl⁻ konsantrasyonu çukur korozyonunu indüklerken, 316 kritik değeri molibden (MO) nedeniyle 1000 ppm'den fazla artırabilir.
3. Sıcaklık ve konsantrasyonun sinerjistik etkisi
High temperature (>60 derece) Cl⁻'nin korozyon eşiğini önemli ölçüde azaltır. Örneğin, deniz suyu ortamında 316L paslanmaz çelik çukur riski 80 derecede keskin bir şekilde artar.
Florür iyonunun benzersiz korozyon davranışı (F⁻)
1. Güçlü kompleksleme kabiliyeti pasif membranın çözünmesini tetikler
F⁻ küçük bir iyon yarıçapına (1.33 Å'ye karşı Cl⁻ 1.81 Å) sahiptir ve son derece elektronegatiftir. Pasivasyon membranında doğrudan cr₂o₃ çözünür, bu da membran onarımının tıkanmasına neden olan Cr³+ ve Fe³+ ([Crf₆] ³⁻ gibi) ile kararlı kompleksler oluşturmak kolaydır. Bu işlem özellikle düşük pH ortamlarında (HF içeren çözümler gibi) önemlidir.
2. Yerel çukurdan ziyade genel korozyonu hızlandırın
Cl⁻'dan farklı olarak, F⁻, özellikle yüksek sıcaklık ve yüksek konsantrasyon koşullarında (kimyasal üretimde flor içeren atık sıvı gibi) eşit olarak koro-koro-koro haline gelme eğilimindedir. Örneğin,% 40 HF çözeltisinde, 304 paslanmaz çeliğin korozyon oranı 10 mm\/yıla ulaşabilirken, 316 korozyon direncinin Mo.
3. Sinerjistik etki ve rekabetçi adsorpsiyon
F⁻ ve Cl⁻ bir arada bulunduğunda, F⁻ tercihen yüzey üzerinde adsorbe edilebilir, bu da pasivasyon zarının çözülmesini ağırlaştırabilir; ancak düşük konsantrasyon f⁻ (<50ppm) may compete with OH⁻ at a specific pH, inhibiting the destructive effect of Cl⁻, which needs to be analyzed in combination with specific working conditions.
Malzeme Seçimi ve Koruma Stratejisi
1. Alaşım optimizasyonu
Cl⁻ ortamı için: MO içeren 316, 2205 dubleks çelik veya azot içeren süper östenitik çelik (254SMO gibi) tercih edilir.
F⁻ ortamı için: Hastelloy C -276 (Ni-Cr-MO-W) veya zirkonyum (Zr) alaşımı daha iyi performans gösterir, çünkü Ni bazlı alaşımın pasivasyon zarının F⁻ kompleksine karşı daha güçlü bir dirence sahip olması.
2. Çevre Kontrolü
Reduce the concentration of halogen ions (such as ion exchange resin to remove Cl⁻), and control pH>8 F⁻ aktivitesini azaltmak için. Sert sıcaklık dalgalanmalarından kaçının ve yüksek sıcaklık koşulları için bir soğutma sistemi kullanın.
3. Yüzey tedavi teknolojisi
Elektrokimyasal pasivasyon (Cr içeriğini arttırmak için nitrik asit pasivasyonu), plazma püskürtülmüş al₂o₃ kaplama veya politetrafloroetilen (PTFE) astar iyon temasını izole etti.