Болат құрылыста кеңінен қолданылатын инженерлік материалдардың бірі болып табылады, Өндіріс, тасымал, және инфрақұрылым. Оның танымалдылығы күш біріктіруінен туындайды, ә маяғы, және бірнеше материалдар сәйкес келетін экономикалық тиімділік.
Құрылымдық жақтаулар мен көпірлерден бастап машиналар мен құбырларға дейін, болат қазіргі заманғы өнеркәсіптің тірегі ретінде қызмет етуді жалғастыруда.
Бірақ болат коррозияға қарсы емес. Ақиқатында, коррозия - болат құрамдас бөлігінің қаншалықты ұзақ уақыт бойы қауіпсіз болуын анықтайтын маңызды факторлардың бірі, құндылық, және қызмет көрсетуде үнемді.
Инженерлер үшін коррозияны нақты түсіну өте маңызды, фабрика, мердігерлер, және активтерді басқарушылар.
Болат қалай тоттанатынын соғұрлым жақсы түсінесіз, соғұрлым дұрыс бағаны таңдай аласыз, дұрыс қорғау жүйесі, және дұрыс техникалық қызмет көрсету стратегиясы.
Мұнда әрбір болат пайдаланушы білуі керек жеті негізгі тармақ бар.
1. Болат табиғи түрде коррозияға қарсы тұрмайды
Анық Көміртекті болат коррозияға төзімді материал емес. Оның негізгі құрамдас бөлігі - темір, ал темір оттегімен және ылғалмен оңай әрекеттеседі.
Атмосфераға әсер еткенде, болат тотыға бастайды және тот түзеді, ол негізінен гидратталған темір оксидтері мен гидроксидтерінен тұрады, гидратталған темір оксидін қоса алғанда (Fe2O3⋅nH2O), темір оксидоксиді (FeO(О д)) және темір гидроксиді (Ақысу(О д)3).
Кейбір металдарда түзілетін тұрақты оксидті қабықшалардан айырмашылығы, тот кеуекті, әлсіз, және қорғаныссыз.
Ол бетті тығыздамайды. Орнына, ол оттегі мен судың астындағы металға жетуіне мүмкіндік береді.
Болғандықтан, коррозияның таралуы жалғасуда, жаңа болаттың ашылуы және уақыт өте келе материалдың жоғалуын жеделдету.
Сондықтан қорғалмаған болат сыртқы немесе ылғалды ортада берік болып қалады деп болжауға болмайды.
Тиісті жабынсыз немесе коррозияны бақылаусыз, коррозия мүмкін емес; бұл табиғи нәтиже.
2. Легірлеу коррозияға төзімділікті айтарлықтай жақсарта алады
Неліктен қарапайым болат осал
Негізгі болат негізінен темірден тұрады, ал темір оттегі мен ылғалдың қатысуымен химиялық белсенді. Бұл легирленбеген немесе жеңіл легирленген болаттың коррозияға қарсы кіріктірілген қорғанысы жоқ дегенді білдіреді.
Беткі пленка бұзылғаннан кейін, коррозия ілгерілей береді, себебі кәдімгі болатта пайда болған тот қабаты бос, кеуекті, және субстратты қоршаған ортадан оқшаулай алмайды.
Бұл болат инженериясында қорытпа дизайнының маңыздылығының негізгі себебі. Коррозияға төзімділік тек беткі мәселе емес; ол металдың ішкі химиясынан басталады.
Легірлеу болаттың әрекетін қалай өзгертеді
Таңдалған легирленген элементтерді қосу арқылы, болатты коррозияға бейім материалдан коррозияға төзімді материалға айналдыруға болады.
Негізгі идея - белгілі бір элементтер тұрақты беттік пленканың пайда болуына ықпал етеді, болаттың агрессивті ортаға төзімділігін жақсарту, немесе металдың жоғалуын тудыратын электрохимиялық реакцияларды бәсеңдетеді.
Легірлеу кез келген ортада коррозияны жоя алмайды, бірақ ол болатты қатты қорғалуы керек материалдан әлдеқайда аз техникалық қызмет көрсетумен ұзақ қызмет көрсетуге шыдайтын материалға ауыстыра алады..
Хромий: баспайтын болаттан жасалған негіз
Коррозияға төзімділік мақсат болған кезде хром ең маңызды легирлеуші элемент болып табылады.
Болатта жеткілікті хром болған кезде, ол оттегімен әрекеттесіп, өте жұқа түзеді, қалаң, және бетінде тұрақты оксидті қабықша.
Бұл пассивті фильм негізгі себеп болып табылады Тот баспайтын болат тотқа тиімді қарсы тұрады.
Фильм тек кедергі емес. Ол сонымен қатар өзін-өзі жөндейді. Егер беті тырналған немесе зақымдалған болса, хром қайтадан оттегімен тез әрекеттесіп, қорғаныс қабатын қалпына келтіре алады.
Бұл өзін-өзі сауықтыру әрекеті тот баспайтын болатты қызметтегі көміртекті болаттан түбегейлі ерекшелендіреді.
Никель: тұрақтылық пен беріктікті арттыру
Никель көбінесе аустениттік құрылымды тұрақтандыру және жалпы беріктікті жақсарту үшін баспайтын болатқа қосылады., икемділік, және коррозияға қарсы әрекет.
Көптеген тот баспайтын сорттарда, никель материалдың әртүрлі орталарда тұрақты болуына көмектеседі және қалыптау кезінде өнімділікті жақсартады, дәнекерлеу, және төмен температура қызметі.
Никель хром рөлін алмастырмайды. Орнына, ол болатқа қолайлы микроқұрылымды сақтауға көмектесу арқылы жалпы коррозияға төзімді жүйені нығайтады.
Молибден: хлоридтерге төзімділікті күшейтеді
Молибден әсіресе хлориді бар орталарда, мысалы, теңіз атмосферасында құнды, теңіз суының әсері, Химиялық өңдеу, және тұзға бай өндірістік қондырғылар.
Бұл тот баспайтын болатқа шұңқырлар мен жарықтардың коррозиясына қарсы тұруға көмектеседі, олар коррозияның ең қауіпті түрлерінің бірі болып табылады, өйткені олар жергілікті түрде дамып, аз көрінетін ескертумен терең еніп кетуі мүмкін..
Сондықтан кәдімгі тот баспайтын болат жеткіліксіз болған кезде молибденді сорттар жиі таңдалады.. Іс жүзінде, бұл элемент агрессивті орталардағы қолайлы және сенімсіз қызмет арасындағы айырмашылықты жиі жасайды.
Басқа пайдалы легірлеу элементтері
Басқа легирленген элементтер де коррозияға төзімділікке және қызмет көрсетуге ықпал етеді:
Марганец қорытпа балансын қолдайды және кейбір сорттардағы никельді алмастыруға көмектеседі.
Азот беріктікті жақсарта алады және кейбір тот баспайтын болаттардағы локализацияланған коррозияға төзімділігін арттырады.
Кремний жоғары температура қолданбаларында тотығуға төзімділікті жақсарта алады.
Мыс кейбір жеңіл коррозиялық орталарда төзімділікті жақсарта алады және кейбір мамандық сорттарында қолданылады.
Әрбір элемент әртүрлі рөл атқарады, бірақ кеңірек идея бірдей: коррозияға төзімділігі жобаланған, кездейсоқ емес.
Легірлеу жақсарады, бірақ болатты жеңілмейтін қылмайды
Тіпті жоғары легирленген тот баспайтын болаттың да шектеулері бар. Күшті қышқылдар, хлоридтердің жоғары концентрациясы, жарықтар жағдайлары, нашар бетті өңдеу, және жылу әсер ететін дәнекерлеу аймақтары өнімділікті нашарлатуы мүмкін.
Легірлеу төзімділікті жақсартады, кейде күрт, бірақ соңғы нәтижені қоршаған орта әлі де бақылайды.
Сондықтан материалды таңдау әрқашан қызмет көрсету жағдайына сәйкес болуы керек.
Үй ішінде жақсы жұмыс істейтін баға теңіз суында жеткіліксіз болуы мүмкін, және теңіз суында жұмыс істейтін сорт қатты қышқылдықта немесе нашар ұсталған жүйеде әлі де істен шығуы мүмкін.
3. Хлоридке бай орталар әсіресе агрессивті
Болат үшін ең зиянды орталардың бірі хлоридтің әсері болып табылады.
Тұз спрейі, теңіз суы, мұздатылған тұздар, және кейбір өнеркәсіптік технологиялық сұйықтықтардың барлығы қорғаныш оксидті қабықшаларға шабуыл жасап, локализацияланған коррозияны тудыруы мүмкін.
Хлорид иондары әсіресе қауіпті, өйткені олар пассивацияға кедергі келтіреді және шұңқырлар мен жарықтардың коррозиясына ықпал етеді..
Тегіс тудырудың орнына, металдың біркелкі жоғалуы, хлоридтер жиі ұсақ түзеді, анықтау қиынырақ және құрылымдық тұтастық үшін қауіптірек терең коррозия ошақтары.
Сондықтан кәдімгі тот баспайтын болаттар теңізде немесе жағалауда қызмет көрсетуде күресуі мүмкін, сияқты құрамында молибден бар сорттарды ал 316 хлоридтерге төзімділік үшін жиі таңдалады.
Өте ауыр жағдайларда, тіпті тот баспайтын болатты дұрыс жабынмен жұптастыру керек, дизайн деталь, және техникалық қызмет көрсету жоспары.
4. Дәнекерленген жерлер көбінесе ең осал болып табылады
Дәнекерленген қосылыс оның айналасындағы негізгі металмен сирек бірдей болады. Дәнекерлеу микроқұрылымы өзгерген жылу әсер ететін аймақты жасайды, Қалдық кернеу, кейде коррозияға төзімділігін төмендетеді.
Тот баспайтын болаттан, бір классикалық мәселе - сенсибилизация, онда хром карбидтері астық шекараларына жақын жерде түзіліп, пассивация үшін қолжетімді хромды азайта алады.
Бұл дәнекерленген аймақты түйіршік аралық коррозияға немесе кернеулі коррозия крекингіне көбірек бейім етеді., әсіресе жылу мөлшері тым жоғары болса немесе дұрыс емес толтырғыш материал пайдаланылса.
Тіпті дәнекерлеудің өзі күшті болса да, жергілікті коррозия әрекеті күтілгеннен әлсіз болуы мүмкін.
Сондықтан тот баспайтын дәнекерлеу тек біріктіру операциясы емес. Бұл толтырғышты таңдауды ескеру қажет басқарылатын металлургиялық процесс, Жылу енгізу, дәнекерлеуден кейінгі тазалау, жіне, қажет жерде, дәнекерлеуден кейінгі өңдеу.
5. Қарапайым темірдің ластануы баспайтын болатты зақымдауы мүмкін
Тот баспайтын болат мақсатқа сай жұмыс істеуі үшін таза болуы керек. Кәдімгі көміртекті болаттан жасалған құралдармен байланыс, Темір бөлшектер, немесе ластанған жұмыс беттері тот баспайтын бетке бос темірді енгізуі мүмкін.
Бұл ластану пассивті пленканы бұзып, локализацияланған тот дақтарын немесе коррозияға бейім аймақтарды тудыруы мүмкін..
Бұл екі түрлі металдар арасындағы гальваникалық коррозиямен бірдей емес; бұл ластану мәселесі.
Лас аспаппен немесе болат ұнтақтау шаңымен аз уақытқа тиюдің өзі бөлшектердің бетке сіңіп қалуы мүмкін..
Егер бұл бөлшектер тотығатын болса, олар тот баспайтын болатты коррозияға ұшырағандай етеді, мәселе ластанудан басталғанымен.
Сол себепті, тот баспайтын өндіріс қатаң цех тәртібін талап етеді. Арнайы құралдар, таза жұмыс орындары, және бетті дұрыс тазалау міндетті емес; олар коррозияны бақылаудың бөлігі болып табылады.
6. Біркелкі коррозия әдетте жергілікті шабуылға қарағанда қауіпті емес
Коррозияның барлығы бірдей әрекет ете бермейді. Біркелкі коррозия материалды бетінен азды-көпті біркелкі жояды, бұл көбінесе көрнекі түрде жағымсыз, бірақ салыстырмалы түрде болжауға болады.
Өйткені залал кең тараған, тексеру оңайырақ, өлшеу, және басқару.
Керісінше, шұңқырлар немесе жарықтар коррозиясы сияқты локализацияланған коррозия әлдеқайда ауыр болуы мүмкін.
Ол бетінің астына терең ену кезінде бетінде шамалы көрінуі мүмкін.
Құрылымдық немесе қысымды қамтитын қолданбаларда, мұндай жасырын зақым кенеттен сәтсіздікке әкелуі мүмкін.
Бұл тәуекелді бағалау үшін тек сыртқы көрініс жеткіліксіз екенін білдіреді.
Тот басқан беттің әлі де уақыты болуы мүмкін, егер коррозия біркелкі болса және бақыланады, таза көрінетін тот баспайтын құрамдас, егер қоршаған орта ауыр болса және сапасы нашар таңдалса, жасырын локализацияланған шабуылға ие болуы мүмкін..
7. Болатты коррозияға қарсы көптеген жүйелер арқылы қорғауға болады
Коррозияны бақылау - бұл жүйе, бір өнім емес
Болат коррозиясы бір әмбебап шешіммен реттелмейді.
Іс жүзінде, коррозияға төзімділікке біріктіру арқылы қол жеткізіледі Материалдық таңдау, Бетті қорғау, дизайн детализациясы, қоршаған ортаны оқшаулау, және техникалық қызмет көрсету стратегиясы.
Сондықтан болат кең таралған инженерлік материал болып қала береді: оңай коррозияға ұшырауы мүмкін болса да, оны әртүрлі жолдармен тиімді қорғауға болады.
Ең маңызды идея - коррозиядан қорғау қызмет көрсету ортасына сәйкес болуы керек.
Жерленген құбыр, теңіз платформасы, ішкі машинаның жақтауы, және азық-түлік өңдеуге арналған резервуардың барлығына әртүрлі стратегиялар қажет. Бір қолданба үшін жұмыс істейтін нәрсе басқасы үшін тиімсіз немесе тіпті жарамсыз болуы мүмкін.
Қаптау жүйелері: бірінші және кең таралған қорғаныс
Қаптау жүйелері көміртекті болатты қорғаудың ең кең таралған тәсілі болып табылады. Олардың мақсаты - болат бетін оттегіден бөлу, дымқыл, тұз, және химиялық заттар.
Типтік жабын жолдары жатады:
| Қорғау әдісі | Негізгі принцип | Типтік артықшылық | Типтік шектеу |
| Бояу жүйелері | Болат пен қоршаған орта арасында тосқауыл жасаңыз | Икемді, экономикалық, кеңінен қолданылады | Соққыдан зақымдалуы мүмкін, абзу, немесе бетті нашар дайындау |
| Ұнтақты жабын | Термиялық өңделген полимерлі тосқауыл | Төзімді және көрнекі түрде таза | Бақыланатын қолдануды талап етеді және өте үлкен құрылымдар үшін аз қолайлы |
| Мырыштау | Мырыш тосқауыл мен құрбандық қорғанысын қамтамасыз етеді | Күшті сыртқы коррозия өнімділігі | Сыртқы түрі өнеркәсіптік; жөндеу және жөндеу күтімді қажет етеді |
| Металл бүрку / Жылу спрейі | Қорғаныс металл қабатын орналастырады | Ауыр қызмет көрсету үшін жақсы | Мамандандырылған және жабдықты көп қажет етеді |
| фосфат / Айырбастау жабындары | Бетінің күйін және бояудың адгезиясын жақсартыңыз | Алдын ала емдеу ретінде пайдалы | Әдетте коррозияға қарсы дербес шешім емес |
Құрбандық қорғау: болатты қорғау үшін белсендірек металды пайдалану
Болат үшін коррозияға қарсы ең күшті әдістердің бірі болып табылады құрбандық қорғау.
Бұл тәсілде, қорғаныс металы алдымен тот басуы үшін болатпен байланыста неғұрлым реактивті металл орналастырылады.
Ең танымал мысал мырыш. Мырыш темірге қарағанда белсендірек, сондықтан екеуі де коррозиялық ортаға ұшыраған кезде, мырыш артық коррозияға бейім және болат субстратын қорғайды.
Бұл мырыштау және мырыш негізіндегі көптеген қорғаныс жүйелеріне негізделген принцип.
Құрбандық қорғау әсіресе сыртқы ортада өте маңызды, өйткені ол жабын сызылған немесе зақымдалған болса да жұмысын жалғастырады.. Бұл оны көптеген далалық жағдайларда таза сәндік тосқауыл жабынынан гөрі берік етеді.
Катодтық қорғаныс: көмілген және су астында қалған болат үшін өте қажет
Жер асты құбырлары үшін, Танктер, Теңіз құрылымдары, және суға батқан компоненттер, Катодтық қорғаныс жиі қолданылады.
Бұл әдіс болаттың электрохимиялық әрекетін өзгертеді, осылайша болат коррозия тізбегіндегі қорғалған катодқа айналады..
Екі негізгі формасы бар:
Құрбандық анодты катодтық қорғаныс
Мырыш сияқты белсендірек метал, магний, немесе алюминий болат конструкцияға бекітіледі. Анод болаттың орнына тоттанады.
Әсерлі ток катодтық қорғаныс
Сыртқы қуат көзі құрылымға қорғаныс тогын жібереді, оны катодты етеді және коррозияны басады.
Катодтық қорғаныс әсіресе тек жабу жеткіліксіз болатын үлкен құрылымдар үшін тиімді.
Көптеген жүйелерде, жабындармен бірге қолданылады, өйткені жабын ағымдағы сұранысты азайтады және катодтық жүйе кез келген ашық аймақтарды қорғайды.
Легирлеу: металдың өзіне қарсылықты қалыптастыру
Коррозияны бақылаудың тағы бір жолы - қарапайым көміртекті болаттан гөрі төзімді қорытпаны пайдалану.
Тот баспайтын болат - бұл классикалық мысал, бірақ атмосфералық болаттар және басқа да төмен легирленген сорттар да композицияның коррозия әрекетін қалай өзгерте алатынын көрсетеді.
Легірлеу күшті, өйткені ол тек бетті қорғамайды; ол материалдың өзін өзгертеді. Тот баспайтын болаттан, хром тотқа төзімді пассивті пленка жасайды.
Басқа болат отбасыларында, таңдалған қоспалар тотығуға төзімділікті жақсарта алады, күшті сақтау, немесе белгілі бір ортадағы мінез-құлық.
Бұл легірлеуді әсіресе қайталанатын техникалық қызмет көрсету қиын болғанда немесе бөлік ұзақ уақыт бойы талап етілетін ортада қызмет етуі керек болғанда пайдалы етеді..
8. Қорытынды
Болат бұрыннан жасалған ең бейімделгіш материалдардың бірі болып табылады, бірақ коррозия көптеген орталарда оның орталық шектеуі болып қала береді. Қарапайым көміртекті болат қорғалмаған жағдайда оңай тот басады.
Тот баспайтын болат өздігінен емдейтін пассивті пленка қалыптастыру арқылы коррозияға қарсы тұрады, бірақ хлоридке бай жағдайда ол әлі де істен шығуы мүмкін, дәнекерленген қосылыстарда, немесе кәдімгі темірмен ластанған кезде.
Ең маңызды сабақ, коррозия бір ғана шешімі бар жалғыз мәселе емес. Бұл материал мен қоршаған ортаның өзара әрекеттесуі.
Жақсы коррозия өнімділігі қорытпаны дұрыс таңдаудан туындайды, дұрыс құрастыру тәжірибесі, бетті дұрыс өңдеу, және қызмет көрсету ортасын дұрыс қорғау жүйесі.
Инженерлер мен дайындықтар үшін, Осы жеті тармақты түсіну бүгінгі күні ғана жұмыс істейтін болатты таңдау мен жылдар бойы сенімді болатты таңдау арасындағы айырмашылық болып табылады..
ЖҚС
Барлық болат тот басады?
Иә, барлық болат қолайлы жағдайларда коррозияға ұшырауы мүмкін. Коррозияның жылдамдығы мен түрі қорытпаға және қоршаған ортаға байланысты.
Тот баспайтын болаттан жасалған?
Жоқ. Тот баспайтын болат коррозияға төзімді, коррозияға төзімді емес.
Неліктен тот баспайтын болат дәнекерлеуден кейін тот басады?
Өйткені дәнекерлеу микроқұрылымды өзгертуі мүмкін, жылу әсер ететін аймақта хромның қолжетімділігін азайтады, және қалдық кернеуді енгізіңіз.
Неліктен хлоридті орта тот баспайтын болатты зақымдайды??
Хлорид иондары қорғаныш оксид қабығын бұзады және локализацияланған коррозияға ықпал етеді, мысалы, шұңқырлар мен жарықтар шабуылы.
Көміртекті болатты қорғаудың ең оңай жолы қандай?
Жабындарды қолданыңыз, мырыштау, немесе қоршаған ортаға сәйкес келетін коррозиядан қорғаудың басқа жүйесі.
