Таблица стойкости металлов к агрессивным средам
Обновлено: 21.09.2024
Красным выделены строки со скоростью коррозии больше, чем 0,1. 0,2 мм/год. Прослабленная 1 мм резьба на датчике, резьба с шагом 0,5 мм, а также канал за уплотнением в датчиках W при такой скорости будут съедены коррозией. Ситуация в целом лучше, так как скорость коррозии зависит от скорости перемешивания вещества (скорость смены вещества). Кроме того, скорость коррозии зависит от времени года, так, зимой в холодном цехе она медленнее, чем летом. Также коррозия меньше при непостоянном циклическом контакте с агрессивным веществом (CIP мойки).
В таблице представлены данные по коррозионной стойкости наиболее распространенных металлических и неметаллических материалов в различных жидких и газовых средах. Для каждой среды сначала дается характеристика коррозионной стойкости металлов и сплавов, а затем неметаллических материалов. Данные для металлов относятся к материалам, содержащим не менее 99% основного вещества. Для наиболее распространенных сплавов указаны конкретные марки, для опытных сплавов приводится содержание основных компонентов.
Названия химических сред расположены в алфавитном порядке, причем в отличие от принятой в последние годы в химии номенклатуры сложных соединений название начинается с катиона.
В графе «Концентрация.Давление» приведены массовая концентрация основного вещества либо примеси с указанием ее наименования и давления в МПа. Дополнительно сообщается о факторах, влияющих на коррозионную стойкость материалов (аэрация среды, рН, присутствие кислорода воздуха и т.д.). В случае, когда не указан растворитель агрессивного вещества, имеется в виду водный раствор. Прочерк означает, что сведения относятся к чистому продукту. Термин «фаза» характеризует агрегатное состояние химической среды.
В графе «Скорость и характер коррозии.Стойкость материалов» представлены скорость коррозии (мм/год), характер коррозии и химическая стойкость материалов.
Условные обозначения и сокращения
характер коррозии: т — точечная коррозия, я— язвенная коррозия, н — неравномерная коррозия, мк — межкристаллитная коррозия, кр — коррозионное растрескивание;
химическая стойкость материалов: С — стоек, ОС— относительно стоек, Н — нестоек;
агрегатное состояние вещества: Т — твердая фаза; Ж — жидкая фаза; Г — газообразнаяфаза;
физические параметры:Tкип— температура кипения;Tпл— температура плавления;р— давление;
количественная характеристика среды: насыщ.— насыщенная (ый);
резины на основе каучуков: БК — бутилкаучук, НК— натуральный, ПС — полисульфидный, СКБ — бутадиеновый, СКИ — изопреновый, СКН — бутадиен-нитрильный,СКС — бутадиен-стирольный, СКТ — кремнийорганический, СКУ — уретановый, СКФ — фторкаучук, СКЭП — этилен-пропиленовый, ХП — хлоропреновый, ХСПЭ — хлорсульфированный полиэтилен.
Алюминий чистый (не сплав)
| Алюминий чистый (не сплав) | ||||
|---|---|---|---|---|
| Вещество | Характеристика среды | Скорость (мм/год) и характер коррозии Стойкость материалов | ||
| Концентрация, масс.% Давление, МПа | Фаза | Т, °С | ||
| Вода H2O | ||||
| — | Ж | 25–80 | ||
| — | Г | 200 | ||
| Вода морская | ||||
| — | Ж | 20 | Неприменим (Подвергается интенсивной точечной коррозии) | |
| Кислота азотная HNO3 | ||||
| 4,5 | Ж | 20 | 0,48 | |
| 12,5 | Ж | 20 | 0,88 | |
| 23,5 | Ж | 20 | 1,05 | |
| 31 | Ж | 20 | 0,96 | |
| 35 | Ж | 20 | 0,88 | |
| 40 | Ж | 20 | 0,79 | |
| 40 | Ж | 60 | 10 | |
| 43 | Ж | 20 | 0,7 | |
| 49 | Ж | 20 | 0,58 | |
| 55 | Ж | 20 | 0,45 | |
| 61 | Ж | 20 | 0,41 | |
| 65 | Ж | 20 | 0,13 | |
| 77 | Ж | 20 | 0,09 | |
| 94 | Ж | 20 | 0,035 | |
| 95 | Ж | 57 | 0,025 | |
| 100 | Ж | 20 | 0,008 | |
| Кислота серная H2SO4 | ||||
| 1 | Ж | 20 | 0,14 | |
| 1 | Ж | 50 | 1,79 | |
| 1 | Ж | 80 | 5,8 | |
| 10 | Ж | 20 | 0,28 | |
| 10 | Ж | 50 | 3,9 | |
| 10 | Ж | 80 | >10,0 | |
| 20 | Ж | 20 | 0,31 | |
| 20 | Ж | 50 | 4,2 | |
| 20 | Ж | 80 | >10,0 | |
| 50 | Ж | 20 | 2,4 | |
| 78 | Ж | 20 | >10,0 | |
| 96 | Ж | 20 | 3,5 | |
| Кислота фтороводородная HF (плавиковая) | ||||
| 1–70 | Ж | 20 | >10,0 | |
| 80 | Ж | –10 | 0,17 | |
| 85 | Ж | –10 | 0,01 | |
| 90–95 99,5 | Ж Ж | –10 –10 | 0,007 0,004 | |
| 97,0–99,5 | Ж | 15 | 0,28 | |
| Кислота хлороводородная HCl (соляная) | ||||
| 1 | Ж | 20 | 0,26 | |
| 1 | Ж | 50 | 2,02 | |
| 1 | Ж | 98 | >10,0 | |
| 3,5–35 | Ж | 20–Tкип | >10,0 | |
| Сероводород H2S | ||||
| Сухой и влажный | Г | 20 | ||
| То же | Г | |||
| Калия хлорид KCl | ||||
| Ж | 20 | >10 | ||
| Натрия хлорид NaCl | ||||
| Влажный | Т | 220 | 0,021 | |
| 3 | Ж | 20 | 0,02 | |
| 3 | Ж | 98 | 0,26 | |
| 25 | Ж | 20 | 0,01 | |
| 25 | Ж | 98 | >10,0 | |
| Насыщ. | Ж | 20 | 0,037 | |
Латунь ЛС59-1(датчики DUG-2 и цилиндрические)
Латуни устойчивы в следующих средах (при нормальных температурах): воздух, т.ч. морской; сухой пар при малых скоростях (кислород, углекислота и аммиак ускоряют коррозию); пресная вода (аммиак, сероводород, хлориды, кислоты ускоряют коррозию); в морской воде при небольших скоростях движения воды; сухие газы-галогены; антифризы, спирты, фреоны.
Относительно устойчивы: щелочи без перемешивания.
Неустойчивы латуни в следующих средах: влажный насыщенный пар при высоких скоростях; рудничные воды; окислительные растворы, хлориды; минеральные кислоты; сероводород; жирные кислоты.
Контактная коррозия: латунь не следует применять в контакте с железом, алюминием, цинком, т.к. она будет ускоренно разрушаться.
Коррозионная стойкость нержавеющих сталей
В этой таблице указана стойкость к коррозии нержавеющих сплавов в различных вариантах использования. Разные нержавеющие сплавы имеют не одинаковую коррозийную стойкость.
Коррозионная стойкость — это устойчивость металла к ржавению, определяющаяся скоростью коррозии в текущих условиях. Для определения скорости используют как качественные, так и количественные характеристики. Изменение внешнего вида поверхности металла, изменение его микроструктуры являются примерами качественной оценки скорости коррозии.
Коррозионная стойкость металлов марки AISI в следующих отраслях/средах:
Пресная вода и умеренный климат.
Промышленные применения.
Морская вода / морские суда.
Неагрессивные и слабоагрессивные среды.
Сильные окислители / Кислоты.
Сильные восстановители / Щелочи.
Таблица сопротивляемости коррозии сплавов AISI к различным средам
| Марка стали AISI | Пресная вода и умеренный климат | Промышленные применения | Морская вода / морские суда | Неагрессивные и слабоагрессивные среды | Сильные окислители / Кислоты | Сильные восстановители / Щелочи |
|---|
Химическая коррозия
Химическая коррозия появляется в случае соприкосновения нержавеющей стали с агрессивными средами. Чаще всего возникает при эксплуатации нержавейки в щелочных и кислотных веществах, а также при контакте с фторидами, сульфидами, хлоридами и им подобным растворами. В результате происходит химическое растворение защитной оксидной пленки и активная химическая реакция со свободными ионами.
Этот вид коррозии может быть поверхностным, точечным или щелевым. Что бы понизить возможность появления химической коррозии нужно внимательно подбирать марку нержавеющей стали в зависимости от среды их применения, отдавая предпочтение сплавам с высоким содержанием хрома, а также добавлением никеля.
Способы борьбы с химической коррозией
При возникновении первых очагов коррозии нужно немедленно приступить к устранению очага коррозии, а также и причине ее появления. Для удаления очага коррозии можно использовать механическую обработку абразивами, металлическими щетками и режущим инструментом, химическое травление, электрохимические способы очистки.
Антикоррозионная защита нержавеющей стали.
Вторым шагом следует пассивировать поверхность нержавеющей стали. Для этого можно применить электрохимическую пассивацию или химическую пассивацию при помощи специальных паст или гелей. Чтобы ржавчина не появилась опять, нужно изучить причины появления коррозии и устранить.
Пассивация – это воздействие на нержавеющую сталь концентрированными кислотами.
Процесс пассивации должен вернуть нержавеющей стали свои изначальные характеристики, дополнительно защищая ее от воздействия большинства внешних факторов. Это специализированная химическая обработка нержавеющих изделий, после проведения которой на их поверхности образуется защитное покрытие.
FAQ устойчивость нержавейки к коррозии
Какая марка нержавейки считается самой коррозийно устойчивой?
Есть марки с идеально сбалансированным антикоррозийным химическим составом.
Как видно из таблицы, марками стали устойчивыми ко всем агрессивным средам можно назвать:
AISI-316
AISI-317
AISI-329
AISI-330
Что такое химическая коррозия?
Химическая коррозия это химическое растворение защитной оксидной пленки и активная химическая реакция со свободными ионами с образованием ржавчины различного типа.
Причина - взаимодействие с агрессивными жидкостями.
Как бороться с последствиями коррозии?
Для удаления очага коррозии можно использовать механическую обработку абразивами, металлическими щетками и режущим инструментом.
Вторым шагом следует применить электрохимическую пассивацию или химическую пассивацию при помощи специальных паст или гелей. Чтобы ржавчина не появилась опять, нужно изучить причины появления коррозии и устранить.
Химическая стойкость материалов датчиков
Выбор материала проточной части
Поверхностное разрушение металла под действием внешней среды называется коррозией.
Чистое железо и низколегированные стали неустойчивы против коррозии в атмосфере, в воде и многих других средах, так как образующаяся пленка окислов недостаточно плотна и не изолирует металл от химического воздействия среды. Некоторые элементы повышают устойчивость стали против коррозии, и таким образом можно подобрать сталь, практически не подвергающуюся разрушению в данной среде.
При введении таких легирующих элементов происходит скачкообразное повышение коррозионной стойкости. К примеру, введение в сталь более 12% хрома (Cr) делает ее коррозионностойкой в атмосфере и во многих других промышленных средах. Стали содержащие менее 12% Cr, практически в столь же большой степени подвержены коррозии, как и железо. Стали содержащие 12-14% Cr, ведут себя как благородные металлы: обладая положительным электрохимическим потенциалом, они не ржавеют и не окисляются на воздухе, в воде, в ряде кислот, солей и щелочей.
Хромистые нержавеющие стали
Хромистые нержавеющие стали применяют трех типов: 13, 17 и 27% Cr в зависимости от требований имеют различное содержание углерода.
Стали с более 17% Cr имеют иногда небольшие добавки титана и никеля, которые вводят для улучшения механических свойств. Помимо этого стали с таким содержанием хрома обладают высокой коррозионной стойкостью вплоть до температуры 900 ºС.
Стали с содержанием хрома 13% более распространенные и наименее дорогостоящие, их применяют для бытовых назначений и в технике. Эти стали хорошо поддаются сварке. Сплавы с низким содержанием углерода пластичны, с высоким - обладают высокой твердостью и повышенной прочностью, из них изготавливают детали повышенной прочности и износоустойчивости (хирургический инструмент, подшипники, пружины и другие детали, работающие в активной коррозионной среде).
Аустенитные стали
Введение достаточного количества никеля (Ni) в хромистую сталь обеспечивает лучшую механическую прочность, делает сталь более коррозионностойкой и не хладноломкой. Нержавеющие стали с 18% Cr и 10% Ni получили наиболее широкое распространение в машиностроении.
Для того, чтобы повысить сопротивление коррозии в кислотах в сталь вводят молибден и медь, особенно молибден с медью при одновременном увеличении содержания никеля. При необходимости, чтобы иметь еще и высокие механические свойства вводят титан и алюминий.
Более высокую коррозионную стойкость имеют никеливые сплавы типа хастеллой 80% Ni и 20% Mo (сплавы НИМО) с дополнительным легированием.
Титан
Титан (Ti) имеет высокую удельную прочность, благодаря чему сплавы на его основе получили широкое применение в технике, особенно в тех областях, где важное значение имеет масса (авиация, ракетостроение и др.). Титан обладает высокой коррозионной стойкостью в большом количестве агрессивных сред, превосходя зачастую в этом отношении нержавеющую сталь. Поэтому проще перечислить среды, в которых титан растворяется: например, плавиковая, соляная, серная, ортофосфорная, щавелевая и уксусная кислоты.
Высокая коррозионная стойкость титана обусловлена образованием на поверхности плотной защитной оксидной пленки. Если эта пленка не растворяется в окружающей среде, то можно считать, что титан в ней абсолютно стоек. Например, морская вода за 4000 лет растворит слой титана толщиной 30 - 40 микрон (1 микрон равен 10-4 см). Если же оксидная пленка растворима в данной среде, то применение в ней титана недопустимо.
Тугоплавкие металлы
К тугоплавким относят металлы: ванадий, вольфрам, гафний, молибден, ниобий, тантал, технеций, титан, хром, цирконий, - температура плавления которых выше температуры плавления железа (1539 ºС), кроме металлов платиновой и урановой групп и некоторых редкоземельных.
Следует отметить, что при высоких температурах все тугоплавкие металлы являются кислотостойкими. При этом наиболее сильно выделяется тантал. Ниобий и молибден по коррозионной стойкости превосходят сплавы на основе железа или никеля, однако уступают танталу.
Применение таких материалов целесообразно в средах, в которых другие материалы не обладают коррозионной стойкостью. К таким средам относятся неорганические крепкие кислоты при повышенных температурах, а так же некоторые промышленные среды.
Несмотря на высокую стоимость металлов по сравнению с такими коррозионностойкимиматериалами, как высоколегированная нержавеющая сталь или хастеллой, применение сплавов тугоплавких металлов оправдано, так как вследствие высокой стойкости возможно эксплуатировать химические установки практически весь срок без замены приборов.Коррозионная стойкость нержавеющих сталей в некоторых кислотах.Прии комнатной температуре высокой стойкостью в этой кислоте обладают все
Коррозионная стойкость нержавеющих сталей в некоторых кислотах
Серная кислота
При 70ºС хромоникелевые стали нестойки даже в кислотах слабой концентрации, но примерно до 5% H2SO4 могут работать стали с добавлением молибдена и меди.
Однако последние разрушаются в кипящей серной кислоте до концентрации 30%. В этих случаях следует применять сплавы типа хастеллой, а при концентрации выше 30% в кипящей серной кислоте могут работать лишь тугоплавкие металлы.
Фосфорная кислота
При комнатной температуре любой концентрации устойчивы аустенитные стали, хромистые нет. В горячей кислоте устойчивы стали с добавками молибдена и меди до концентрации 25%, в кипящей - хастеллой до 50%, а при более высокой устойчивы лишь тугоплавкие металлы.
В соляной кислоте устойчивы стали с добавлением молибдена или меди при комнатной температуре и до концентрации 5%.
Коррозионная стойкость металлов и сплавов при нормальных условиях
Данная таблица коррозионной стойкости предназначена для составления общего представления о том, как различные металлы и сплавы реагируют с определенными средами.
Рекомендации не являются абсолютными, поскольку концентрация среды, ее температура, давление и другие параметры могут влиять на применимость конкретного металла и сплава.
На выбор металла или сплава также могут оказывать влияние экономические соображения.
Условные обозначения:
А - обычно не корродирует,
В - коррозия от минимальной до незначительной,
С - не подходит
Читайте также: