Окисляется ли нержавеющая сталь

Обновлено: 02.05.2024

Может ли ржаветь нержавеющая сталь или нет? Если говорить о нержавеющей стали с содержанием хрома более 10,5%, то возникновение ржавчины полностью исключить нельзя. Даже аустенитная сталь с содержанием хрома свыше 20% и содержанием никеля более 8% может поржаветь при неправильном обращении и обработке или конструктивных дефектах. Вот почему так важно при обработке нержавеющей стали использовать абразивные инструменты со специальными свойствами. Примером таких инструментов являются фибровые шлифовальные круги или абразивные отрезные круги с пиктограммой Fe, S, Cl < 0,1%.

Пассивный слой

Нержавеющая сталь, как и обычные сорта стали, вступает в реакцию с кислородом, благодаря чему образуется оксидная пленка. Однако в случае с обычной сталью кислород вступает в реакцию с имеющимися атомами железа, что приводит к образованию пористой поверхности, которая способствует дальнейшей реакции. Это может привести к полному заржавению детали. В случае с нержавеющей сталью кислород реагирует с атомами хрома, которые в относительно высокой концентрации присутствуют в стали. Атомы хрома и кислорода образуют толстую оксидную пленку, которая предотвращает дальнейшее развитие реакции. Эта оксидная пленка также называется пассивным слоем в силу своей реакционной инертности в отношении окружающей среды. Характер и устойчивость пассивного слоя зависит в первую очередь от состава сплава стали.

Коррозия

Существует две причины возникновения ржавчины на нержавеющей стали:

пассивный слой не образовался;
пассивный слой был разрушен.

Отсутствие пассивного слоя может быть вызвано только высокой степенью чистоты. Обрабатываемые поверхности тщательно зачищаются от всех загрязнений.

Описанные ниже виды коррозии обусловлены последующим разрушением пассивного слоя:

Общая поверхностная коррозия

Общей поверхностной коррозией называется равномерное повреждение поверхности детали. Этот вид коррозии возникает только в том случае, если на поверхность воздействуют кислоты или сильные щелочи. Если ежегодная скорость коррозии составляет меньше 0,1 мм, то можно говорить о достаточной устойчивости материала к поверхностной коррозии.

Точечная коррозия (питтинг)

Точечная коррозия возникает в том случае, если пассивный слой разрушается локально. Причиной являются ионы хлорида, которые в присутствии электролита вытягивают атомы хрома, необходимые для образования пассивного слоя. Так возникают точечные отверстия. Наличие отложений, налета ржавчины, остатков шлака или цветов побежалости приводит к усилению точечной коррозии.

Интеркристаллическая коррозия

Интеркристаллическая коррозия может возникнуть в том случае, когда под воздействием тепла вдоль границ зерен выступает карбид хрома и при наличии кислой среды происходит растворение. Это происходит при следующей температуре:

аустенитная сталь: 450° - 850°C
ферритная сталь: более 900°C

Сегодня при выборе правильного материала интеркристаллическая коррозия больше не играет никакой роли.

Контактная коррозия

Контактная коррозия возникает в том случае, когда в контакт вступают различные металлы под воздействием электролита. Менее благородный материал начинает корродировать и растворяться. Нержавеющие стали являются благородными при контакте с большинством других металлов.

Почему ржавеет нержавейка?

Почему ржавеет нержавейка? Причины коррозии нержавеющей стали

Возникновение ржавчины на нержавеющей стали ставит в ступор многих людей. Если материал носит название «нержавеющая сталь», то почему же нержавейка может окисляться, темнеть, чернеть и ржаветь? На самом деле, при неправильной обработке детали или при нарушенной эксплуатации, ржавчина может появиться даже на самой качественной нержавеющей стали.

Если в составе нержавейки не больше 10% хрома, то исключить появление коррозии практически невозможно. Даже на поверхности аустенитной стали, в которой находится 20% хрома и 8% никеля, может образоваться ржавчина. Для того чтобы продлить срок службы детали из нержавеющей стали, необходимо понять, как правильно пользоваться материалом и исключить возникновение дефектов структуры.

Какая «нержавеющая» сталь не будет ржаветь

Снизить риск и недопустить ржавление на нержавеющей стали можно при добавлении специальных химических элементов в состав сплава: это могут быть хром, никель, вольфрам, ванадий, молибден, кремний, марганец, титан. Такая сталь будет называться легированной. Изменение состава сплава приводит к улучшению физических свойств стали. Легированный материал приобретает качества, которых нет у обычной углеродистой стали, и избавляется от ее недостатки. При должной эксплуатации такая нержавейка не будет ржаветь. Готовые изделия из нержавейки безопасны для применения даже в пищевой и медицинской сфере, такая продукция экологична и отвечает всем требованиям безопасности.

В зависимости от пропорций содержания добавок выделяют низколегированную, среднелегированную и высоколегированную сталь. Высоколегированная сталь является наиболее популярным вариантом для применения в разных сферах промышленности. Сплав противостоит возникновению коррозии нержавейки в агрессивных средах и атмосфере. Улучшенные качества металлу придают легирующие добавки, в первую очередь это хром и никель. От процента содержания химических элементов зависит марка нержавеющей стали, ее антикоррозийные свойства и внешний вид.

Аустенитная нержавеющая сталь. Стали этой группы широко используют в промышленности для изготовления крепежных деталей. Сплав немагнитный. Хорошо подвергается сварке и тепловой обработке. В составе может быть 15-20% хрома и 5-15% никеля. Процентное содержание добавок зависит от марки нержавейки.

Ферритные марки нержавейки. За счет низкого содержания углерода ферритные стали становятся более мягкими и пластичными. Сплавы этой группы обладают магнитными свойствами. Их часто применяют для изготовления деталей, взаимодействующих с агрессивной средой, т.к. ферритные сплавы имеют высокий уровень устойчивости к образованию коррозии.

Мартенситные марки нержавейки. Группа сплавов с повышенным содержанием углерода, что делает сталь наиболее прочной и твердой. Некоторые марки могут быть магнитными. Эта группа наименее коррозионностойкая. Используется, например, для изготовления столовых и режущих приборов.

Комбинированные марки. Эта группа сталей сочетает в себе достоинства сразу нескольких групп.

Преимущества нержавеющих сталей:

Долгий срок службы при правильной эксплуатации;
Простота изготовления;
Устойчивость к коррозии;
Прочность;
Гигиеничность и экологическая безопасность;
Эстетичный внешний вид.

В каких сферах промышленности используется нержавеющая сталь:

Архитектура и строительство;
Изготовление бытовых приборов;
Пищевая промышленность;
Целлюлозно-бумажное производство;
Нефтехимическая и химическая промышленность;
Домашнее хозяйство;
Энергетика;
Охрана окружающей среды;
Машиностроение.

Условия и причины разрушения защитного слоя нержавеющей стали

Нержавейка получает свои улучшенные качества при добавлении легирующих элементов в состав сплава. В основном этими добавками служит хром, никель, молибден. В первую очередь за антикоррозийные свойства отвечает хром, чем больше его в составе, тем лучше формируется антикоррозийный слой на поверхности металла. Атомы хлора вступают в реакцию с кислородом, впоследствии чего образуется оксидная пленка.

Соответственно, больше всего подвержены коррозии те сплавы, в которых меньше легирующих добавок в составе, в частности хрома и никеля.

Внешний слой сплава может портиться от контакта с железом. Это возможно, например, при неправильной сварке, когда на поверхность попадают частички железа. Если после этого плохо провести обработку детали, на сварочном шве появятся коррозионные вкрапления, которые впоследствии будут увеличиваться.

Разрушение защитного слоя на нержавейке и возникновение коррозии обусловлено несколькими факторами:

Неправильная обработка поверхности металла. При нарушенной технологии сварки или шлифовки детали образуются микродефекты, которые приводят к разрушению оксидной пленки.
Использование некачественных материалов. Это относится к низкосортной стали, когда экономия денег сказывается на качестве сплава.
Неправильная эксплуатация.

Во избежание возникновения ржавчины на нержавейке следует тщательно подходить к выбору предприятия, занимающимся изготовлением и продажей нержавейки. Обязательным критерием выбора должен послужить опыт работников и заключение договора с гарантийными условиями.

Если вам поступило предложение купить нержавейку по цене ниже рыночной, то стоит задуматься о качестве материала.

Виды коррозии нержавеющей стали

Основными разновидностями коррозии являются:

Общая коррозия. Данный вид характеризуется разрушением оксидной пленки на всей поверхности стали. В зависимости от характера распространения такая коррозия может быть равномерной или неравномерной. При проникновении галогенов (фтора, хлора, брома, йода) через защитный слой начинается активный процесс образования ржавчины на нержавеющей стали. Общая коррозия может возникнуть даже от простой водопроводной воды, ведь в ее составе присутствуют химические частицы, способные разрушить оксидную пленку. Поэтому при чистке нержавейки нельзя использовать хлорсодержащие средства. Для очистки поверхности нержавеющей стали следует применять только специальные чистящие средства. Они должны соответствовать требованиям СанПиН, СНиП и ГОСТ. Уровень рН должен находиться в пределах 7,2 — 7,6.
Щелевая коррозия. Возникает при образовании небольшого зазора в деталях из нержавеющих сталей. Этот процесс можно заметить, например, при использовании крепежных элементов в морской воде. Хлор, содержащийся в жидкости, смывает оксидную пленку. При отсутствии кислорода процесс продолжается стремительно.
Питтинг(он же язвенная коррозия, точечная коррозия). Проявляется при малейшем поражении защитного слоя и воздействии агрессивной среды на поверхность. В поврежденном месте сталь становится анодом, а пассивированная часть – катодом. В результате этого анод начинает быстрее растворяться, вызывая питтинговую коррозию нержавеющей стали.
Гальваническая коррозия. Гальванокоррозия похожа на точечный вид образования ржавчины. Данная электрохимическая коррозия нержавеющей стали возникает во время контакта разного типа металлов в агрессивной токопроводящей среде.
Межкристаллитная коррозия(она же мкк коррозия или транскристаллитная коррозия). Такой вид образования ржавчины возникает при сверхвысоких температурах, чаще всего при сварке.
Эрозионная коррозия. Возникает в результате воздействия на поверхность нержавейки абразивной жидкости, разрушающей защитный слой и приводящей к эрозии.

Как бороться с коррозией нержавеющей стали?

В первую очередь, сталь должна храниться и изготавливаться по особой технологии. На металлургических заводах должны соблюдаться все требования, относящиеся к эксплуатации нержавейки. Должны предотвращаться ситуации, в ходе которых частицы нелегированного металла могут попасть на нержавеющую сталь.

В целях защиты нержавеющей стали от коррозии требуется исключить близкий контакт стали с обычным металлом. Это правило касается и других инструментов, применяемых для изготовления деталей. Запрещено использовать металлическую щетку для зачистки поверхности необработанного металла на легированной стали.

Использование нержавеющей стали в соляной и серной кислоте приводит к образованию ржавчины, следовательно, необходимо исключить применение сплава в агрессивных средах.

Также для защиты нержавейки от коррозии следует добавлять в сплав легирующие компоненты, это повысит антикоррозийные свойства стали. Чем больше их процентное содержание, тем выше стойкость к коррозии.

Не рекомендуется также использовать хлорсодержащие средства для обработки и чистки поверхности.

Правила ухода за нержавеющей сталью

Нержавейка – долговечный материал, способный сохранять свой первоначальный внешний вид и технические характеристики долгое время. Главное, правильно за ней ухаживать. Для этого необходимо знать, что нужно делать в различных ситуациях.

Рекомендуется:

Во время механической обработки совершать движения вдоль линий или рисунка.
Использовать мягкие материалы для чистки поверхности. Даже использование бумажных салфеток может привести к целостному нарушению оксидной пленки, поэтому будьте аккуратны.
Если на поверхности имеются застарелые пятна, то для начала их следует размочить. Иначе механическое воздействие станет причиной появления царапин, а впоследствии и ржавчины на нержавейке.
Применять только специальные средства, предназначенные для очистки нержавеющей стали.
Жирные пятна удалять при помощи мыльного или спиртового раствора. "Мыть" нержавейку можно только органическими средствами.
Перед протиранием изделия пыль и другие мелкие частицы желательно стряхнуть кистью.

Запрещается:

Использовать абразивные средства;
Применять хлорсодержащие моющие средства;
Использовать твердые губки и мочалки;
Допускать контакт нержавейки с обычными углеродистыми сталями.

Все это приводит к разрушению защитного слоя нержавеющей стали и станет отличным поводом для образования коррозии на поверхности.

Также есть специфика ухода за нержавейкой в зависимости от текстуры материала.

Шлифованная нержавеющая сталь имеет микроцарапины на поверхности. В зависимости от их направления поверхность нержавейки можно разделить на несколько разновидностей:

Продольная шлифовка;
Поперечная шлифовка;
Хаотичная шлифовка;
Вибрейшн.

Для того чтобы произвести качественную очистку поверхности нержавеющей стали и не повредить защитный слой, следует совершать все движения по направлению микроцарапин. Не рекомендуется использовать круговые движения.

Текстурированная сталь имеет глубокий рисунок. За счет своей текстуры на ней менее заметны царапины, отпечатки и загрязнения. Правила ухода за таким видом нержавейки остаются теми же, что и за шлифованной поверхностью. Разница будет заметна только после очистки, так как текстурированная сталь остается чистой более долгое время.

Соблюдая рекомендации по уходу за нержавеющей сталью, вы обеспечите долгий срок службы изделиям и снизите риск возникновения коррозии. Регулярная обработка поверхности специальными средствами сохранит первоначальный внешний вид и будет способствовать восстановлению защитной оксидной пленки.

Оставьте заявку, чтобы бесплатно получить быстрый расчет стоимости интересующей Вас услуги. Менеджеры ответят на любой Ваш вопрос!

Почему ржавеет нержавейка

По общему мнению, нержавеющая сталь – это суперсплав, который никогда не ржавеет. Но это предположение не совсем верно, ведь при определенных условиях даже нержавейка подвержена коррозии.

Существует четыре основных типа нержавеющих сталей: аустенитная, ферритная, мартенситная и дуплексная.

Аустенитная является доминирующей в промышленности и составляет более 70% от общего объема производства. В ее составе присутствует максимум 0,15% углерода и минимум 16% хрома, что обеспечивает очень надежную защиту от ржавчины.
Ферритная имеет более низкую коррозионную стойкость по сравнению с аустенитными марками, но работает лучше, чем мартенситная.
Мартенситная образуется в процессе закалки (быстрого охлаждения) аустенитной стали. Она отличается высочайшей стойкостью к истиранию и высокой прочностью. Этот тип стали используется во многих малоинвазивных средах, в том числе при производстве хирургических инструментов.
Дуплексные стали, имеющие в себе аустенитную и ферритную фазы, обладают высокой стойкостью к локальной коррозии, особенно к точечной, щелевой и коррозионному растрескиванию под напряжением.

Так почему ржавеет нержавейка? Поговорим об этом ниже.

Отличие нержавейки от простой стали

Первое, что нужно знать о нержавеющей стали – это то, что на рынке существует бесчисленное множество ее составов. То, что отличает их от простого стального сплава (помимо наличия различных компонентов металлов в разных соотношениях) – это защитный оксидный слой на поверхности. Пока он остается неповрежденным, металл будет сохранять все свои прочностные характеристики. Но почему на поверхности нержавейки образовывается оксидный слой? Ответ кроется в конкретных элементах, используемых в большинстве ее видов: железо, марганец, кремний, углерод и хром. В некоторые марки также добавляют никель и/или молибден для дальнейшего улучшения характеристик оксидного слоя. Из перечисленных выше элементов хром оказывает наибольшее влияние на стойкость нержавейки к ржавчине. Это означает, что сплавы с высоким содержанием хрома имеют наивысшую общую стойкость к коррозии, так как вступая в реакцию с атомами кислорода, атомы хрома образуют плотный оксидный слой, препятствующий дальнейшему протеканию реакции. Специальные добавки, такие как молибден, повышают стойкость сплава к определенным агрессивным химическим веществам. Например, нержавейка марки 316 содержит молибден, которого нет в сплаве марки 304, поэтому она более устойчива к хлоридам.

Факторы, вызывающие коррозию

Есть ряд причин, по которым на изделии из нержавейки может образоваться ржавчина. Поскольку существуют сотни различных сплавов, следует учитывать тот факт, что среда, которая приводит к коррозии одного типа стали, может вовсе не повлиять на другой. Перечислим несколько основных факторов, ведущих к развитию ржавчины:

Точечная коррозия

Это точечные, проникающие вглубь, повреждения структуры металла, возникающее из-за нарушения поверхностного слоя. Точечная коррозия может развиваться на поверхности материала вследствие нехватки кислорода в определенной области. В этом случае зона, где наблюдается нехватка кислорода становится анодной, избыток – катодной.

Многие типы сплавов нержавейки подвержены сильной точечной коррозии при воздействии сред, богатых хлоридами (например, солью). Так, сплав марки 304 при использовании на морском транспорте может начать страдать от точечной коррозии в результате контакта с морской водой или с морским бризом, обогащенным солью. Чтобы избежать точечной коррозии, важно использовать нержавеющую сталь, обладающую особой стойкостью к хлоридам, например, марку 316. В качестве альтернативы металл можно обработать специальным покрытием для предотвращения прямого контакта с хлоридами в окружающей среде.

Биметаллическая/гальваническая коррозия

Биметаллическая коррозия может возникать в том случае, когда свариваются вместе два разнородных металла. Поскольку, когда два металла с разными свойствами соединяются через общий электролитический материал, может возникнуть протекание электрического тока от одного материала к другому. Это приводит к тому, что металл, легче принимающий новые электроны станет «анодом» и начнет быстрее коррозировать.

Скорость распространения ржавчины будет меняться в зависимости от следующих факторов:

типа соединяемой нержавеющей стали;
вида электролита;
температуры и влажности окружающей среды, а также общей площади поверхности металлов, которые контактируют с друг другом.

Лучшая профилактическая мера от биметаллической коррозии – нанесение специального покрытия на металлы, предотвращающего поток электронов от катода к аноду.

Следует также отметить, что использование присадки для сварных швов, которая слишком отличается от соединяемых металлов, также может привести к гальванической коррозии в месте сварки.

«Пересадка» простого железа

В некоторых случаях остатки твердых частиц от простой стальной или железной заготовки могут переноситься на поверхность нержавеющей детали. Эти частицы могут нарушить защитный оксидный слой заготовки, что в последующем приведет к ржавлению.

Разница между этой проблемой и проблемой биметаллической коррозии заключается в том, что в этом случае контакт между разнородными металлами является чисто случайным и, как правило, происходящим без ведома производителя. Самой распространенной причиной, по которой частицы простых металлов попадают на заготовку из нержавейки, заключается в том, что оборудование, используемое для обработки одного типа материала, может использоваться для другого без надлежащей очистки между рабочими процессами. Чтобы предотвратить пересадку частиц важно тщательно очищать оборудование при переходе с металла на металл.

При нагреве стали выше необходимой температуры происходит процесс сенсибилизации – межкристаллитной коррозии, приводящей к выпадению кристаллов стали с поверхности материала. Атомы углерода изымают из сплава атомы хлора, что приводит к понижению процентного содержания хрома. Когда сенсибилизированные стали начинают контактировать с той или иной агрессивной средой, межзеренная граница превращается в активный анод, а центр кристалла – в катод. При ослабевании межзеренных связей, кристаллы стали выпадают, оставляя небольшие ямки с черным налетом. При соблюдении температурного режима таких проблем не возникает.

Также межкристаллитная коррозия может возникать при сварке. Для ферритных сплавов температура, ведущая к появлению ржавчины, равняется +900 градусов, для аустенитных +450 градусов. Чтобы предотвратить ржавление стали зоны сварных швов обрабатывают специальными составами. Пассивация (так называется процесс обработки) направлена на восстановление защитного слоя металла в местах сварки. Для этого используют различные пасты и гели, лимонную или азотную кислоту.

Щелевая коррозия

Развивается в тех местах, где есть небольшие зазоры между сталью и другой деталью конструкции. Примером такого типа ржавления может быть проникновение влаги под крепежные элементы внутрь изделия. В этом случае в зазоре скапливаются агрессивные ионы, которые вытесняют кислород, что и приводит к появлению ржавчины. Щелевая коррозия может образовываться между двумя соединяемыми поверхностями – двумя металлами или между металлом и неметаллом.

Эрозивная коррозия

Происходит по причине уничтожения оксидной пленки тем или иным абразивом. Если нержавейку регулярно подвергать воздействию абразивной жидкости, ее защитный слой будет разрушаться, что приведет к проявлению ржавчины. Чтобы этого избежать важно отказаться от обработки поверхности изделий из нержавейки абразивными веществами. Особенно пагубное влияние на нержавеющие стали оказывает хлор, именно поэтому при очистке изделий нельзя использовать хлорсодержащие средства.

Фактор обработки

Немаловажным фактором в образовании ржавчины является вид обработки поверхности. Так, к примеру, изделия с более гладкой поверхностью гораздо устойчивее к ржавлению, чем нержавеющие изделия с шероховатой. Все дело в том, что шероховатые поверхности быстрее загрязняются и нуждаются в большем уходе. Если элементы с шероховатой поверхностью, выполненные из нержавейки марки 304, будут использоваться в пищевой промышленности либо морских условиях, они быстро выйдут из строя, так как быстро покроются коррозионными пятнами.

Уход за металлом

Нержавеющая сталь отличается высокой прочностью и долгие годы сохраняет свои эстетические качества. Однако для того чтобы она полностью оправдала свое название, за ней следует регулярно ухаживать, ведь данный материал, как и другие металлы, подвержен воздействию многих разрушающих факторов.

Чтобы предотвратить развитие коррозии еще на этапе производства, важно предотвратить контакт нержавейки с железом или обычной сталью. Это требует бдительности при очистке оборудования, рабочих столов, инструментов, складских помещений, токарных валиков и так далее. Любые частицы пыли углеродистой стали, оседающие на нержавейке во время изготовления, могут загрязнить ее поверхность, увеличивая вероятность образования ржавчины. Также важно соблюдать правила сварки и последующей обработки металла.

Как в загородных условиях, так и в условиях городской среды нержавейка нуждается в регулярной очистке – мытье теплой водой с содержанием ПАВ. При этом следует избегать использования очистителей, в которых содержатся хлориды и аммиак. В быту для очистки нержавейки часто применяют 8% лимонную кислоту. Если на поверхности нержавейки стали появляться пятна или ямки, необходимо обработать эти места жесткой губкой. Устранять окислы железа лучше всего специальными средствами, которые представлены на современном рынке в широком ассортименте. Регулярная чистка нержавейки увеличивает срок ее службы и улучшает внешний вид.

Оформите заявку на сайте, мы свяжемся с вами в ближайшее время и ответим на все интересующие вопросы.

4 типа металлов устойчивые к коррозии или нержавеющие

Мы обычно думаем о ржавчине как о оранжево-коричневых хлопьях, которые образуются на открытой стальной поверхности, когда молекулы железа в металле реагируют с кислородом в присутствии воды с образованием оксидов железа. Металлы также могут реагировать в присутствии кислот или агрессивных промышленных химикатов. Если ничто не остановит коррозию, чешуйки ржавчины будут продолжать отламываться, подвергая металл дальнейшей коррозии, пока он не распадется.

Не все металлы содержат железо, но они могут коррозировать или потускнеть в других окислительных реакциях. Чтобы предотвратить окисление и разрушение металлических изделий, таких как поручни, резервуары, приборы, кровля или сайдинг, вы можете выбирать металлы, которые «устойчивы к ржавчине» или, точнее, «устойчивы к коррозии». В эту категорию попадают четыре основных типа металлов:

Нержавеющая сталь
Алюминиевый металл
Медь, бронза или латунь
Оцинкованная сталь

Нержавеющая сталь

Типы нержавеющей стали такие, как 304 или 316, представляют собой смесь элементов и большинство из них содержат некоторое количество железа, которое легко окисляется с образованием ржавчины. Но многие сплавы нержавеющей стали также содержат высокий процент хрома (не менее 18%), который даже более активен, чем железо. Хром быстро окисляется, образуя защитный слой оксида хрома на поверхности металла. Этот оксидный слой противостоит коррозии и в то же время предотвращает попадание кислорода на нижележащую сталь. Другие элементы сплава, такие как никель и молибден, повышают его устойчивость к ржавчине.

Рекомендуем эффективный удалитель ржавчины с металлических поверхностей — «РжавоМед-У»

Алюминиевый металл

Многие самолеты сделаны из алюминия, как и детали автомобилей и мотоциклов. Это связано с его небольшим весом, а также с устойчивостью к коррозии. Алюминиевые сплавы почти не содержат железа, а без железа металл не может ржаветь, но окисляется. Когда сплав подвергается воздействию воды, на поверхности быстро образуется пленка оксида алюминия. Слой твердого оксида довольно устойчив к дальнейшей коррозии и защищает лежащий под ним металл.

Медь, бронза и латунь

Эти три металла содержат мало железа или вовсе его не содержат, поэтому не ржавеют, но могут вступать в реакцию с кислородом. Медь со временем окисляется, образуя зеленую патину, которая фактически защищает металл от дальнейшей коррозии. Бронза представляет собой смесь меди и олова, а также небольшого количества других элементов, и, естественно, гораздо более устойчива к коррозии, чем медь. Латунь – это сплав меди, цинка и других элементов, которая также устойчива к коррозии.

Оцинкованная сталь

Оцинкованная сталь долго ржавеет, но со временем она ржавеет. Это углеродистая сталь, оцинкованная или покрытая тонким слоем цинка. Цинк действует как барьер, не позволяющий кислороду и воде достигать стали, поэтому она защищена от коррозии. Даже если цинковое покрытие поцарапано, оно продолжает защищать близлежащие участки лежащей под ним стали за счет катодной защиты, а также путем формирования защитного покрытия из оксида цинка. Как и алюминий, цинк очень реактивен по отношению к кислороду в присутствии влаги, а покрытие предотвращает дальнейшее окисление железа в стали.

Ржавчина на нержавеющей стали

Ржавчина на нержавеющей стали уродлива. Ржавчина на нержавеющей стали вызывает множество вопросов. Эта сталь действительно нержавеющая? Если она нержавеющая, то почему почему она заржавела? Откуда на нержавеющей стали ржавчина? Она будет продолжать ржаветь дальше? Будет ли она распространяться? Вызовет ли это другие формы ржавления, такие как точечная коррозия или растрескивание под напряжением? На Рисунке 1 изображена ржавчина на нержавеющей стали.

В этой статье рассматриваются вопросы относительно ржавчины, которая возникает на резервуарах, сосудах, трубопроводах и т. д., изготовленных из аустенитной нержавеющей стали, такой как тип 304, 304L, 316, 316L,321, 317 и др. Охватывает источники ржавчины, влияние ржавчины на производство нержавеющей стали и методы предотвращения и удаления ржавчины с этих материалов. Рассмотрим ржавчину, которая находится на внешних поверхностях, подверженных воздействию атмосферы, включая дождь, конденсат, туман и т. д., но большую часть времени сухие и внутренние поверхности, особенно те, которые намокают, где последствия ржавчины зависят от условий эксплуатации. Для постоянно смачиваемых поверхностей необходимо бороться не только с ржавчиной, но и с загрязнением посторонними материалами, оксидами сварных швов, брызгами, поднутрениями, выемками на поверхности и сильными следами шлифования.

История вопроса: что делает нержавеющую сталь «нержавеющей?»

Нержавеющие стали устойчивы к коррозии, потому что в них высокий процент (от 16 до 36%) присутствия хрома (Cr). Этот элемент присутствует в достаточном количестве, который при воздействии окисляющих сред (кислоты, щелочи, вода, воздух и пр.) образует тонкий, плотно прилегающий и непроницаемый оксидный слой (преимущественно CrO), который останавливает дальнейшую коррозию. В этом смысле нержавеющая сталь очень похожа на алюминий, так как алюминий также образует оксидный слой, который предотвращает дальнейшую коррозию алюминия.

Что вызывает ржавчину на поверхностях из нержавеющей стали?

Ржавчина образуется на поверхности нержавеющей стали, когда возникает состояние, при котором молекулы металла на поверхности недостаточно легированы хромом для создания или поддерживания необходимого оксидного слоя. Вопреки распространенному мнению о том, что ржавчина на поверхности не возникает, когда нержавеющая сталь «сенсибилизирована», так как большая часть металла имеет достаточно хрома для предотвращения коррозии поверхности, сенсибилизированная нержавеющая сталь корродирует вдоль границы структуры. Явление ржавчины, обсуждаемое в этой статье, является поверхностным явлением.

Самым простым условием возникновения ржавчины на нержавеющей стали является трение куска обычного углерода или низколегированной стали о поверхность нержавеющей стали.

Когда обычная сталь трется о нержавеющую сталь, получаемые в процессе трения частицы нержавеющей стали обычно называют «свободным железом». Это своего рода «контаминация» нержавеющей стали также известна под неправильным названием «углеродное загрязнение». Но этот употребляется неправильно, потому что коррозию вызывает не углерод, а нелегированное железо, из которого сделана сталь.

Коррозия «свободного железа» на нержавеющей стали всегда быстрее, чем коррозия необработанной стали, потому что свободное железо является анодным по отношению к нержавеющей стали, поэтому оно корродирует, чтобы защитить нержавеющую сталь, точно так же, как цинк корродирует для защиты углеродистой стали, когда в качестве финишного покрытия стали используется цинк.

Второй способ образования ржавчины на нержавеющей стали происходит во время сварки, когда используются сварочные флюсы для защиты от атмосферных воздействий. Эти флюсы, как правило, легко отслаиваются сами. Поверхность шва может выглядеть чистой, на ней есть тонкий остаточный слой железосодержащего материала. Этот слой легко ржавеет, если на поверхности сварочного металла не произвели абразивную или химическую очистку после окончания сварочных работ. Природа этой ржавчины аналогична той, которая образует контактное загрязнение, как описано немного выше.

Влияние ржавчины на поверхности из нержавеющей стали

На поверхностях нержавеющих металлов, которые постоянно находятся в умеренно агрессивных средах, точечная коррозия может возникать при окислении отложений «свободного железа». Это почти никогда не встречается на внешней поверхности трубопровода, поскольку снаружи труба преимущественно сухая.

Рекомендуем эффективное средство быстрого удаления ржавчины с металлов «РжавоМед-У»

Мы не знаем ни одного случая питтинга или другого коррозионного воздействия, происходящих на трубах или резервуарах, где поверхности обычно сухие и подвержены воздействию атмосфера. Ржавчина на внешней поверхности трубопроводов или баков из нержавеющей стали отсутствует. Максимум что может быть — стальные поверхности просто имеют плохую косметику и плохо выглядят.

Предотвращение заражения «свободным железом»

Надлежащая производственная практика не допускает контакта нержавеющей стали с или-обычное железо или сталь, например, рабочие столы, подъемные инструменты, стеллажи для хранения, токарная обработка сталивалки, стальные кузова и цепи грузовиков, стальные вилочные погрузчики и т. д. Железная и стальная пыль, такая как майдолжны быть созданы путем шлифования, резки, струйной очистки и т. д., должны храниться вдали от участковтам, где производится нержавеющая сталь, поскольку эта пыль может осесть назагрязняющие поверхности там, где они будут захвачены нержавеющей сталью.

Инструменты для очистки и шлифования, такие как шлифовальные круги и проволочные щетки, которые былиИспользуемый для углеродистой или низколегированной стали, не следует использовать впоследствии для нержавеющих сталей.Для обработки нержавеющей стали следует использовать только проволочные щетки из нержавеющей стали.

Окисление сварного шва

Сварные швы часто будут ржаветь по краям, как показано на Рисунках 1 и 2. Для сварных швов, которые не были должным образом очищены после завершения, это нормально. В частности, когда сварка была выполнена в среде защитных газов. Хотя это и неэстетично, но эта ржавчина не является признаком плохой сварки, чрезмерного температурного перегрева или излома. Скорее, это естественный результат высокой температуры. Зона термического нагрева во время сварки в сочетании с воздействием кислорода в атмосфере. Цвет может варьироваться от соломенного до темно-коричневого при первоначальном образовании, и в конечном итоге они становятся ржаво-красными.

В нормальных атмосферных условиях ржавчина, связанная со сваркой, прекращается после того, как свободное железо окисляется. Никаких дальнейших повреждений ржавчиной не происходит — это просто выглядит неэстетично. Для устранения ржавчины сварные швы следует очищать не позднее одного — двух дней после завершения сварочных работ. Любые грубые или шероховатые поверхности швов следует сгладить, удалить механические следы или царапины и обязательно обходимо удалить посторонние новообразования, включая краску, шлак и брызги, чтобы оптимизировать коррозионное сопротивление.

Свободное железо, сварочное окисление и посторонние материалы, такие как грязь, песок, флюс, иные металлы (кроме стали, чугуна и т. д.), могут быть удалены химической очисткой или абразивной полировкой.

Химические чистящие средства, которые успешно удаляют свободное железо и большинство других загрязнений доступны в больших вариациях. Эти чистящие средства представляют собой кислоты, которые обычно удалите немного материала (около 0,03 мм) с поверхности, на которой они применяются. Их нужно оставить на поверхности достаточно долго, чтобы удалить остатки железа и любые видимые оксиды. Большинство из них содержат азотную и плавиковую кислоты, поэтому они должны применяться строго в резиновых перчатках и других средствах индивидуальной защиты.И обязательно после обработки металл необходимо промыть достаточным количеством воды с одновременным щелочением хотя бы пищевой содой.

Механическую очистку следует производить только с помощью шлифовальных кругов или насадок с проволокой из нержавеющей стали, которые ранее не использовались для углеродистых или низкоочищенных сталей. Финальная очистка электрооборудованием с применением насадок с проволокой из нержавеющей стали не рекомендуется, так как те, в свою очередь, деформируют поверхность, позволяя атмосферным химическим осадкам проникать в поверхность, размазывают «свободный металл» и образуют микроповреждения — ни что их всего этого не подходит для коррозионной стойкости нержавеющей стали. Проволочная щетка может использоваться между проходами сварного шва для удаления шлака, так как очищенная поверхность будет переплавлена при последующей сварке. Если для окончательной очистки используется проволочная щетка, она должна быть только ручного применения, или щетина должна быть мягкой и гибкой, а давление на поверхность незначительным.

Однако ни шлифовальные машины, ни проволочные щетки не удаляют свободное железо, которое уже заржавело. Кроме того, проволочные щетки не удаляют свободное железо, отложившееся в виде пара, например, образовавшегося в зоне термического влияния во время сварки. В этих случаях при очистке шлифовальной машиной или металлической щеткой ржавчина и свободное железопросто смазывают поверхности из нержавеющей стали, которые ранее не были проржавевшими. И хотя ржавчина будет казаться побежденной, после воздействия атмосферной влаги и нахождения под открытым небом хотя бы несколько дней, эти ранее очищенные ржавые поверхности и уже новые поверхности, по которым в процессе очистки была «размазана» ржавчина, гарантированно заржавеют.

В этих случаях поможет очистка с использованием химических очистителей или мягких абразивных полиролей.

Проверка удаления «свободного железа» из нержавеющей стали

Вода, время, ночь

Присутствие свободного железа на нержавеющей стали легко обнаружить при распылении на сталь воды и оставления в таком состоянии на ночь. Опрыскивание следует проводить в тени и поздно вечером, чтобы поверхности оставались влажными. Поверхность должна намокнуть полностью без разрывов водяной пленки. Любые участки свободного железа будут проржавеют за ночь, окрасив поверхность. Во влажную или дождливую погоду нержавеющую сталь можно оставить на открытом воздухе в течение дня, и любое свободное железо превратится в некрасивую ржавчину. Участки с обнаруженной ржавчиной необходимо очистить, как описано выше.

Гораздо более быстрый способ определить свободное железо — протереть раствором ферроксила. При этом требуются средства индивидуальной защиты (СИЗ), поскольку раствор является кислым и содержит цианиды. Зараженные участки станут синими в течение нескольких минут. Если раствор оставить на поверхности на длительное время — вся поверхность нержавеющей стали станет синей. Этот раствор следует удалить после несколько минут теста с использованием обычной воды. И раствор для споласкания должен быть нейтрализован хотя бы пищевой содой — она отлично для этого подойдет.

Раствор ферроксила для обнаружения свободного железа в нержавеющей стали

Дистиллированная вода 1 литр
Азотная кислота 30 миллилитров
Ферроцианид калия 30 грамм

Этот раствор не следует использовать на поверхностях, которые будут контактировать с пищевыми продуктами или жидкостями, поскольку он содержит цианидные соединения.

Резюме и выводы

Хотя ржавчина на наружных поверхностях трубопроводов из нержавеющей стали обычно безвредна, ее уродливое присутствие вызывает беспокойство у покупателей металлоизделий. В процессе очистки нержавеющей стали после сварки необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать контакта железа со сталью во время изготовления. Проверка отсутствия «свободного железа» перед отправкой гарантирует, что Ваш продукт прибудет на место без неприглядной ржавчины. Если Вы хотите быть уверены, что на поверхностях из нержавеющей стали не образуется некрасивая ржавчина , необходимо соблюдать постулаты описанные в данной статье и тогда все будут довольны. И покупатели, и производители, и продавцы.

Читайте также: