Corrosieweerstand van roestvrij staal tegen zwavelzuur

Inhoud

• Eigenschappen van roestvrij staal
• Anodische versus kathodische elektroden
• Effecten van corrosie
• Eigenschappen van zwavelzuur
• Rangen en weerstand van roestvrij staal

Op enkele uitzonderingen na - goud, palladium en platina - corroderen alle metalen. Dit omvat roestvrij staal. Een veel voorkomende misvatting is dat roestvrij staal 100% corrosiebestendig is, zoals uitgelegd door eStainlessSteel.com. Hoewel de corrosieweerstand ongelooflijk is, zal roestvrij staal onder bepaalde omstandigheden corroderen. Het is eenvoudig om te bepalen wat nodig is om het te laten gebeuren - en het vervolgens te vermijden - door de redenen te begrijpen waarom roestvrij staal zo'n sterke weerstand tegen corrosie heeft.

Eigenschappen van roestvrij staal

Het vermogen van roestvrij staal om corrosie te weerstaan, komt van het chroom in het metaal. Roestvrij staal bevat 10 ½ procent chroom, dat reageert met zuurstof om een ​​beschermende barrière of beschermende film te creëren. Deze chroomlaag heeft een dikte van 130 Angstrom - of miljoenste van een centimeter - volgens WorldStainless.org. Twee factoren die bijdragen aan de houdsterkte van deze beschermende, passieve chroomlaag zijn temperatuur en zuurstofbeschikbaarheid. Toenemende hitte verzwakt de laag en het chroom moet reageren met zuurstof om de beschermende laag te creëren.

Anodische versus kathodische elektroden

Zwavelzuur wordt gewoonlijk aangeduid als batterijzuur. Het anode-uiteinde van een batterij is corrosief, terwijl het kathode-uiteinde passief is en er geen corrosie optreedt. Deze corrosie treedt op wanneer twee verschillende metalen in dezelfde elektrolytomgeving worden geïntroduceerd. Een elektrolyt, ook bekend als een corrodant, is elke vloeistof die elektrische stroom kan passeren; dit omvat water zoals de Galvanic Corrosion Chart van ThelenChannel.com illustreert.

Effecten van corrosie

••• Thinkstock / Comstock / Getty Images

Er zijn acht soorten corrosie in metalen zoals beschreven door eStainlessSteel.com. Een uniforme aanval, of algemene corrosie, treedt op met de algehele afbraak van de beschermende film op het oppervlak van het metaal. Spleetcorrosie wordt vaak aangetroffen in spleten waar zuurstof beperkt is en in lage pH-omgevingen zoals zeewater. Putvorming treedt op wanneer de beschermende laag van het roestvrij staal wordt doordrongen waardoor een anodische plek ontstaat. Galvanische corrosie treedt op wanneer twee verschillende metalen in een elektrolytomgeving worden geplaatst; de kathode verwijdert metaal uit de anode. Intergranulaire corrosie wordt door warmte veroorzaakt; de koolstof in het staal gebruikt het chroom om chroomcarbide te maken, waardoor de bescherming rondom het verwarmde gebied wordt verzwakt. Selectief leeching is een type corrosie waarbij een vloeistof metaal eenvoudig verwijdert tijdens demineralisatie of deionisatie. Erosie wordt veroorzaakt door een schurende vloeistof die met hoge snelheid langs een metaal stroomt en de beschermende laag verwijdert. Spanningscorrosie, of chloride-spanningscorrosie, treedt op wanneer scheuren optreden terwijl het metaal onder trekspanning staat.

Eigenschappen van zwavelzuur

••• Hemera Technologies / PhotoObjects.net / Getty Images

Zwavelzuur is behoorlijk corrosief in water, hoewel het een slechte elektrolyt is vanwege het feit dat zeer weinig ervan dissocieert in ionen, volgens de beschrijving van Chemical Land 21 van zwavelzuur. De concentratie van het zuur is wat bepalend is voor de corrosieve werking ervan, zoals de British Stainless Steel Association (BSSA) verklaart. De meeste soorten roestvrij staal kunnen lage of hoge concentraties weerstaan, maar het zal het metaal bij tussentijdse temperaturen aantasten. De concentratie wordt beïnvloed door de temperatuur.

Rangen en weerstand van roestvrij staal

Er zijn verschillende kwaliteiten roestvrij staal en elk bestand is anders bestand tegen zwavelzuurcorrosie, zoals BSSA uitlegt. 18-10 roestvrij staal is gevoelig voor snel stijgende temperaturen. Het kan een zuur weerstaan ​​bij een concentratie van 5 procent bij kamertemperatuur. 17-25-2.5 heeft een voordeel ten opzichte van de 18-10 omdat het weer tot 22 procent bij kamertemperatuur kan verwerken, stijgende hitte maakt dit staal onbruikbaar boven 60 graden Celsius. Duplexstaal (2304) is beter bestand naarmate de hitte stijgt. De kamertemperatuurcijfers van de Duplex Steels zijn ongeveer hetzelfde als die van 17-12-2.5, maar vallen slechts lichtjes met warmte waardoor acht procent op 80 graden Celsius staat. 2205 heeft een concentratieconcentratie bij kamertemperatuur tot 40 procent, die daalt tot 12 procent bij 80 graden Celsius. Het Superduplex-staal biedt een lichte verbetering met 45 procent bij kamertemperatuur. 904L-staal is speciaal ontwikkeld om zwavelzuur te kunnen verwerken. 904L kan het hele concentratiebereik aan tot 35 graden Celsius.