Почему нержавейка ржавеет
Elton-zoloto.ru

Драгоценные металлы

Почему нержавейка ржавеет

Почему нержавеющая сталь не ржавеет. «Морская» нержавейка

По статистике примерно пятая часть всего годового производства стали в мире уходит на замену стальных деталей, поврежденных ржавчиной. Это составляет значительные экономические потери, большей части которых можно было бы избежать, добавляя в сталь специфические элементы, значительно улучшающие ее свойства: хром (Cr), вольфрам (W), никель (Ni), ванадий (V), молибден (Mo) , кремний (Si), марганец (Mn) и др. Данный вид стали называется — Легированной. Изменение химического состава приводит к изменению структуры стали и ее свойств. Легированная сталь приобретает свойства, которых нет у обычной углеродистой стали, и исключает ее недостатки. Изделия из нержавеющей стали экологичны, соответствуют всем требованиям и нормам гигиены, поэтому также нашли широкое применение при производстве кухонной посуды. По химическому составу различают низко-, средне- и высоколегированную сталь.

Остановимся подробнее на завоевывающую все большую популярность высоколегированной нержавеющей стали, противостоящей коррозии как в агрессивных средах, так и в атмосфере. Основная составляющая нержавеющей стали также железо. Антикоррозионные свойства ей придают легирующие элементы, в первую очередь хром и никель. От количества и пропорционального содержания этих элементов зависит марка стали и ее технические свойства, которые влияют на коррозионную устойчивость и внешний вид.

    Всего различают пять больших групп нержавеющих сталей, определяемых их микроструктурой. Наиболее распространенными являются три из них:
  • Аустенитные (Austenitic) — не магнитная сталь с основными составляющими 15-20% хрома и 5-15% никеля, которые увеличивают сопротивление коррозии. Она хорошо подвергается тепловой обработке и сварке. Именно аустенитная группа сталей наиболее широко используется в промышленности и в производстве элементов крепежа.
  • Мартенситные (Martensitic) – в связи с большим содержанием углерода, значительно более твердые, чем аустетнитные и ферритные стали. Могут быть магнитными. Находят применение главным образом в изготовлении столовых приборов, режущих инструментов и общем машиностроении. Больше подвержены коррозии.
  • Ферритные (Ferritic) стали содержат меньшее количество углерода, поэтому значительно более мягкие, чем мартенситные. Они также обладают магнитными свойствами. Эти стали применяют для изготовления изделий, работающих в окислительных средах (например, в растворах азотной кислоты), для бытовых приборов, в пищевой, легкой промышленности и для теплообменного оборудования в энергомашиностроении. Ферритные хромистые стали имеют высокую коррозионную стойкость в азотной кислоте, водных растворах аммиака, в аммиачной селитре, смеси азотной, фосфорной и фтористоводородной кислот, а также в других агрессивных средах. К этому виду относятся все стали 400 серии.

Самая широкая и востребованная группа из этих категорий стали- аустенитные, составляющие примерно 90% общего потребления нержавеющей стали. К этому виду относятся нержавеющие стали 300-ой серии: aisi 304, aisi 316, aisi 316T, aisi 321.

Из-за универсальности своих физических характеристик наиболее популярна из многочисленных марок нержавеющей стали — AISI 304 (08Х18Н10). В ней содержится 18% Хрома (Cr) и 8% Никеля (Ni). Благодаря высокому содержанию никеля на поверхности стали образуется оксидная пленка, защищающая металл от коррозии и воздействия агрессивных химических веществ. Практически на любых поверхностях при резких перепадах температуры образуются микротрещины, при попадании жидкости в эти трещины, основной металл коррозирует и со временем разрушается. В случае с нержавеющей сталью, даже при механическом повреждении верхний слой при доступе кислорода самовосстанавливается и изделие полностью сохраняет свои антикоррозийные свойства. Этим обусловлено ее широкое применение во многих отраслях промышленности и быту.

Однако, существуют отрасли, требующие в применении специфические материалы и приспособления: химическая, нефтегазовая, пищевая промышленности, а также судоходство и судостроение. Все большее распространение получает улучшенная версия стали AISI 304 (08Х18Н10)- AISI 316 (10Х17Н13М2) с добавлением молибдена (Мо). К примеру, практически все оборудование для целлюлозных заводов и для предприятий по изготовлению бумаги изготавливаются из нержавеющих сталей. Минимально допустимой маркой является AISI 316.

Технические характеристики материала

состав материал
AISI 316 L 1.4404 AISI 304 L 1.4301
Углерод (С %) макс. 0,03 макс. 0,07
Хром (Cr %) 16,5 – 18,5 17,0 – 19,0
Никель (Ni %) 11,0 – 14,0 8,5 – 10,5
Молибден (Mo %) 2,0 – 2,5
Марганец (Mn %) макс. 2,0 макс. 2,0
Кремний (Si %) макс. 1,0 макс. 1,0
Сера (S %) макс. 0,03 макс. 0,03

Молибден делает сталь более защищенной от щелевой и питтинговой коррозии в хлористой, морской воде и в сильноагрессивных средах: серной, фосфорной, борной, муравьиной, уксусной, щавелевой, молочной и других кислотах. Недаром этот вид стали называют «морской нержавейкой».

Таблицы воздействия некоторых кислот и их растворов на нержавеющую сталь:

марка AISI 316
Температура 20° 80°
Концентрация, % к массе 10 20 40 60 80 100 10 20 40 60 80 100
Серная Кислота 1 2 2 1 2 2 2 2 2 2
Азотная Кислота 1 1 2
Фосфорная Кислота 1 2 1 2
Муравьиная Кислота 1 1 2 1 1 1
маркаAISI 304
Температура 20° 80°
Концентрация, % к массе 10 20 40 60 80 100 10 20 40 60 80 100
Серная Кислота 2 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2
Азотная Кислота 2 1 2
Фосфорная Кислота 2 1 2
Муравьиная Кислота 1 2 2 1

Расшифровка:
0 = высокая степень защиты — Скорость коррозии менее чем 100 mm/год
1 = частичная защита — Скорость коррозии от 100m до 1000 mm/год
2 = non resistant — Скорость коррозии более чем 1000 mm/год

Как видно из таблицы, изделия из стали AISI 316 противостоят воздействию коррозии в большинстве кислот и их растворов, чем и обусловлено их применение в агрессивных средах.

Что делать, если ржавеет нержавейка

Нержавеющая сталь – высококачественный металл, прошедший легирование с добавлением ряда химических веществ, придающих антикоррозионные свойства. За счет легирования сталь становится невосприимчивой к действию влаги, воздуха, многих агрессивных сред. Но порой даже этот материал начинает портиться, на нем появляются некрасивые пятна ржавчины. Почему ржавеет нержавейка? Причин может быть несколько, и основная из них – неправильная эксплуатация.

Может ли нержавейка ржаветь?

Существует три группы нержавеющих сталей, каждая из которых имеет свои особенности и специфику применения:

  1. Коррозионностойкая сталь. Имеет высокую стойкость к коррозии в неосложненных условиях – в быту, на производстве.
  2. Жаростойкая сталь. Обладает термостойкостью, не ржавеет при повышенных температурах, может применяться на химических заводах.
  3. Жаропрочная сталь. Остается механически прочной при высоких температурах.

Таким образом, не все виды нержавейки предназначены для эксплуатации в той или иной агрессивной среде. К примеру, использование обычной нержавеющей стали на пищевом производстве, частое мытье с хлорсодержащими средствами вызовет быструю порчу материала. Аналогично применение металла в морской воде приведет к повышению скорости коррозии в разы.

Также ржавчина часто появляется на нержавейке после сварки (термической обработки), которая была произведена без соблюдения определенных правил. После механического повреждения металла последствия будут аналогичными: в месте дефекта возникнет точечная коррозия. Гладкий, полированный материал обычно ржавеет менее интенсивно, чем шероховатый: на последнем элементы коррозии могут появиться гораздо быстрее.

Защита от ржавчины нарушается там, куда попала раскаленная окалина, поскольку от сильного повышения температуры в нежаростойкой стали происходит выгорание легирующих веществ (в основном хрома). После прогорания дыр их края и прилегающие зоны становятся подверженными коррозии, хотя более глубокие слои металла чаще всего остаются неповрежденными. Спасти нержавейку поможет обработка травильными пастами, специальными эмульсиями.

Прочие причины коррозии нержавеющей стали:

  • контакт материала с обычной углеродистой сталью (в том числе посредством инструментов, которыми раньше резали простую сталь);
  • регулярная чистка металлическими щетками;
  • игнорирование механической или химической обработки сварного шва.

Причиной коррозии металла может стать и его изначально низкое качество. Стойкость стали к ржавлению обусловлена присутствием хрома в достаточном количестве. Этот элемент после воздействия воды, воздуха, кислот и щелочей формирует тончайший непроницаемый слой, который не дает материалу ржаветь. Если хрома в составе мало либо он распределен неравномерно, создание и поддержание оксидного слоя становится невозможным.

Факторы, определяющие стойкость металла к коррозии

Чтобы металл не был подвержен коррозии, он должен пройти пассивацию – переход поверхности в неактивное (пассивное) состояние, при котором на ней формируется тонкий защитный слой. Хорошая нержавейка быстро и легко пассивируется при обычных атмосферных условиях – контакте с кислородом из воздуха. Чем больше хрома в составе стали, тем выше ее пассивационная способность и антикоррозионные свойства.

Кроме хрома, легирование стали производят с помощью никеля. Он тоже способствует пассивации, но в чуть меньшей степени. Оба металла придают наивысшую антикоррозионную стойкость, хотя в состав стали могут вводиться и иные элементы: медь, ниобий, молибден. Для усиления защитных свойств любые добавки должны находиться в стандартном состоянии, а при изменении их структуры стойкость к коррозии падает (например, при переходе хрома в форму нитрида, карбида). Это может произойти во время контакта с сильными кислотами: серной, соляной, плавиковой.

Читать еще:  Как заточить фигурные ножницы для бумаги

Пассивный слой

Под пассивным слоем понимают тонкую оксидную пленку, которая формируется на стали после реакции хрома с кислородом. Она благоприятно воздействует лишь на свойства нержавейки: на обычной стали кислород при взаимодействии с атомами железа провоцирует формирование мелких пор и появление ржавчины. Слой коррозии тоже будет называться пассивным, ведь он реакционно инертен по отношению к окружающей среде.

Виды коррозии нержавеющей стали

По типу развития, причине появления и признакам выделяют несколько видов коррозии нержавейки.

Щелевая коррозия нержавеющих сталей

Щелевая коррозия – широко распространенный вид ржавления нержавейки. Она развивается там, где есть небольшой зазор в конструкции, например, когда вода проникает под крепежные элементы внутрь изделия. Второй поверхностью при этом обычно выступает резиновый уплотнитель, прокладка, а порой и металлический элемент.

Механизм формирования щелевой коррозии таков:

  1. Скопление агрессивных ионов в зазоре, вытеснение кислорода.
  2. Появление анода в зазоре (материал вне зазора при этом играет роль катода).
  3. Образование коррозии из-за изменения кислотности среды и электрохимических реакций.

Чтобы предотвратить щелевую коррозию, нужно правильно проектировать конструкции. Важно обеспечивать катодную защиту, которая снизит кислотность, а также улучшать текучесть среды.

Общая поверхностная коррозия

Общей коррозией называют равномерное нарушение структуры металла в части поверхностного слоя. Она вызывает разрушение оксидной пленки на большей части изделия или по всей его площади. Обычно причиной является контакт с сильными щелочами, кислотами, соединениями йода, фтора, брома. Главным же «врагом» нержавейки считается хлор – именно поэтому для ее чистки нельзя применять хлорсодержащие моющие средства.

Точечная коррозия (питтинг)

Больше всего питтинговой коррозии подвержены именно нержавеющие стали, а также сплавы на основе алюминия, никеля. В отличие от обычной стали, которая чаще страдает от общей поверхностной коррозии, такие материалы в большинстве случаев покрываются именно питтингами – мелкими дефектами. Локальное разрушение пассивного слоя происходит в таких ситуациях:

  • царапание, механическое повреждение;
  • местное изменение состава стали;
  • точечное воздействие ионов хлора, серы, галогенидов;
  • повышение температуры.

Точечное ржавление считается самым распространенным среди разных видов нержавейки. Из-за него в баках появляются дырки, в трубах, резервуарах – мелкие трещинки. Обычно их диаметр составляет не более 1 мм, при этом глубина может быть значительной – в этом состоит коварство данного явления. Как и в случае со щелевой коррозией, в роли анода будет выступать конкретный питтинг, а катодом станет остальная (неповрежденная) поверхность. Добавление молибдена к нержавеющей стали при ее производстве увеличивает стойкость изделий к точечной коррозии.

Интеркристаллическая коррозия

У такого процесса есть еще одно название – межкристаллитная коррозия нержавеющих сталей (МКК). Она возникает при резком повышении температуры, что случается, например, при сварке. Ржавление начинается, если при участии нагрева вдоль границ зерен проступает карбамид хрома, то есть структура этой легирующей добавки кардинально меняется. Для ферритной стали достаточная температура для формирования очагов коррозии равна +900 градусам, для аустенитной стали – +450 градусам.

Контактная коррозия

Данный вид коррозии развивается при прямом контакте разнородных металлов друг с другом под действием электролитов. К примеру, такое случается при состыковании разных металлических изделий в агрессивной токопроводящей среде – морской воде. В результате сталь локально портится, а менее благородные металлы могут и вовсе раствориться.

Числовой эквивалент стойкости к точечной коррозии (PREN)

Показатель RREN относится к справочным, он показывает склонность разных видов и марок нержавейки к появлению питтингов. Числовой эквивалент стойкости к точечной коррозии применяют как ориентир, но не как абсолютное руководство для предопределения коррозионной стойкости.

Обычно наиболее устойчивыми к точечному ржавлению оказываются молибден, хром и азот в качестве добавок при легировании. Чем выше цифра RREN, тем более стойкой будет сталь к появлению питтингов. Вот справочная информация по RREN:

Марка стали RREN
444 25
430 16
304 19
316 26
304LN 21
904L 36
316LN 27,5
SAF 2507 42
Zeron 100 41

к содержанию ↑

Способы предохранения нержавейки от МКК

Очистить от ржавчины поверхность порой бывает сложно, особенно при глубоком проникновении дефекта. Разработан ряд методов против межкристаллитной коррозии, вот основные из них:

  1. Отжиг (стабилизирование). Ферритные стали обрабатывают высокими температурами (+750…+900 градусов), за счет чего концентрация хрома на поверхности повышается, при этом распределение элемента становится более равномерным.
  2. Уменьшение содержания углерода. Если концентрация вещества будет менее 0,03%, то металл станет практически не подверженным межкристаллитной коррозии.
  3. Закалка в воде. Этот метод применим для аустенитной стали, он помогает карбидам хрома перейти в более подходящую форму и сконцентрироваться на границах зерен металла.

Чтобы убрать у нержавейки склонность к МКК, в нее вводят и новые добавки: титан, тантал, ниобий, но это приводит к серьезному удорожанию материала. Их количество должно быть в 5-10 раз больше, чем норма углерода, и тогда металл будет не подверженным ржавлению.

Коррозия и поверхностная обработка нержавеющей стали

Удаление коррозии можно произвести химическим способом – использовать специальные преобразователи ржавчины. Также поверхность изделий из нержавейки разрешается обрабатывать путем фрезерования, зачистки, шлифовки, полировки. Выбор конкретной методики зависит от предпочтений специалиста и ряда иных условий.

Подбор способа профилактической обработки металла будет обусловлен начальной коррозионной стойкостью конкретной марки стали. На шероховатых поверхностях чаще формируются элементы точечной коррозии, а на гладких пятна ржавчины появляются редко. Марки 304, 316 при использовании в условиях морской воды быстро ржавеют, их нужно защищать более тщательно.

Уход за нержавеющей сталью

Чтобы предметы из нержавейки длительно сохраняли привлекательность и функциональность, за ними нужно хорошо ухаживать. В обычных условиях изделия регулярно, не реже раза в 6 месяцев, моют с мягкими ПАВ без хлора и аммиака. В суровом климате мытье должно быть более частым. При выявлении пятен их сразу тщательно оттирают, ямки заделывают специальными средствами. Уход поможет продлить срок эксплуатации изделий из нержавейки и снизить риск появления коррозии.

Почему ржавеет нержавейка?

Почему ржавеет нержавейка или ничто не вечно под луной

В данной статье мы частично ответим на вопрос почему ржавеет нержавеющая сталь, но отвечать на этот вопрос будем не с технической точки зрения, описывая такие банальные и скучные причины ржавления, как появление общей, межкристаллитной, точечной, либо щелевой коррозии. Нет. Сегодня мы разберем причины ржавления нержавейки чисто по причине присутствия человеческого фактора. И не только его.

Одной из причин ржавления нержавейки по причине человеческого фактора может служить следующая ситуация. На предприятии по производству бассейнов появляется заказ на оснащение переливным бассейном небольшого фитнес-центра. А заказ этот появляется благодаря выигранному предприятием тендеру. В результате жесткой конкуренции пришлось значительно снизить стоимость изготовления бассейна. Предприятие пошло на снижение по причине выставленного счета на нержавеющую сталь AISI 316, из которого делаются бассейны, от одного из поставщиков, предложившего самую низкую цену на нержавеющие листы. Все документы и спецификации подписаны. Металл уже получен. Правда при приемке на складе заметили, что на листах нет маркировки. Зато сертификат поставщик к документам приложил, и даже дал небольшую отсрочку платежа. Через некоторое время предприятие изготовило у себя на производстве заказ, произвели монтаж бассейна и оборудования водоподготовки и даже предоставили заказчику программное обеспечение для контроля за насосами и фильтрами бассейна из нержавейки. Подписали акты-приемки. Отметили выполнение заказа и благополучно забыли. Ибо появились и другие заказы.

бассейн из нержавейки

А через полгода к предприятию-изготовителю обратился представитель заказчика с претензией появления точек темно-рыжего цвета в различных местах бассейна. После проведения осмотра чаши бассейна было выявлено, что точки ржавчины образовались в следствии воздействия реагентов, которыми обеззараживают воду. Но ведь в производстве использовалась кислотостойкая нержавейка AISI 316! Как такое могло произойти? После долгих разбирательств и поисков возможных причин случившегося на складе нашли небольшие куски закупленных когда-то листов и отдали кусок на хим. анализ. Выяснилось, что сталь, из которой сделали бассейн, и рядом не стояла по химическому составу со сталью AISI 316.

Что же в действительности произошло? Вы, конечно, можете сказать: не гонялся бы ты, поп, за дешевизной. Но не всегда низкая цена может означать, что вас хотят обмануть. Тут, к примеру, может сыграть тот факт, что у поставщика лежит металл, который он закупил по очень хорошей цене у завода-изготовителя. Но в данном случае произошло нечто другое. На производстве при приемке нержавеющих листов не придали особого значения отсутствию маркировки на поверхности листов, а как известно, именно по маркировке на листе нержавейки можно соотнести данные в сертификате, при проверке на подлинность. А металлоторговец, предоставивший низкую цену, сам у кого-то перекупил эти листы и просто предоставил сертификат от другой партии. Вот и результат.

Читать еще:  Как правильно затачивать сверла

На будущее: в случае предъявления высоких требований к изделиям из нержавеющей стали проверяйте наличие маркировки на листовой нержавейке и приобретайте товар у проверенных поставщиков.

Почему ржавеет нержавейка? Непредвиденная ситуация.

Может ещё случиться и такая ситуация. Допустим, вы купили нержавеющую металлопродукцию, не важно что — нержавеющий лист или профильную нержавеющую трубу, к примеру, марок стали AISI 430 или AISI 201, и решили использовать её в своем производстве по прямому назначению, скажем так, без фанатизма. И купили, можно сказать, прям с корабля, с которого контейнер с нержавейкой только поступил на склад продавца. Купили и забыли. Лежит он у вас на складе и ждёт своего часа. В один прекрасный день у рабочих на производстве руки доходят до купленной вами нержавейки, а она ржавая. Они смотрят на неё и глаза у них становятся такими 0_о. Звонят вам и у вас становится такое же выражение лица. Как так? – думаете вы. Вот же — на руках – свежёхонький сертификат на металлопродукцию. Вы так долго ждали поставки этой нержавейки! Ахи да охи, ругань с поставщиком. Срыв сроков выпуска продукции. Всё тлен.

стихийные бедствия могут попортить нержавейку при транспортировке

А что, собственно, случилось-то? Да, обычное чрезвычайное происшествие в процессе транспортировки морем контейнеров с нержавейкой на контейнеровозе. Судно попало в шторм. Залило водой. Морской водой. И хотя контейнеры для транспортировки делают не из нержавейки, а из кортеновской стали, устойчивой к атмосферной коррозии, морская соленая вода все-равно просачивается во внутрь контейнера, и вода с тридцатью пятью промилле (‰), являющимися показателем средней солености Мирового океана, таки вступает в контакт с нержавейкой, а результат взаимодействия соленой морской воды со сталью вы уже видели у себя складе. Так что ещё одним вариантом ответа на вопрос почему ржавеет нержавейка служит вышеописанная ситуация. И, как вы поняли уже, нержавеющая сталь AISI 201, а уж тем более AISI 430 не предназначены для работы в морской воде.

Почему ржавеет нержавейка? Простая невнимательность

небольшая очередь на загрузку на нашем складе с нержавейкой

Рассмотрим ещё пример. Заслали вы бойца на машине за металлом для нужд производства вашего к металлоторговцу. Да не за простым металлом, а за разномарочным. За черным и за нержавеющим. Хотя нержавейка и так относится к черному металлу, но сейчас не об этом. Итак, боец на базе. Его грузят. Листовым прокатом его грузят. И складывают всё друг на друга. Черный лист на лист нержавеющий. Без каких-либо прокладок между листами. И в процессе погрузки черный лист немного царапнул по нержавеющему. А ещё и моросит на улице слегка. В общем, созданы все условия для того, чтобы нержавейка начала ржаветь.

А всё почему? Потому что повреждён защитный слой оксидной пленки и происходит вытяжка железа на поверхность нержавеющего листа, которое и будет корродировать. Ибо вспомнив таблицу из ГОСТа 9.005 72-ого года рождения выпуска, в которой указана допустимость контактов различных металлов друг с другом, можно увидеть, что нержавеющие хромоникелевые и хромистые стали ну никоим образом не должны контактировать с низколегированной и углеродистой, то есть черной, сталью. От слова совсем. Разве что некоторым хромистым сталям ограничено допустимы контакты в атмосферных условиях и то при условии азотированного, оксидированного или фосфатированного покрытия низколегированной и углеродистой стали. Вот вам ещё один ответ на вопрос почему ржавеет нержавейка.

Почему ржавеет нержавейка? На заметку.

В данном примере нам не удастся ответить на вопрос почему же ржавеет нержавейка, так как мы просто рассмотрим вариант неправильного использования конкретной марки стали в определенных условиях. Предположим, ваш внук, являющийся большим поклонником Юрия Гагарина и главы компании Tesla и Space X, подходит к вам и говорит: — Деда, а давай сделаем ракету? Чем мы хуже американцев? – и действительно, чем? И вы, будучи увлеченным по молодости ракетостроением, решили с внуком на летних каникулах запустить на заднем дворе на вашей даче небольшую ракету. Не Р-7, конечно, а поменьше. Посмотрев старые записи, а также видео таких-же энтузиастов на ютубе, вы приступаете к работе в вашем гараже. Благо у вас сохранилось небольшое количество топлива на основе пары жидкий кислород и керосин, а неподалеку есть металлобаза.

И вот, после нескольких недель конструирования ваше чудо готово к запуску. Алюминиевый корпус полутораметровой ракеты и двигатель, у которого баки сварены из нержавеющих листов AISI 304, красуется на заднем дворе, а вы уже созвали всех соседей, внук успел сделать несколько селфи с гостями и скоро начнется обратный отсчёт до запуска. Чистое небо и приподнятое настроение способствует скорейшему запуску. Камеры телефонов наведены на вашу ракету, внук отсчитывает заветные «три, два, один! Поехали!» Производится поджиг топлива и запуск произведен! Из сопла раздается шум, химическая реакция окисления с последующим выделением тепла идёт полным ходом. Металлические хомуты, приваренные к профильным трубам, являющиеся подобием ферм-опор, отводятся от корпуса ракеты и обтекаемая конструкция несется ввысь. В считанные секунды ракета со свистом взлетает под восторженные возгласы смотрящих, оставляя за собой небольшое количество дыма. Оптика камер телефонов пытается отследить быстро удаляющийся объект в небе. Проходит секунд десять, как вдруг небольшая вспышка в небе даёт вам понять, что до стратосферы вашей ракете не дотянуть. Удивленные вскрики гостей и протяжное «Н-е-е-е-т!» вашего внука, переносящего свой взор на вас, зарождает в последующей молчаливой паузе немой вопрос — Как тебе такое, Илон Маск? Что же могло произойти?

Есть подозрения, что произошёл взрыв в отсеке с жидким топливом. А произошёл он потому, что нержавеющая сталь AISI 304 не выдерживает такие температуры, при которых горело керосинное топливо с кислородом. В ГОСТе 5632-72, где отечественным аналогом импортной стали является нержавеющая сталь 08Х18Н10 указано, что рекомендуемая максимальная температура применения 800 °С. Горение же топлива происходило при температурах, дважды превышающих этот показатель. К слову сказать, сам двигатель нужно было лучше сделать из меди, ведь благодаря её намного высокой, чем у нержавейки, теплопроводности, ракета бы пролетела значительно выше из-за того, что стенки баков в двигателе прогорели-бы позже. Так что на будущее имейте в виду, что лучше использовать нержавеющую сталь согласно её специфики применения, нежели омрачить воспоминания внука о лете, проведенном у дедушки на даче.

А если говорить серьезно, то вы можете просто обратиться к нам в компанию СтенлисПро, и мы избавим вас от хлопот выбора той или иной марки нержавеющей стали для ваших нужд. Звоните — (812) 320-14-01

Смотрите также:

Оформление заказа

Для осуществления заказа вам достаточно позвонить по телефону 8 (800) 333-06-56 (Бесплатный звонок по РФ).
Склад с нержавеющей продукцией находится в СПб на Парнасе, Энгельса пр-кт, 163. Вся продукция сертифицирована.

Почему нержавеющая сталь не ржавеет. «Морская» нержавейка

По статистике примерно пятая часть всего годового производства стали в мире уходит на замену стальных деталей, поврежденных ржавчиной. Это составляет значительные экономические потери, большей части которых можно было бы избежать, добавляя в сталь специфические элементы, значительно улучшающие ее свойства: хром (Cr), вольфрам (W), никель (Ni), ванадий (V), молибден (Mo) , кремний (Si), марганец (Mn) и др. Данный вид стали называется — Легированной. Изменение химического состава приводит к изменению структуры стали и ее свойств. Легированная сталь приобретает свойства, которых нет у обычной углеродистой стали, и исключает ее недостатки. Изделия из нержавеющей стали экологичны, соответствуют всем требованиям и нормам гигиены, поэтому также нашли широкое применение при производстве кухонной посуды. По химическому составу различают низко-, средне- и высоколегированную сталь.

Читать еще:  Что такое отпуск металла

Остановимся подробнее на завоевывающую все большую популярность высоколегированной нержавеющей стали, противостоящей коррозии как в агрессивных средах, так и в атмосфере. Основная составляющая нержавеющей стали также железо. Антикоррозионные свойства ей придают легирующие элементы, в первую очередь хром и никель. От количества и пропорционального содержания этих элементов зависит марка стали и ее технические свойства, которые влияют на коррозионную устойчивость и внешний вид.

    Всего различают пять больших групп нержавеющих сталей, определяемых их микроструктурой. Наиболее распространенными являются три из них:
  • Аустенитные (Austenitic) — не магнитная сталь с основными составляющими 15-20% хрома и 5-15% никеля, которые увеличивают сопротивление коррозии. Она хорошо подвергается тепловой обработке и сварке. Именно аустенитная группа сталей наиболее широко используется в промышленности и в производстве элементов крепежа.
  • Мартенситные (Martensitic) – в связи с большим содержанием углерода, значительно более твердые, чем аустетнитные и ферритные стали. Могут быть магнитными. Находят применение главным образом в изготовлении столовых приборов, режущих инструментов и общем машиностроении. Больше подвержены коррозии.
  • Ферритные (Ferritic) стали содержат меньшее количество углерода, поэтому значительно более мягкие, чем мартенситные. Они также обладают магнитными свойствами. Эти стали применяют для изготовления изделий, работающих в окислительных средах (например, в растворах азотной кислоты), для бытовых приборов, в пищевой, легкой промышленности и для теплообменного оборудования в энергомашиностроении. Ферритные хромистые стали имеют высокую коррозионную стойкость в азотной кислоте, водных растворах аммиака, в аммиачной селитре, смеси азотной, фосфорной и фтористоводородной кислот, а также в других агрессивных средах. К этому виду относятся все стали 400 серии.

Самая широкая и востребованная группа из этих категорий стали- аустенитные, составляющие примерно 90% общего потребления нержавеющей стали. К этому виду относятся нержавеющие стали 300-ой серии: aisi 304, aisi 316, aisi 316T, aisi 321.

Из-за универсальности своих физических характеристик наиболее популярна из многочисленных марок нержавеющей стали — AISI 304 (08Х18Н10). В ней содержится 18% Хрома (Cr) и 8% Никеля (Ni). Благодаря высокому содержанию никеля на поверхности стали образуется оксидная пленка, защищающая металл от коррозии и воздействия агрессивных химических веществ. Практически на любых поверхностях при резких перепадах температуры образуются микротрещины, при попадании жидкости в эти трещины, основной металл коррозирует и со временем разрушается. В случае с нержавеющей сталью, даже при механическом повреждении верхний слой при доступе кислорода самовосстанавливается и изделие полностью сохраняет свои антикоррозийные свойства. Этим обусловлено ее широкое применение во многих отраслях промышленности и быту.

Однако, существуют отрасли, требующие в применении специфические материалы и приспособления: химическая, нефтегазовая, пищевая промышленности, а также судоходство и судостроение. Все большее распространение получает улучшенная версия стали AISI 304 (08Х18Н10)- AISI 316 (10Х17Н13М2) с добавлением молибдена (Мо). К примеру, практически все оборудование для целлюлозных заводов и для предприятий по изготовлению бумаги изготавливаются из нержавеющих сталей. Минимально допустимой маркой является AISI 316.

Технические характеристики материала

состав материал
AISI 316 L 1.4404 AISI 304 L 1.4301
Углерод (С %) макс. 0,03 макс. 0,07
Хром (Cr %) 16,5 – 18,5 17,0 – 19,0
Никель (Ni %) 11,0 – 14,0 8,5 – 10,5
Молибден (Mo %) 2,0 – 2,5
Марганец (Mn %) макс. 2,0 макс. 2,0
Кремний (Si %) макс. 1,0 макс. 1,0
Сера (S %) макс. 0,03 макс. 0,03

Молибден делает сталь более защищенной от щелевой и питтинговой коррозии в хлористой, морской воде и в сильноагрессивных средах: серной, фосфорной, борной, муравьиной, уксусной, щавелевой, молочной и других кислотах. Недаром этот вид стали называют «морской нержавейкой».

Таблицы воздействия некоторых кислот и их растворов на нержавеющую сталь:

марка AISI 316
Температура 20° 80°
Концентрация, % к массе 10 20 40 60 80 100 10 20 40 60 80 100
Серная Кислота 1 2 2 1 2 2 2 2 2 2
Азотная Кислота 1 1 2
Фосфорная Кислота 1 2 1 2
Муравьиная Кислота 1 1 2 1 1 1
маркаAISI 304
Температура 20° 80°
Концентрация, % к массе 10 20 40 60 80 100 10 20 40 60 80 100
Серная Кислота 2 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2
Азотная Кислота 2 1 2
Фосфорная Кислота 2 1 2
Муравьиная Кислота 1 2 2 1

Расшифровка:
0 = высокая степень защиты — Скорость коррозии менее чем 100 mm/год
1 = частичная защита — Скорость коррозии от 100m до 1000 mm/год
2 = non resistant — Скорость коррозии более чем 1000 mm/год

Как видно из таблицы, изделия из стали AISI 316 противостоят воздействию коррозии в большинстве кислот и их растворов, чем и обусловлено их применение в агрессивных средах.

Почему нержавейка ржавеет

Ржавчина на нержавеющей стали вызывает много вопросов. Действительно ли эта сталь нержавеющая? Если это нержавейка, то почему она заржавела? Откуда берется ржавчина?

Нержавеющие стали устойчивы к коррозии потому, что в их состав входит хром. Когда этот элемент присутствует в стали в достаточном количестве и подвергается окислительному воздействию кислот, щелочей, воды, воздуха и других сред, он образует очень тонкий (130 ангстрем) непроницаемый слой оксида хрома CrO, который препятствует коррозии и делает сталь нержавеющей. Хром должен быть распределен равномерно в структуре стали для того, чтобы она стала «нержавейкой». Коррозия (ржавчина) образуется на поверхности из нержавеющей стали тогда, когда недостаточно легирующего хрома для создания и поддержания необходимого оксидного слоя.

Практически все случаи появления ржавчины на поверхности нержавейки обусловлены повреждением защитного слоя оксида хрома.

При изготовлении изделий из нержавеющей стали повреждение защитного слоя связано с термическим и механическим воздействием (сварка и шлифовка). Хром окисляется медленно. Поэтому новые изделия особенно «чувствительны» к неблагоприятным факторам и требуют более тщательного ухода.

Другое условие, при котором ржавление может возникнуть на нержавеющей стали — это ее контакт с обычной углеродистой или низколегированной сталью. Эксплуатация изделий из нержавеющей стали должна предусматривать отсутствие ее контакта с обыкновенной сталью. Нельзя проводить ремонт в помещениях, где установлены или складируются изделия из нержавеющей стали. При строительных работах металлическая пыль от резки арматуры или прочих стальных конструкций попадет на нержавеющую поверхность и приклеивается к ней, что ведет к точечным источникам коррозии (ржавчины), удалить которые с изделия можно лишь при помощи мелкого (специального для нержавейки) абразива.

Повреждение защитного слоя возможно и в процессе эксплуатации. При работе стальными ножами и другими твердыми предметами непосредственно на столешнице возможно появление царапин. Во время разделки мяса или мороженой рыбы при сильных ударах ножом поверхность столешницы может быть даже повреждена насквозь. Используйте в таких случаях разделочные доски.

Большое значение для сохранения свойств нержавейки имеет качество водопроводной воды. Мыть изделия и вытирать их насухо рекомендуется сразу после использования, не допуская засыхания грязи и остатков пищи. Имейте в виду, что в водопроводной воде содержится определенное количество металлических частиц, поэтому при свободном высыхании воды, на нержавеющей поверхности может появляться налет желтоватого цвета, который удаляется моющими средствами. Такой налет образуется даже на фаянсовых изделиях.

Врагом оксидной пленки являются фтор, хлор, бром, йод. Поэтому необходима установка фильтров воды при превышении в ней содержания этих элементов.

Именно поэтому при чистке нержавеющих поверхностей нельзя использовать хлорсодержащие вещества, например, белезну. По этой же причине более тщательный уход требуется за изделиями, контактирующими с морской или минеральной водой.

Уход за оборудованием заключается в ежедневной влажной уборке с использованием неагрессивных и не содержащих твердых абразивных веществ моющих средств. После окончания уборки изделие следует ополоснуть и насухо протереть.

Для мытья и чистки изделий лучше пользоваться средствами, предназначенными специально для нержавеющей стали. Недопустимо применять чистящие и дезинфицирующие средства, содержащие в составе хлор, твердые абразивные вещества, кислоты и соду.

Средства, используемые для ухода за нейтральным оборудованием по содержанию кислот, щелочей, хлора, солей должны соответствовать требованиям СанПиН, СНиП и ГОСТ. Уровень рН должен находиться в пределах 7,2 — 7,6. При превышении уровня рН возможно выпадение в осадок солей кальция, что приводит к образованию налета. При значениях рН ниже 7,0 даже вода имеет высокую коррозионную активность, что также негативно сказывается на состоянии изделий из нержавеющей стали.

Самый простой и эффективный способ борьбы с коррозией нержавеющей стали это ЧИСТОТА. Посмотрите на нержавеющую кухонную раковину в любом доме — она подвергается воздействию самых различных химических веществ, но ее поверхность всегда остается яркой.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector