Roostevabast terase korrosioonikindlus sõltub selle pinna passiivsest membraanist (koosneb peamiselt CR₂O₃ -st), kuid halogeeniioonid (näiteks F⁻ ja Cl⁻) võivad membraani hävitada erinevate mehhanismide abil, põhjustades pittimise või krevice'i korrosiooni.
Kloriidiioonide korrosioonimehhanism (CL⁻)
1. adsorptsiooni läbitungimine ja kohalik hapestamine
Tugeva polarisatsioonivõime tõttu adsorbeeritakse kloriidiioonid eelistatavalt passiivse membraani pinnadefektidel (näiteks lisandused ja terapiirid), asendades hapnikuaatomid lahustuvate kloriide (näiteks FECL₂) moodustamiseks, hävitades membraani struktuuri. Samal ajal rikastatakse CL⁻ korrosioonikohas, hüdrolüüsides metalliioonidega, et saada H⁺, moodustades lokaalse tugeva happelise keskkonna (pH võib olla sama madal kui 2-3), kiirendades metalli lahustumist.
2. Pitingu "autokatalüütiline efekt"
Cl⁻ kontsentratsioon korrosioonikohas on palju suurem kui välise lahuse korral, moodustades "mikro-battery" efekti ja anodiline lahustumine jätkub. Võttes näitena 304 roostevabast terasest, võib CL⁻ kontsentratsioon üle 200 ppm indutseerida korrosiooni, samas kui 316 võib kriitilist väärtust suurendada molübdeeni (MO) tõttu enam kui 1000 ppm -ni.
3. temperatuuri ja kontsentratsiooni sünergistlik mõju
High temperature (>60 kraadi) vähendab märkimisväärselt CL⁻ korrosiooniläve. Näiteks suureneb merevee keskkonnas 316L roostevabast terasest ohu oht järsult 80 kraadi juures.
Fluoriidiiooni ainulaadne korrosioonikäitumine (F⁻)
1. Tugev kompleksvõime käivitab passiivse membraani lahustumise
F⁻ -l on väike ioonraadius (1,33 Å vs Cl⁻ 1,81 Å) ja see on äärmiselt elektronegatiivne. Stabiilseid komplekse on lihtne moodustada Cr³+ ja Fe³+ -ga (näiteks [CRF₆] ³⁻), lahustades otse passiivse membraani CR₂O₃, mille tulemuseks on membraani paranemise takistamine. See protsess on eriti oluline madala pH-keskkonnas (näiteks HF-i sisaldavad lahendused).
2. kiirendage üldist korrosiooni, mitte kohalikku pittiini
Erinevalt CL⁻-st kipub F⁻ ühtlaselt korrodeeruma, eriti kõrge temperatuuri ja kõrge kontsentratsiooni tingimustes (näiteks fluori sisaldav jäätmevedelik keemilises tootmises). Näiteks 40% HF -lahenduses võib 304 roostevabast terasest korrosioonimäär ulatuda 10 mm aastas, samas kui korrosioonikindlus 316 on piiratud MO -ga.
3. sünergistlik toime ja konkurentsivõimeline adsorptsioon
Kui F⁻ ja Cl⁻ eksisteerivad koos, võib F⁻ olla eelistatult adsorbeerunud pinnale, süvendades passiivse membraani lahustumist; kuid madal kontsentratsioon F⁻ (<50ppm) may compete with OH⁻ at a specific pH, inhibiting the destructive effect of Cl⁻, which needs to be analyzed in combination with specific working conditions.
Materiaalse valiku ja kaitse strateegia
1. sulami optimeerimine
Cl⁻ keskkonna jaoks: eelistatakse MO-d sisaldavat 316, 2205 dupleksiterast või lämmastikku sisaldavat suusteniitterast (näiteks 254SMO).
F⁻ keskkonna jaoks: Hastelloy C -276 (Ni-Cr-Mo-W) või tsirkoonium (ZR) sulam toimib paremini, kuna Ni-põhise sulami passiivsuse membraanil on tugevam resistentsus F⁻ komplekseerimise suhtes.
2. keskkonnakontroll
Reduce the concentration of halogen ions (such as ion exchange resin to remove Cl⁻), and control pH>8 F⁻ aktiivsuse vähendamiseks. Vältige drastilisi temperatuuri kõikumisi ja kasutage jahutussüsteemi kõrgete temperatuuri tingimuste korral.
3. pinna töötlemistehnoloogia
Elektrokeemiline passiivne (lämmastikhappe passiivsus CR sisalduse suurendamiseks), plasma pritsitud kattekatte või polütetrafluoroetüleeni (PTFE) vooder võib isoleerida ioonkontakti.