Dlaczego rury ze stali nierdzewnej mogą rdzewieć na czerwono

Dlaczego rury ze stali nierdzewnej mogą rdzewieć na czerwono

Występowanie rdzy na czerwono na rurach ze stali nierdzewnej jest częstym problemem, ale ważne jest, aby zrozumieć, że jest to zazwyczaj zanieczyszczenie powierzchni lub lokalna korozja, a nie uszkodzenie całego materiału. Stal nierdzewna jest "nierdzewna" ze względu na swoją ochronną warstwę pasywną, a nie dlatego, że jest odporna na rdzę.

Oto główne powody:

1. Zanieczyszczenie powierzchni (najczęstsza przyczyna)

Jest to często nazywane "wolnym żelazem" zanieczyszczeniem.

• Mechanizm: Podczas produkcji, cięcia, obsługi lub instalacji, drobne cząsteczki zwykłej stali węglowej z narzędzi, szczotek drucianych lub pobliskich operacji szlifowania mogą zostać osadzone lub rozmazane na powierzchni rury ze stali nierdzewnej.

• Dlaczego rdzewieje: Te cząsteczki stali węglowej nie mają ochronnej warstwy tlenku chromu. W kontakcie z wilgocią i tlenem szybko rdzewieją, tworząc charakterystyczną czerwoną rdzę (Fe₂O₃). Rdza ta występuje tylko na powierzchni i często można ją zetrzeć, ale może plamić stal nierdzewną.

2. Uszkodzenie warstwy pasywnej

Odporność stali nierdzewnej na korozję wynika z cienkiej, niewidocznej i przylegającej warstwy tlenku chromu (Cr₂O₃), która tworzy się na jej powierzchni.

• Mechanizm: Uszkodzenia mechaniczne (np. głębokie rysy, ścieranie), ciepło spawalnicze (tworzące "odbarwienia cieplne") lub uszkodzenia chemiczne mogą naruszyć tę warstwę.

• Dlaczego rdzewieje: Jeśli uszkodzony obszar nie może się ponownie pasywować (tj. ponownie utworzyć warstwę tlenku) poprzez kontakt z tlenem, znajdujące się pod spodem żelazo jest podatne i może zacząć korodować. Spawanie, w szczególności, może stworzyć strefę, w której chrom połączył się z węglem, pozbawiając go matrycy i czyniąc obszar mniej "nierdzewnym" (uczulenie).

3. Ekspozycja na agresywne chemikalia (chlorki)

• Mechanizm: Jony chlorkowe, występujące w soli (woda morska, sól drogowa), niektórych środkach czyszczących, a nawet w wodzie z kranu, są niezwykle agresywne. Mogą miejscowo niszczyć pasywną warstwę tlenku chromu.

• Dlaczego rdzewieje: Prowadzi to do ciężkiej postaci lokalnej korozji zwanej Korozją wżerową. Tworzy się mały wżer, a w jego wnętrzu środowisko staje się bardzo kwaśne, co uniemożliwia ponowne utworzenie warstwy pasywnej. Korozja postępuje, a czerwona rdza często tworzy się wokół otworu wżeru.

4. Korozja galwaniczna

• Mechanizm: Kiedy stal nierdzewna jest bezpośrednio połączona z mniej "szlachetnym" metalem (jak stal węglowa, miedź lub aluminium) w obecności elektrolitu (jak woda), tworzy się ogniwo galwaniczne.

• Dlaczego rdzewieje: Jeśli stal nierdzewna jest katodą a drugi metal jest anodą, anoda będzie korodować w sposób poświęcający. Jednakże, jeśli sytuacja jest odwrotna lub jeśli połączenie powoduje zniszczenie warstwy pasywnej, może to prowadzić do korozji stali nierdzewnej. Co ważne, rdza z korodujących elementów ze stali węglowej może spływać i plamić rurę ze stali nierdzewnej, sprawiając, że wygląda jakby stal nierdzewna rdzewiała.

5. Niewłaściwy dobór gatunku do środowiska

• Mechanizm: Istnieje wiele gatunków stali nierdzewnej. Powszechne gatunki, takie jak 304 oferują dobrą odporność na korozję w łagodnych środowiskach. Jednak w środowiskach o wysokiej zawartości chlorków lub kwasowości są one niewystarczające.

• Dlaczego rdzewieje: Użycie stali nierdzewnej niższego gatunku (jak 304) w trudnych warunkach (np. obszar nadmorski, zakład chemiczny) doprowadzi do zniszczenia jej warstwy pasywnej i późniejszego rdzewienia. W takich przypadkach wymagany jest bardziej odporny gatunek, jak 316 (który zawiera molibden).

Tabela podsumowująca

Jak temu zapobiec:

• Zapobieganie zanieczyszczeniom: Używaj dedykowanych, czystych narzędzi i materiałów ściernych do stali nierdzewnej.

• Pasywacja: Po produkcji, traktuj rury kwasem (jak kwas azotowy), aby usunąć wolne żelazo i wzmocnić warstwę tlenku chromu.

• Trawienie i pasywacja: W przypadku obszarów spawania użyj pasty trawiącej, aby usunąć odbarwienia cieplne i przywrócić warstwę pasywną.

• Właściwy dobór materiału: Wybierz odpowiedni gatunek stali nierdzewnej (np. 316 dla środowisk morskich).

• Zapobieganie kontaktowi galwanicznemu: Używaj uszczelek izolacyjnych lub złączek podczas łączenia z różnymi metalami.