Точкова корозия е локализирана форма на нападение, при която защитният пасивен филм се разрушава в отделни точки и образува малки, дълбоки кухини, докато околната повърхност остава бляскава и на вид здрава. Най-често е свързана с атаката на хлориди върху неръждаеми стали, алуминиеви сплави и други пасивни метали, и е опасна в несъответствие с масата на изгубения метал.
Пасивните сплави като неръждаемата стомана дължат своята устойчивост на корозия на тънък оксиден филм, обогатен с хром, с дебелина само няколко нанометра. Точковата корозия започва, когато този филм се наруши локално, обикновено при включване, надраскване или място, богато на хлориди, излагайки малка площ гол метал на електролита.
Това голо място става малък, интензивно активен анод, заобиколен от голям пасивен катод. В резултат се образува тясна ямка, която расте навътре в стената, докато повечето от повърхността остават недокоснати.
Вътре в растяща ямка химията става самоподдържаща се, поради което точковата корозия се нарича автокаталитична. Металът се разтваря в основата на ямката, като M става M(n+) плюс електрони. Тези катиони се хидролизират с вода, освобождавайки водородни йони и понижавайки локалното pH към силно кисели стойности.
За да балансират положителния заряд, хлоридните йони мигрират в ямката и там се концентрират. Ниското pH заедно с високата концентрация на хлориди поддържа металът в основата на ямката в активно разтворение и предотвратява повторното образуване на пасивния филм, така че ямката се задълбочава сама. Заключената геометрия ограничава дифузията и задържа агресивния електролит.
Тази затворена киселинна химия е тясно свързана с корозията в цепнатини , която използва същия принцип на закрита клетка под уплътнения, отлагания и застъпващи се съединения.
Един компонент може да загуби незначителна част от общата си маса и все пак да се провали от точкова корозия, защото щетите се концентрират в няколко дълбоки точки, а не се разпространяват равномерно.
Една единствена ямка може да перфорира стената на тръба или пода на резервоар и да предизвика теч, докато измерване за обща корозия все още може да отчете сплавта като здрава. Ямките са също така концентратори на напрежение и често са място за иницииране на стрес-корозионно напукване и умора.
Тъй като са малки на повърхността и често скрити под корозионни продукти, те лесно се пропускат при повърхностен оглед.
Еквивалентният показател за устойчивост срещу точкова корозия (PREN) класира вътрешната устойчивост на сплавта срещу точкова корозия въз основа на нейния състав. Широко използваната форма е PREN = %Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N, като всички стойности са в масов процент. Хромът формира пасивния филм, молибденът го стабилизира срещу хлориди, а азотът засилва и двата ефекта. По-висок PREN означава, че сплавта понася по-големи концентрации на хлориди и по-високи температури преди да започне образуването на ямки. PREN е сравнителен ориентир, а не абсолютен експлоатационен лимит, защото игнорира повърхностната обработка, включванията и конкретната среда.
| Сплав (тип) | Cr % | Mo % | N % | Прибл. PREN |
|---|---|---|---|---|
| 304 аустенитна | 18.0 | 0.0 | 0.05 | ~19 |
| 316 аустенитна | 17.0 | 2.1 | 0.05 | ~25 |
| 2205 дуплекс | 22.0 | 3.0 | 0.17 | ~35 |
| 254 SMO (6Mo аустенитна) | 20.0 | 6.1 | 0.20 | ~43 |
Дали ще се инициират и разпространят ямки зависи от метала, електролита и локалната геометрия, действащи заедно. Таблицата по-долу обобщава основните лостове и тяхното влияние върху риска.
| Фактор | Влияние върху риска от точкова корозия |
|---|---|
| Концентрация на хлориди | По-високото съдържание на хлориди рязко повишава риска; основният агресивен вид |
| Температура | Рискът нараства с температурата над критичната температура за точкова корозия на сплавта |
| PREN на сплавта (Cr, Mo, N) | По-висок PREN повишава прага за иницииране, намалявайки риска |
| Застой / нисък поток | Застойните зони позволяват концентрация на хлориди и отлагания, повишавайки риска |
| Повърхностни отлагания и грапавина | Цепнатини под наслоявания и груби повърхности задържат електролит, повишавайки риска |
| Окислителен потенциал (например ферични йони, хлор) | Повишава потенциала над прага за образуване на ямки, увеличавайки риска |
| pH | По-ниското общо pH намалява устойчивостта; силните киселини увеличават обхвата за точкова корозия |
Понеже ямките са малки и скрити, откриването разчита на близък визуален оглед при добра осветеност и увеличение, тест с проникващ багрител за повърхностно нарушени ямки и измерване на дебелината на стените на тръби и съдове с вихрови токове или ултразвук.
Дълбочината на ямките е по-важна от техния брой, затова уреди и реплики, които количествено определят дълбочината, са полезни. Електрохимични тестове като циклична потенциодинамична поляризация измерват в лаборатория потенциала на материалa за образуване на ямки.
Потвърждаването, че монтираният материал е посоченият клас чрез положителна идентификация на материала , улавя често срещаната грешка, при която е била използвана сплав с по-нисък PREN по погрешка.
Превенцията започва с избор на сплав: изберете PREN с удобен запас спрямо експлоатационното съдържание на хлориди и температурен диапазон и посочете критичната температура за образуване на ямки за взискателни условия. Проектирайте така, че да избегнете застой чрез самоточни конфигурации, адекватна скорост на потока и липса на мъртви участъци.
Поддържайте повърхностите чисти и без натрупвания на хлориди, замърсяване с желязо и термично оцветяване от заварки, тъй като пиклингът и пасивацията възстановяват пасивния филм. Контролирайте химията на водата, за да ограничите хлоридите и окисляващите вещества, и прилагайте катодна защита там, където покритие или заровена конструкция го налагат.
Структурираните интервали за инспекция превръщат тези мерки в поддържаща програма, а не в еднократно действие. Fabrico помага на екипите за надеждност да планират проверки за хлориди, измервания на дебелина и инспекционни обходи, така че точковата корозия да бъде открита рано; можете да резервирате демонстрация на Fabrico , за да видите работния процес.
Неръждаемата стомана се защитава чрез пасивен оксиден филм, а не защото металът е инертен. Хлоридите могат локално да нарушат този филм и след като голият метал е изложен, киселинната, богата на хлориди химия вътре в ямката спира повторното формиране на филма, така че атаката се концентрира в тази точка.
Зависи от средата. Стандартната 316 с PREN около 25 открива за леки хлоридни условия, дуплекс 2205 около 35 е подходяща за по-агресивни води, а 6Mo класове с PREN над 40 се използват за морска вода. PREN е сравнителна класация, така че винаги го съобразявайте с реалното ниво на хлориди и температурата.
Общата корозия премахва метал приблизително равномерно и е лесна за измерване и прогнозиране. Точковата корозия премахва много малко общ метал, но го концентрира в дълбоки, тесни кухини, които могат да перфорират стената, така че компонентът може да се повреди, докато общите измервания на дебелината изглеждат приемливи.
Да. Ямките действат като концентратори на напрежение и често са места за инициране на стрес-корозионно напукване и пукнатини от умора. Контролът на точковата корозия следователно намалява и риска от тези по-непредсказуеми сривове.
Вход
Блог
