خوردگی در سیستم کانال های سرریز – قسمت سوم

خوردگی در سیستم کانال های سرریز- قسمت اول

خوردگی در سیستم کانال های سرریز – قسمت دوم

به طور کلی با افزایش غلظت کلرید، پتانسیل ایجاد حفره کاهش و نرخ خوردگی به طور قابل‌توجهی افزایش می‌یابد. این امر منجر به خوردگی حفره‌ای فولاد ضدزنگ در شرایط استخرهای سربسته حتی در دمای محیط می‌شود.

شکل 5: سطح سیستم سرریز؛ سطح فولاد ضدزنگ با رسوبات (SEM) و اثرات عناصر شیمیایی انتخابی Fe، Cr، Ni، Mo، Cl،O) EDS)

ترکیب شیمیایی فولاد و طراحی آن عوامل اصلی در مقابل مقاومت خوردگی فولاد در شرایط محیط استخر می‌باشند. Mo، Cr، و N مقاومت خوردگی حفره‌ای فولاد ضدزنگ را بهبود می‌بخشند. همچنین باید بر این نکته تأکید شود که مولیبدن اثر قابل‌ملاحظه‌ای بر روی مقاومت خوردگی حفره‌ای فولاد ضدزنگ دارد. ژنگ(Zheng) و همکاران نشان دادند که مولیبدن موجب ایجاد مقاومت نسبت به خوردگی حفره‌ای در محلول‌های حاوی یون کلر می‌شود. آن‌ها دو مکانیزم را که به طور گسترده برای افزایش مقاومت خوردگی حفره‌ای استفاده می‌شوند را تشریح کرده‌اند. اولا” تشکیل مولیبدات احتمالا قطبیت لایۀ غیرفعال را اصلاح می‌کند. دوما”، Mo می‌تواند به واسطه غیرفعال کردن حفره‌های در حال رشد میزان خوردگی را کاهش دهد. بایومی مشاهده کرده که غنی‌سازی نیتروژن، مقاومت خوردگی حفره‌ای را بدون افزایش مقدار کروم یا مولیبدن بهبود می‌بخشد. بنابراین، اضافه کردن نیتروژن ممکن است به کاهش مقدار مورد نیاز کروم و مولیبدن کمک کند. به علاوه، ازآنجا که نیتروژن یک تشکیل‌دهندۀ آستنیت است، اضافه کردن نیتروژن، مقدار نیکل مورد نیاز برای تشکیل یک فاز آستنیت را کاهش می‌دهد. لاتا و همکاران اثر مفید عناصر آلیاژی شامل نیتروژن، کروم، و مولیبدن را در بهبود پایداری لایۀ غیرفعال نشان داده‌اند. با وجود اینکه لایۀ غیرفعال یک لایۀ مستحکم ضخیم برای جلوگیری از خوردگی فولاد ضدزنگ است، اما این لایه می‌تواند در یک محیط غنی از کلرید آسیب ببیند. از بین رفتن موضعی لایۀ غیرفعال منجر به استقرار یک سلول الکتروشیمیایی می‌شود که در آن ناحیۀ غیرفعال به عنوان کاتد و سطح آسیب‌دیده به عنوان یک آند عمل می‌کند. از این رو، خوردگی حفره‌ای ممکن است رخ دهد.

نتایج آنالیز شیمیایی نشان می‌دهد که محتویات Cr، Mo، و Ni در بخش مورد بررسی در محدودۀ کمتری برای فولاد با گرید (X2CrNiMo17-12-2 (1.4404 مطابق با PN-EN 10088-2 (جدول 3) قرار دارد. لیدا ادعا می‌کند برای جلوگیری از خوردگی حفره‌ای فولاد ضدزنگ (X2CrNiMo17-12-2 (1.4404 مقدار Mo می‌بایست از 2 درصد وزنی بیشتر باشد (حداقل 3 درصد یا حتی بیشتر، به ویژه زمانی که مقدار Cr کم است). مطابق با استاندارد PN-EN 10088-2، مقدار عناصر آلیاژی در فولاد (X2CrNiMo17-12-2 (1.4404 می‌بایست از 5/16 درصد تا 5/18 درصد برای Cr، و از 0/2 درصد تا 50/2 درصد برای Mo باشد. بنابراین، لیدا ادامه می‌دهد که اگر مقدار کروم و مولیبدن در محدودۀ پایینی قرار داشته باشند، خوردگی حفره‌ای فولاد X2CrNiMo17-12-2 به احتمال زیاد رخ خواهد داد.

مطابق با دستورالعمل‌های Euro Inox، مقاومت در برابر خوردگی استیل به کار برده شده برای ساخت کفشور برای محیط‌های عملیاتی مناسب نمی باشد. در طراحی تجهیزات استخر باید از فولادهای آستنیتی با آلیاژ بالای Mo، Cr، N، یا Ni استفاده شود. گریدهای فولاد ضدزنگ مناسب برای اجزا و قطعات در محیط استخر که تحت تمیزکاری منظم قرار نمی‌گیرند شامل: X2CrNiMnMoNb25-18-5-4 (1.4565)، X1NiCrMoCuN25-20-7 (1.4529)، X1CrNiMoCuN20-18-7 (1.4547)، و X1NiCrMoCu25-20-5 (1.4539) مطابق با استاندارد PN-EN 10088-2 می‌شود. این فولاد‌های آستنیتی پیشنهادی نه تنها دارای مقدار بالای کروم (20 تا 25 درصد) در مقایسه با فولاد استفاده شده در کفشور (تقریبا 16 درصد در حدول 3) هستند، بلکه همچنین دارای درصد افزایش‌یافته از مولیبدن (4 تا 7 درصد در مقایسه با تقریبا 2 درصد در جدول 3) می‌باشند.

جدول 2: آنالیز ترکیب شیمیایی منطقه خورده شده

Chemical element

Spot 1

(%.Concentration (wt

Spot 2

(%.Concentration(wt

Spot 3

(%.Concentration (wt

Fe 22.5 ±0.11 27.6 ±0.11 20.6 ±0.29
Cl 9.3 ±0.06 1.8 ±0.02 1.4 ±0.07
O 47.3 ±0.38 48.1 ±0.24 51.4 ±0.83
Cr 4.3 ±0.04 6.2 ±0.04 51.9 ±0.83
Ni 4.5 ±0.07 4.5 ±0.05 2.6 ±0.15
P 1.6 ±0.03 0.6 ±0.02 0.4 ±0.02
Ca 1.1 ±0.03 0.3 ±0.02 0.1 ±0.01
N 7.2 ±0.12 8.1 ±0.11 11.6 ±0.38
Mn 0.8 ±0.03 0.5 ±0.02 1.0 ±0.08
Mo 0.6 ±0.02 0.7 ±0.02 0.5 ±0.03
Si 0.5 ±0.03 1.6 ±0.03 0.9
±0.08

جدول 3:ترکیب شیمیایی فولاد بنابر استاندارد و آنالیز سیستم تخلیه

Chemical element

(%.Chemical composition (wt
Acc. to PN-EN 10088-2

[12] for grade

(X2CrNiMo17-12-2 (1.4404

Sheet metal plate

producer inspection certificate

Steel from a floor drain

average ±sd

C ≤ 0.030 0.023 0.026 ±0.00071
Si ≤ 1.00 0.38 0.344 ±0.0019
Mn ≤ 2.00 0.82 1.270 ±0.0039
P 0.045 0.031 0.036 ±0.0005
S ≤ 0.015 0.001 0.0023 ±0.00019
N ≤0.11 0.052 0.049 ±0.00071
Cr 16.5÷18.5 16.63 15.65 ±0.105
Mo 2.00÷2.50 2.03 2.155 ±0.017
Ni 10.0÷13.0 10.05 9.949 ±0.05
Cu – – 0.363 ±0.0027