SKĄD WYNIKA ODPORNOŚĆ NA KOROZJĘ ?Śruby i nakrętki ze stali nierdzewnej stosujemy wówczas, gdy cała konstrukcja narażona jest na korozję. Na przykład bęben pralki automatycznej, zazwyczaj wykonany ze stali nierdzewnej, wymaga zastosowania nierdzewnych śrub i nakrętek. W ten sposób powstaje system elementów złącznych odpornych na korozję.Pod tym pojęciem rozumiemy system, który w określonych warunkach eksploatacji i przez określony czas nie będzie korodował. Całkowicie uniknąć korozji się nie da, ale jej wpływ można skutecznie ograniczyć. Wszystkie metale wchodzą w związki chemiczne z kwasami. Skutkiem związku żelaza z kwasem jest rdza. W inny sposób reaguje miedź i aluminium, które wiążąc się z kwasem tworzą warstwę patyny, chroniącej metal przed dalszą korozją. Podobnie zachowuje się chrom. Jeśli poddać go działaniu kwasu, tworzy on niezwykle cienką i niewidoczną warstwę ochronną. Gdy zawartość chromu w stali będzie wynosiła około 12,5 %, wtedy w normalnych warunkach kwas będzie wiązał się z chromem a nie z żelazem. Na powierzchni stali powstanie wówczas warstwa ochronna o grubości kilku nanometrów. Mamy wtedy do czynienia ze stalą nierdzewną.Wybierając rodzaj stali na wyroby śrubowe musimy brać pod uwagę korozję wżerową (pitting), szczelinową (crevice) oraz ogólną.
Różne gatunki stali kwasoodpornej mają różną odporność na wymieniowe wyżej rodzaje korozji. Często są one nieodporne na działanie słabych roztworów np. soli (woda morska).Porównanie odporności stali kwasoodpornej AISI 304 (A2, OH18N9), AISI 316 (A4, OH17N12M2) i AISI 316L Mo+ (A4, 00H17N12M3) na poszczególne rodzaje korozji przedstawiamy poniżej.
PORÓWNANIE TRWAŁOŚCI ŚRUB Z RÓŻNYCH STALI
|
Stal / powłoka
|
Atmosfera przemysłowa
|
Atmosfera
morska
|
|
Powłoka cynkowa galwaniczna
|
2,5 roku
|
5 lat
|
|
Powłoka cynkowa ogniowa
|
15 lat
|
30 lat
|
|
A 2
|
25 lat
|
50 lat
|
|
A 4
|
50 lat
|
100 lat
|
WYSOKIE TEMPERATURY
W temperaturze pomiędzy 400 a 900oC stale austenityczne mogą ulegać korozji między krystalicznej. Ma ona miejsce wówczas, gdy zawarty w stali węgiel wchodzi w związek z chromem. Powoduje to zmniejszenie zawartości chromu i zmniejszenie odporności na korozję. Aby temu zapobiec dąży się do jak najniższej zawartości węgla w stali lub stosuje się dodatki, które w wysokiej temperaturze też wchodzą w związek z węglem. Są to: tytan, niob i tantal. W przypadku stali austenitycznych chromoniklowych stosuje się zwykle dodatek tytanu.
KOROZJA OGÓLNA
Zawartość molibdenu w stali kwasoodpornej poprawia jej odporność na kwasy nieutleniające.
Tabela poniższa podaje wielkość korozji ogólnej w roztworze kwasu siarkowego w temperaturze 50oC.
Wielkość korozji podana jest w mm/rok.
|
Stal
|
% H2SO4
|
|
3,0
|
10
|
15
|
20
|
|
316L Mo+
|
0
|
0,04
|
0,33
|
0,44
|
|
316
|
0
|
0,32
|
-
|
1,30
|
|
304
|
1,08
|
3,00
|
-
|
-
|
KOROZJA WŻEROWA
Odporność stali na korozję wżerową zależy głownie od zawartości chromu i molibdenu.
Odporność na korozję wżerową określa współczynnik PRE (Pitting Resistance Equivalent) określany wzorem:
PRE = %Cr + %Mo + 16x%N
Poniższa tabelka podaje wartość PRE dla różnych gatunków stali
|
Stal
|
% Cr
|
% Mo
|
% N
|
PRE
|
|
316L Mo+
|
17,50
|
2,75
|
-
|
26,60
|
|
316
|
17,50
|
2,25
|
-
|
24,90
|
|
304
|
18,00
|
-
|
-
|
18,00
|
Stal AISI 316L Mo+ posiada nieznacznie wyższy współczynnik PRE od stali AISI 316. Jednak prawdziwą różnicę pokazuje wykres poniżej, obrazujący zależność krytycznej temperatury korozji wżerowej w zależności od zawartości chloru w roztworze. Dotyczy to zarówno chloru w czystej postaci jak i jonów Cl (np. woda morska, HCI, NaCl).
KOROZJA SZCZELINOWA
Korozja szczelinowa związana jest z korozją wżerową, ale rozpoczyna się w niższej temperaturze. W środowisku,w którym korozja wżerowa pojawia się w temperaturze 60oC, korozja szczelinowa pojawia się zazwyczaj w temperaturze 30-40oC.
Wpływ chloru, molibdenu i azotu jest podobny jak w przypadku korozji wżerowej.
Badania nad korozją wżerową i szczelinową dla różnych gatunków stali kwasoodpornej pokazują, że molibden i azot efektywnie zapobiegają korozji szczelinowej.
Z powyższych powodów w przypadku ryzyka wystąpienia korozji szczelinowej zaleca się stosowanie stali AISI 316L Mo+
PODSUMOWANIE
Śruby ze stali kwasoodpornej AISI 316L Mo+ posiadają lepszą odporność na korozję żerową , szczelinową i ogólną niż stal AISI 316. Główną przyczyną jest większa zawartość molibdenu i obniżona zawartość węgla. Śruby ze stali AISI 304 można stosować w środowiskach niezbyt agresywnych.
