Zašto nerđajući čelik hrđa?

Kada se na površini cijevi od nehrđajućeg čelika pojave smeđe mrlje (mrlje) od rđe, ljudi se jako iznenade: “Nehrđajući čelik ne rđa, a ako zahrđa, to nije nehrđajući čelik, i može postojati problem sa čelikom.”Zapravo, ovo je jednostrana zabluda o nedostatku razumijevanja nehrđajućeg čelika.Nerđajući čelik će takođe zarđati pod određenim uslovima.

1. Nerđajući čelik nije bez rđe

Nehrđajući čelik također proizvodi oksid na površini.Mehanizam hrđe kod svih nehrđajućih čelika koji su trenutno na tržištu uzrokovan je prisustvom Cr elementa.Osnovni uzrok (mehanizam) otpornosti na koroziju nehrđajućeg čelika je teorija pasivnog filma.Takozvani pasivacijski film je tanak film koji se uglavnom sastoji od Cr2O3 na površini nehrđajućeg čelika.Zbog postojanja ovog filma ometa se korozija podloge od nerđajućeg čelika u različitim medijima, a ova pojava se naziva pasivizacija.Postoje dva slučaja za formiranje ovog pasivizirajućeg filma.Jedna je da sam nerđajući čelik ima sposobnost samopasivacije, a ta sposobnost samopasivacije se ubrzava sa povećanjem sadržaja hroma, tako da ima otpornost na rđu;Opsežniji uvjet formiranja je da nehrđajući čelik u procesu korozije u različitim vodenim otopinama (elektrolitima) stvara pasivizirajući film, što sprječava koroziju.Kada je pasivacijski film oštećen, može se odmah formirati novi pasivacijski film.

Razlog zašto pasivni film od nehrđajućeg čelika ima sposobnost otpornosti na koroziju ima tri karakteristike: jedna je da je debljina pasivnog filma izuzetno tanka, općenito samo nekoliko mikrona kada je sadržaj hroma > 10,5%;drugi je specifična težina pasivnog filma veća od specifične težine podloge;ove dvije karakteristike ukazuju na to da je pasivacijski film i tanak i gust, tako da je teško da se pasivni film razbije korozivnim medijem kako bi brzo korodirao podlogu;treća karakteristika je da je omjer koncentracije hroma u pasivnom filmu podloge više od tri puta veći;stoga, pasivni film ima visoku otpornost na koroziju.

2. Pod određenim uslovima, nerđajući čelik će takođe biti korodiran

Okruženje primjene nehrđajućeg čelika je izuzetno složeno, a jednostavan pasivni film od krom oksida ne može ispuniti zahtjeve visoke otpornosti na koroziju.Stoga se elementi kao što su molibden (Mo), bakar (Cu) i dušik (N) moraju dodati čeliku u skladu s različitim uvjetima upotrebe kako bi se poboljšao sastav pasivizirajućeg filma i dodatno poboljšala otpornost na koroziju nehrđajućeg čelika.Dodatak Mo snažno podstiče kolektivnu pasivizaciju jer je korodirani proizvod MoO2- blizu podloge i sprečava koroziju podloge;dodavanje Cu čini da pasivni film na površini od nerđajućeg čelika sadrži CuCl, što poboljšava efikasnost pasivnog filma jer ne stupa u interakciju sa korozivnim medijem.Otpornost na koroziju;dodavanjem N, budući da je pasivacijski film obogaćen Cr2N, povećava se koncentracija Cr u pasivacionom filmu, čime se poboljšava otpornost na koroziju nehrđajućeg čelika.

Otpornost na koroziju nehrđajućeg čelika je uslovna.Vrsta nehrđajućeg čelika je otporna na koroziju u određenom mediju, ali se može oštetiti u drugom mediju.U isto vrijeme, otpornost na koroziju nehrđajućeg čelika je također relativna.Do sada ne postoji nerđajući čelik koji je apsolutno nekorozivan u svim okruženjima.

Nehrđajući čelik ima sposobnost otpornosti na atmosfersku oksidaciju – odnosno otpornost na rđu, a također ima sposobnost korozije u medijima koji sadrže kiseline, lužine i soli – odnosno otpornost na koroziju.Međutim, veličina njegove antikorozivne sposobnosti mijenja se s kemijskim sastavom samog čelika, zaštitnim stanjem, uvjetima korištenja i vrstom okolišnog medija.Na primjer, čelična cijev 304 ima apsolutno odličnu antikorozivnu sposobnost u suhoj i čistoj atmosferi, ali ako se premjesti na primorsko područje, uskoro će zarđati u morskoj magli koja sadrži puno soli;dok čelična cijev 316 pokazuje dobro.Stoga, nije bilo koja vrsta nehrđajućeg čelika koja može odoljeti koroziji i hrđi u bilo kojem okruženju.