Почему нержавеющая сталь ржавеет – Может ли нержавеющая сталь ржаветь? Почему ржавеет нержавеющая сталь

alexxlab | 05.11.2018 | 0 | Вопросы и ответы

Содержание

Почему нержавеющая сталь не ржавеет. «Морская» нержавейка

По статистике примерно пятая часть всего годового производства стали в мире уходит на замену стальных деталей, поврежденных ржавчиной. Это составляет значительные экономические потери, большей части которых можно было бы избежать, добавляя в сталь специфические элементы, значительно улучшающие ее свойства: хром (Cr), вольфрам (W), никель (Ni), ванадий (V), молибден (Mo) , кремний (Si), марганец (Mn) и др. Данный вид стали называется — Легированной. Изменение химического состава приводит к изменению структуры стали и ее свойств. Легированная сталь приобретает свойства, которых нет у обычной углеродистой стали, и исключает ее недостатки. Изделия из нержавеющей стали экологичны, соответствуют всем требованиям и нормам гигиены, поэтому также нашли широкое применение при производстве кухонной посуды. По химическому составу различают низко-, средне-

и высоколегированную сталь.

Остановимся подробнее на завоевывающую все большую популярность высоколегированной нержавеющей стали, противостоящей коррозии как в агрессивных средах, так и в атмосфере. Основная составляющая нержавеющей стали также железо. Антикоррозионные свойства ей придают легирующие элементы, в первую очередь хром и никель. От количества и пропорционального содержания этих элементов зависит марка стали и ее технические свойства, которые влияют на коррозионную устойчивость и внешний вид.

Аустенитные (Austenitic) — не магнитная сталь с основными составляющими 15-20% хрома и 5-15% никеля, которые увеличивают сопротивление коррозии. Она хорошо подвергается тепловой обработке и сварке. Именно аустенитная группа сталей наиболее широко используется в промышленности и в производстве элементов крепежа.

Мартенситные (Martensitic) – в связи с большим содержанием углерода, значительно более твердые, чем аустетнитные и ферритные стали. Могут быть магнитными. Находят применение главным образом в изготовлении столовых приборов, режущих инструментов и общем машиностроении. Больше подвержены коррозии.
Ферритные (Ferritic) стали содержат меньшее количество углерода, поэтому значительно более мягкие, чем мартенситные. Они также обладают магнитными свойствами. Эти стали применяют для изготовления изделий, работающих в окислительных средах (например, в растворах азотной кислоты), для бытовых приборов, в пищевой, легкой промышленности и для теплообменного оборудования в энергомашиностроении. Ферритные хромистые стали имеют высокую коррозионную стойкость в азотной кислоте, водных растворах аммиака, в аммиачной селитре, смеси азотной, фосфорной и фтористоводородной кислот, а также в других агрессивных средах. К этому виду относятся все стали 400 серии.

Самая широкая и востребованная группа из этих категорий стали- аустенитные, составляющие примерно 90% общего потребления нержавеющей стали. К этому виду относятся нержавеющие стали 300-ой серии: aisi 304, aisi 316, aisi 316T, aisi 321.

Из-за универсальности своих физических характеристик наиболее популярна из многочисленных марок нержавеющей стали — AISI 304 (08Х18Н10). В ней содержится 18% Хрома (Cr) и 8% Никеля (Ni). Благодаря высокому содержанию никеля на поверхности стали образуется оксидная пленка, защищающая металл от коррозии и воздействия агрессивных химических веществ. Практически на любых поверхностях при резких перепадах температуры образуются микротрещины, при попадании жидкости в эти трещины, основной металл коррозирует и со временем разрушается. В случае с нержавеющей сталью, даже при механическом повреждении верхний слой при доступе кислорода самовосстанавливается и изделие полностью сохраняет свои антикоррозийные свойства. Этим обусловлено ее широкое применение во многих отраслях промышленности и быту.

Однако, существуют отрасли, требующие в применении специфические материалы и приспособления: химическая, нефтегазовая, пищевая промышленности, а также судоходство и судостроение. Все большее распространение получает улучшенная версия стали AISI 304 (08Х18Н10)- AISI 316 (10Х17Н13М2) с добавлением молибдена (Мо). К примеру, практически все оборудование для целлюлозных заводов и для предприятий по изготовлению бумаги изготавливаются из нержавеющих сталей. Минимально допустимой маркой является AISI 316.

Технические характеристики материала

состав	материал
состав	AISI 316 L 1.4404	AISI 304 L 1.4301
Углерод (С %)	макс. 0,03	макс. 0,07
Хром (Cr %)	16,5 – 18,5	17,0 – 19,0
Никель (Ni %)	11,0 – 14,0	8,5 – 10,5
Молибден (Mo %)	2,0 – 2,5	—
Марганец (Mn %)	макс. 2,0	макс. 2,0
Кремний (Si %)	макс. 1,0	макс. 1,0
Сера (S %)	макс. 0,03	макс. 0,03

Молибден делает сталь более защищенной от щелевой и питтинговой коррозии в хлористой, морской воде и в сильноагрессивных средах: серной, фосфорной, борной, муравьиной, уксусной, щавелевой, молочной и других кислотах. Недаром этот вид стали называют «морской нержавейкой».

Таблицы воздействия некоторых кислот и их растворов на нержавеющую сталь:

марка AISI 316
Температура	20°						80°
Концентрация, % к массе	10	20	40	60	80	100	10	20	40	60	80	100
Серная Кислота	0	1	2	2	1	0	2	2	2	2	2	2
Азотная Кислота	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	1	2
Фосфорная Кислота	0	0	0	0	1	2	0	0	0	0	1	2
Муравьиная Кислота	0	0	0	1	1	2	0	0	1	1	1	0

маркаAISI 304
Температура	20°						80°
Концентрация, % к массе	10	20	40	60	80	100	10	20	40	60	80	100
Серная Кислота	2	2	2	2	1	0	2	2	2	2	2	2
Азотная Кислота	0	0	0	0	2	0	0	0	0	0	1	2
Фосфорная Кислота	0	0	0	0	0	2	0	0	0	0	1	2
Муравьиная Кислота	0	0	0	0	0	0	0	1	2	2	1	0

Расшифровка:
0 = высокая степень защиты — Скорость коррозии менее чем 100 mm/год
1 = частичная защита — Скорость коррозии от 100m до 1000 mm/год
2 = non resistant — Скорость коррозии более чем 1000 mm/год

Как видно из таблицы, изделия из стали AISI 316 противостоят воздействию коррозии в большинстве кислот и их растворов, чем и обусловлено их применение в агрессивных средах.

techelectro.ru

Почему ржавеет нержавейка – блог компании Барион

Потребители, приобретающие изделия из нержавеющей стали (пищевое и другое промышленное оборудование, сантехнику, фасадные, интерьерные декоративные элементы, столовые приборы и посуду, другое), ожидают, что их металлические поверхности будут долгое время радовать глаз своим благородным металлическим блеском, а целостность их конструкции ни при каких ситуациях не подвергнется никакому сомнению. Каково же бывает их разочарование, когда поверхность изделия из нержавейки покрывается грязными бурыми пятнами коррозии, напрочь теряя свои декоративные свойства. Нередки случаи, когда листовой металл нержавейки может даже проржаветь насквозь!

Что же происходит? Почему ржавеет нержавейка? Является ли нержавеющая сталь такой уж и нержавеющей? И почему одни изделия из нержавеющей стали на протяжении многих лет сохраняются в прекрасном состоянии, а другие покрываются отвратительной ржавчиной, теряют свою декоративную привлекательность, а иногда и механическую целостность (корродируют насквозь)?

Первой приходит в голову мысль о качестве нержавейки. «Опять подсунули некачественное китайское» – обычно скажет пострадавший потребитель. И будет прав лишь отчасти.

Что такое нержавеющая сталь?

Нержавеющими называются высоколегированные стали, насыщенные легирующими элементами, преимущественно такими, как хром, никель, молибден. То есть, это фактически сплавы разных металлов, в которых железо (Fe) выступает основой, преобладающим элементом. Для приобретения таким сплавом коррозионной стойкости процент содержания легирующих элементов имеет определяющее значение.

Так, низколегированные стали, в которых доля легирующих элементов составляет до 8 процентов, по своей коррозионной стойкости не сильно превосходят обычные углеродистые стали. В свою очередь, высоколегированные хромистые стали, которые уже обладают хорошей коррозионной стойкостью, имеют содержание легирующих элементов от 10 – 11 процентов и больше. Хром-никелевые стали, которые отлично противостоят коррозии, имеют содержание легирующих элементов уже в районе 30 процентов. Самые лучшие хром-никелевые и хром-никель-молибденовые коррозионностойкие стали имеют легирование на уровне около 50 процентов. А исключительно устойчивые нержавейки, так называемые дуплексные, к тому же имеют сложный (смешанный) кристаллический состав, аустенитно- ферритный или аустенитно-мартенситный.

За счет чего нержавеющая сталь противостоит коррозии?

Коррозионная устойчивость нержавеющей стали имеет поверхностный характер. Она имеет место за счет тонкой оксидной пленки, которую образуют на поверхности металла легирующие элементы – хром (оксид хрома Cr2O3) и никель (соответственно, оксид никеля NiO).

Такой же характер коррозионной стойкости имеет еще один конструкционный металл – алюминий, образующий на поверхности пленку оксида алюминия (корунда) Al2O3. Но между алюминием и нержавейкой имеется существенная разница – образующаяся корундовая пленка на алюминии весьма толстая, заметная даже невооруженным взглядом, из-за чего алюминий быстро теряет свой металлический блеск (и соответственно – декоративную привлекательность). В свою очередь защитная пленка окислов хрома и никеля на нержавейке очень тонкая, благодаря чему яркий металлический блеск у нержавейки сохраняется на очень продолжительное время.

К достоинствам защитных окислительных пленок Cr2O3 иNiO на поверхности нержавеющих сталей также относится их высокая скорость образования. Так, даже проделывание глубоких царапин на поверхности детали из нержавейки совершенно не обязательно приводит к образованию здесь очагов коррозии. На этом достоинстве оксидных пленок хрома и никеля основываются основные приемы и способы ухода за нержавеющими сталями, которые заключаются просто в поддержании их поверхности в чистоте, ликвидации условий для образования застойных зон и явлений.

Случаи коррозии с не совсем «нержавейкой»

Да, случаи реализации под видом качественной нержавейки сравнительно дешевых низколегированных сталей действительно имеют место. Как известно, коррозионная стойкость низколегированной стали не сильно отличается от таковой у простой углеродистой стали. Если в атмосферных условиях, на открытом воздухе еще некоторое время удается сохранить видимость ее коррозионной стойкости, то при соприкосновении с мало-мальски агрессивными средами (водой, солевыми, щелочными, кислотными растворами) признаки коррозии такого металла скрыть уже практически невозможно.

И тем не менее, случаи коррозии нержавейки далеко не сводятся только к качеству металла, проценту содержания в сплаве легирующих элементов. К сожалению, в определенных условиях, корродирует даже качественная нержавеющая сталь.

Так почему ржавеет нержавейка, даже качественная?

Наличие коррозионных очагов на поверхности даже качественной нержавеющей стали, самых популярных марок 304 или 316 – широко известное и распространенное явление. Что же стает их причиной?

Повсеместно распространенные хлор и хлориды (например, в составе бытовой химии), а также другие галогены и их соединения (бром, фтор, йод) являются «злейшими врагами» оксида хрома Cr2O3. Потому даже непродолжительный контакт нержавеющей стали с хлорсодержащими веществами, такими как хлорные отбеливатели или чистящие средства (типа «Белизны») может привести к образованию на ней точечных, и даже площадных очагов коррозии. Также высоколегированная нержавейка плохо противостоит длительному контакту с соленой морской водой, где хлор присутствует в виде ионов, как результат диссоциации соли NaCl. Забегая наперед, отметим, что добавление в состав нержавеющей стали легирующего элемента молибдена в количестве 3 – 4 процентов позволяет существенно повысить ее стойкость к воздействию хлора и хлоридов.

Кроме повреждения галогенами и галогенидами, коррозия нержавеющей стали может иметь и высокотемпературную природу, связанную с процессом выжигания из ее состава легирующих элементов. В результате, лишенная части хрома и никеля, нержавейка в местах высокотемпературного контакта корродирует по типу обычной углеродистой стали. Это может происходить в районе сварочного шва, или в местах абразивной заточки режущего инструмента, изготовленного из нержавейки.

Виды коррозии нержавеющей стали

Как теперь уже ясно, условия для коррозии нержавеющей стали возникают в местах, где создаются условия для долговременного нарушения целостности защитной оксидной пленки.

Щелевая коррозия. Обычно происходит в области щелей, которые образуются между разными деталями и разными материалами, в районе стыков, крепежных элементов, прокладок и т.д. В щелевых зазорах образуются застойные зоны, в которых возникает дефицит кислорода, и переизбыток хлоридов. Скопившиеся хлориды повреждают на поверхности металла защитную оксидную пленку, и препятствуют ее восстановлению. В результате, в месте такого повреждения возникает анодная зона, а зона снаружи с избытком кислорода играет роль катодной зоны. Начавшись на поверхности под химическим воздействием, дальнейшая коррозия развивается в глубь металла по электрохимическому принципу.
Точечная коррозия. Механизм ее возникновения практически такой же, как и у щелевой. Начало ему дает точечное химическое повреждение хлоридами (галогенидами) защитной оксидной пленки в местах застойных явлений с дефицитом кислорода, образующихся в районах глубоких царапин, налипших загрязнений, которые образуются на поверхности металла. Если такое застойное явление существует продолжительное время, то на поверхности металла возникают точечные питинги, и коррозия продолжает проникать в глубь металла, уже в условиях развития электрохимического процесса. Так, достаточно высокой является вероятность поражения точечной коррозией даже поверхности целостной (не поцарапанной) нержавейки, имеющей высокую шероховатость (низкий квалитет обработки), которая способствует налипанию и накоплению на ней загрязнений. В то же время наилучшим образом противостоит точечной коррозии максимально гладкая, шлифованная или полированная поверхность деталей из нержавеющей стали, на которой условия для налипания и накопления загрязнений самые худшие.
Коррозия сварочного шва. В районе высокотемпературного сварочного шва, которым соединяются разные детали из нержавеющей стали, существует высокая вероятность возникновения коррозии металла. Во-первых, в этом месте наблюдается частичное выжигание из состава металла легирующих элементов. А во-вторых, поверхность сварочного шва, как правило, имеет высокую степень шероховатости, вплоть до образования пористой и щелевой структуры, которые способствуют возникновению коррозии по щелевому и точечному типу.
Сенсибилизация металла (ножевая коррозия). Сенсибилизация нержавеющей стали – это разновидность коррозии металла, которая развивается в межкристаллическом пространстве, ставая причиной выпадения из его кристаллической структуры целых металлических зерен, с образованием на поверхности локализованных глубоких каверн и раковин. Наиболее часто сенсибилизация наблюдается на поверхности режущих инструментов из нержавеющей стали, постоянно подвергающихся местному перегреву при их затачивании абразивным инструментом.

Таким образом, нержавеющая сталь, при ближайшем рассмотрении, оказывается не такой уже и коррозионностойкой. В определенных условиях: при контакте с хлоридами, фторидами, йодом, бромом, при длительном воздействии морской воды и других концентрированных солевых растворов, в условиях длительного загрязнения, в застойных условиях щелевых структур – коррозия нержавейки стает практически неизбежным явлением. Что резко подрывает ценность ее применения как в декоративных, так и технологических целях.

Но ситуация с коррозионной стойкостью нержавеющих сталей, даже в сложных условиях эксплуатации, является далеко не безнадежной. Ведь люди давно научились бороться с различными видами и проявлениями коррозии металлов. Для этого практикуются соответствующие приемы и способы защиты металлов от коррозии, и нержавеющая сталь в этом ряду не является исключением.

barion-ua.com

Почему ржавеет нержавейка? – Металлоизделия

Иногда приходится слышать от заказчиков пожелание, чтобы при изготовлении изделия из нержавейки под заказ была использована сталь, которая не будет ржаветь. Иногда просят, чтобы была “не китайская”. От чего

зависит будет ли ржаветь нержавейка? Почему вообще это происходит?

По сути могут быть две причины. Первая – условия эксплуатации в агрессивной среде. И вторая – дефекты материала.

Рассмотрим эти явления подробнее.

Не все виды нержавеющей стали предназначены для эксплуатации в агрессивных средах. Например на пищевых производствах при технологических процессах используются хлорсодержащие моющие средства и там могут должна применяться нержавеющая сталь с повышенной коррозионной устойчивостью. То же самое относится к условиям эксплуатации в морской воде. По этой причине оборудование, например, из AISI 304 может попросту придти в негодность. Для агрессивных сред имеет смысл использовать AISI 316 или дуплексные виды нержавеющей стали, такие как Ferralium SD40, SAF 2205 или Zeron 100.

Вторая причина более распространена – ржавчина может возникнуть на поверхности металла в следствии механических повреждений или термической обработки(вызванные сваркой). Это так называемая точечная коррозия. Этот вид коррозии может начаться в металле где присутствуют посторонние примеси, например такие как сера.

Гладкая поверхность нержавеющего металла менее подвержена точечной коррозии чем шероховатая. На графике приведенном ниже показана зависимость коррозионной устойчивости от шероховатости поверхности. Эксперимент проводился с коррозионноустойчивой маркой нержавеющей стали AISI 316 в хлорсодержащей среде. На графике видно, что после того как шероховатость поверхности превышает Ra > 0,5 мкм, устойчивость к коррозии резко снижается. Таким образом, шероховатая поверхность AISI 316 делает ее коррозионную устойчивость даже хуже, чем полированная поверхность AISI 304.

Следы ржавчины могут появиться даже в местах куда попала раскаленная окалина. Это происходит потому, что при температуре сварки выгорают легирующие элементы, в первую очередь хром. На металле в местах сварки образуются “следы побежалости”(иногда называют следы термического воздействия). В этих местах нержавейка неизбежно начнет ржаветь. Слой ржавчины, однако, может остаться только на поверхности металла, там где нет оксидной пленки, которая образуется благодаря хрому. То есть в глубь ржавчина развиваться не будет. Но выглядят следы побежалости и тем более ржавчина очень не эстетично. Чтобы этого не произошло сварочный шов обрабатывают специальными эмульсиями, травильными пастами или при помощи абразивных материалов. При очистке шва от железных окислов(окалины окисей) травильными пастами, следует работать в защитных очках и наносить только на остывший металл, поскольку в них может содержатся плавиковая кислота. После очистки зону сварного шва необходимо подвергнуть операции пассивации. Пассивация металла – это процесс обработки поверхности с целю образования на ней слоев соединений препятствующих коррозии. То есть недостаточно только очистить сварной шов от продуктов сварки, необходимо так же восстановить защитный слой. Для этого так же существует разнообразная химия: гели, пасты. Иногда используют для пассивации нержавейки азотную или лимонную кислоту.

Существуют инновационные методы очистки и пассивации. Например метод электро-химической пассивации нержавеющего металла. Причем этот процесс осуществляется без применения продуктов травления, которые очень вредны для здоровья и окружающей среды. Благодаря этому производительность и качество работ позволяют нам выполнять заказы по изготовлению изделий из зеркальной нержавейки для элитных магазинов одежды, ресторанов, элементов интерьера.

www.xn—33-5cduecoid2aaef8a1dxn.xn--p1ai

Может ли ржаветь нержавеющая сталь возврат

При отсутствии доступа кислорода и движущихся потоков воды коррозия продолжается. 3. Точечная. Она аналогична гальванической коррозии при точечном поражении защитного оксидного слоя и одновременном воздействии агрессивной среды. Нержавеющая сталь в поврежденном месте становится анодом, а пассивированная часть металла — катодом, в результате анод начинает быстрее растворяться, вызывая питтинговую коррозию. 4. Гальваническая коррозия, возникающая в результате прямого контакта разнородных металлов в агрессивной токопроводящей среде, например, в морской воде. При проектировании нержавеющих конструкций должны учитываться внешнее воздействие среды и взаимодействие в этих условиях нержавейки с другими металлами. 5. Межкристаллитная коррозия, возникающая при очень высокой температуре, например, при сварке. 6.

Почему ржавеет «нержавейка»

Торговая марка TalleR формировалась как бренд, производящий посуду и предметы кухонного обихода из нержавеющей стали, однако, за последнее время в ассортименте появились новые линейки продуктов из других материалов: чугуна, алюминия, бамбука, цинкового сплава, а также группы товаров из нержавеющей стали, такие как термосы и решетки, которые требуют особого ухода и имеют некоторые отличия в эксплуатации. В случае выявления существенных недостатков товара потребитель вправе предъявить изготовителю (уполномоченной организации или уполномоченному индивидуальному предпринимателю, импортеру) требование о безвозмездном устранении таких недостатков, если докажет, что они возникли до передачи товара потребителю или по причинам, возникшим до этого момента.

Может ли нержавеющая сталь ржаветь?

Внимание

Ржавчина класса II образуется в результате реакции из двух стадий: первая представляет собой растворение пассивационного слоя оксида хрома, а вторая состоит в окислении железа в материале: Cr2O3 + 10Cl-+ 2h3O ® 2CrCl3 + 4 HClO 2Fe + 3ClO- ® Fe2O3 + 3Cl- Данная реакция самоподдерживающаяся посредством взаимодействия хлора с хромом для образования гипохлористой кислоты в качестве побочного продукта, а гипохлористая кислота окисляет железо и образует еще больше хлорида. Увеличение содержания молибдена в нержавеющей стали увеличивает ее стойкость к воздействию хлорида.

Подобным образом, замена железа в нержавеющей стали никелем улучшает ее стойкость к коррозии. Прогрессия сплавов с увеличивающейся стойкостью к воздействию хлорида: тип 304L (наименьшая), тип 316L, тип 317L, тип 304LМ, Сплав 625, Сплавы С-276 и С 22 (наивысшая).

Почему ржавеет нержавейка?

Так как поверхность частицы не пассивирована, она незамедлительно начинает окисляться и ржавеет. Другим возможным процессом является эрозия крыльчатки.

Инфо

Любой материал имеет критическую величину вращения, сверх которой эрозия увеличивается. Для низколегированного сплава нержавеющей стали такая величина вращения составляет около 100 футов в секунду.

Важно

Степень эрозии изменяется в зависимости от температуры. Нержавеющая сталь типа 304 имеет постоянную степень эрозии до температуры 300оС, а затем она стремительно возрастает.

Не имеется специальных данных для воды высокой очистки для различных сплавов. Металлургические свойства крыльчатки, как представляется, влияют на степень удаления металла водой. При кристаллизации нержавеющей стали 18-8 происходит две металлургические фазы: аустенита и дельта-феррита.

Может ли нержавейка ржаветь?

При любом контакте нержавеющей стали с лорангидридом возникает опасность образования ржавчины. Жесткость рН 7 имеет обеспечивает меньшую возможность образования ржавчины, нежели жесткость рН < 7.

Даже кратковременное воздействие хлорангидрида может стать отправной стадией ржавления, в особенности, если поверхность нержавеющей стали шероховатая. Механически полированные поверхности хуже, нежели электрополированные поверхности, так как при полировальных операциях остаются микроскопические изъязвления. Электрополировка удаляет эти изъязвления и производит пассивирующий слой с более высоким соотношением Cr: Fe. Изъязвления образуют элементы коррозии, где могут концентрироваться растворы хлорангидрида и продолжать реагировать, даже если система в целом оснащена промывкой с высокой жесткостью воды.
Использование сильнодействующих ПАВ в растворе промывки будет способствовать удалению хлорида. 5.

Ржавеет ли нержавеющая сталь

Наиболее вероятны части из углеродистого железа, такие как стяжные шпильки, гайки, болты, струбцины и т.п. Чем больше источник, тем больше ржавчины может образоваться.

Насосы под наибольшим подозрением в системе очистки. Наиболее очевидными причинами ржавления, вызванными насосами, являются: изъязвление и эрозия, вызванные неравномерным вращением всасывающего колеса (крыльчатки).

Изъязвление обычно вызвано неправильной подачей воды в насос, неправильным подбором насоса или излишним дросселированием при перекачивании. Пузырьки воздуха воздействуют на рабочие поверхности насоса и приводят к резкому воздействию, вызывающему ударную волну, удаляющую малые частицы нержавеющей стали.

При освобождении частицы в водяном потоке она скрепляется со трубопроводом из нержавеющей стали посредством электростатического притяжения.

Может ли ржаветь нержавеющая сталь? условия возникновения ржавчины

Ржавеет ли нержавеющая сталь? Сталь, известная под бытовым названием ‘’нержавейка’’ ржавеет. Не сразу, конечно, но может заржаветь. Соль или, скажем, фруктовый сок оставленный на ночь не вытертым в мойке из нержавеющей стали, может оставить тёмное и трудно оттираемое пятно.

Как для домохозяйки, так и для предприятия или промышленности, которое использует изделия из нержавеющей стали, важен тот фактор, что можно противостоять ржавчине. Именно это качество делает нержавеющую сталь такой ценной.

Что же такое нержавеющая сталь? Это – обычная сталь, в которой есть антикоррозийные добавки, в основном – хром. Хром не подвержен ржавчине. Добавляя одну часть хрома к пяти частям стали, мы получаем сталь 430, или как её ещё называют – хромовая сталь.

Тема: нержавейка начала ржаветь

Очистку проволочной щеткой можно использовать для удаления сварочного шлака. Наличие свободного железа на поверхности нержавеющей стали, легко определяется путем опрыскивания стали водой и выдержки во влажном состоянии в течение нескольких часов. Зоны, содержащие свободное железо, заржавеют и окрасятся. Гораздо более быстрым способом выявления свободного железа является ферроксильный тест. Состав для обработки поверхности включает: 1) дистиллированная вода — 1 литр, 2) азотная кислота — 30 миллилитров, 3) ферроцианид калия — 30 грамм. Обработка металла должна производиться в защитной одежде, поскольку состав содержит кислоту и цианиды. Поверхность на загрязненных зонах окрасится в синий цвет в течение нескольких минут. Затем состав нужно смыть водой и нейтрализовать раствором соды. Однако этот метод не подходит для испытания поверхностей, соприкасающихся с пищевыми продуктами.

Данная марка стали обычно используется для производства крепежных деталей и некоторых внутренних элементов для оборудования, работающего в условиях агрессивных сред. Однако, для производства больших конструкций, для которых важен привлекательный внешний вид, она подходит плохо, так как следы ржавчины появятся на ней относительно быстро.Итак, нам нужны долговечные перила или ограждения.

Что для этого требуется?

Правильная марка стали. Для наружных элементов выбирайте AISI 304, а для внутренних пойдет и AISI 201. Марка AISI 430 для производства ограждений не годится.
Поинтересуйтесь гарантиями производителя (продавца). На изделия из качественной стали она будет не менее года, а то и выше.
Правильный уход. Чистку изделий из нержавейки необходимо проводить таким образом, чтобы не повредить верхний слой материала.

Ржавчина класса III Данная ржавчина черная, а не бурая и образуется в присутствии пара высокой температуры. При первоначальном образовании она синяя, а затем становится черной, поскольку она нарастает до предельной толщины, предупреждающей дальнейшее проникание кислорода.

Она может обнаруживаться в паровых системах высокой чистоты, работающих 4c2при высоких температурах. На электрополированных поверхностях нержавеющей стали такая ржавчина блестяще черная, а на непассивированных механически полированных поверхностях она может быть матово черной.

Ржавчина данного класса на электрополированной поверхности, образует октаэдрические кристаллы, полностью покрывающие поверхность. Анализ с использованием рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии показывает, что данный слой является полуторной окисью железа, обычно именуемой магнитным железняком.

Этот вид коррозии выступает только тогда, когда на поверхность из стали действуют кислоты или сильные щёлочи. Степень убытка ниже 0,1 мм в год считается достаточной стойкостью к поверхностной коррозии с убытками.

Язвенная коррозия (plitting) Язвенная коррозия может выступать, когда пассивный слой будет локально нарушен. За местное нарушение слоя отвечают ионы хлорида, которые в присутствии электролита отнимают у нержавеющей стали атомы хрома, необходимые для образования пассивного слоя.

В этих местах образуются отверстия похожие на иголочный укол. Опасность язвенной коррозии повышается в результате накопления на поверхности осадков, чужой ржавчины, остатков шлака или цветных налётов.

Таким образом, шероховатая поверхность AISI 316 делает ее коррозионную устойчивость даже хуже, чем полированная поверхность AISI 304. Следы ржавчины могут появиться даже в местах куда попала раскаленная окалина.

Это происходит потому, что при температуре сварки выгорают легирующие элементы, в первую очередь хром. На металле в местах сварки образуются «следы побежалости»(иногда называют следы термического воздействия).

В этих местах нержавейка неизбежно начнет ржаветь. Слой ржавчины, однако, может остаться только на поверхности металла, там где нет оксидной пленки, которая образуется благодаря хрому. То есть в глубь ржавчина развиваться не будет. Но выглядят следы побежалости и тем более ржавчина очень не эстетично. Чтобы этого не произошло сварочный шов обрабатывают специальными эмульсиями, травильными пастами или при помощи абразивных материалов.

advokat-na-donu.ru

Почему «нержавейка» ржавеет

Ржавчина на нержавеющей стали вызывает много вопросов. Действительно ли эта сталь нержавеющая? Если это нержавейка, то почему она заржавела? Откуда берется ржавчина?

Нержавеющие стали устойчивы к коррозии потому, что в их состав входит хром. Когда этот элемент присутствует в стали в достаточном количестве и подвергается окислительному воздействию кислот, щелочей, воды, воздуха и других сред, он образует очень тонкий (130 ангстрем) непроницаемый слой оксида хрома CrO, который препятствует коррозии и делает сталь нержавеющей. Хром должен быть распределен равномерно в структуре стали для того, чтобы она стала «нержавейкой». Коррозия (ржавчина) образуется на поверхности из нержавеющей стали тогда, когда недостаточно легирующего хрома для создания и поддержания необходимого оксидного слоя.

Практически все случаи появления ржавчины на поверхности нержавейки обусловлены повреждением защитного слоя оксида хрома.

При изготовлении изделий из нержавеющей стали повреждение защитного слоя связано с термическим и механическим воздействием (сварка и шлифовка). Хром окисляется медленно. Поэтому новые изделия особенно «чувствительны» к неблагоприятным факторам и требуют более тщательного ухода.

Другое условие, при котором ржавление может возникнуть на нержавеющей стали — это ее контакт с обычной углеродистой или низколегированной сталью. Эксплуатация изделий из нержавеющей стали должна предусматривать отсутствие ее контакта с обыкновенной сталью. Нельзя проводить ремонт в помещениях, где установлены или складируются изделия из нержавеющей стали. При строительных работах металлическая пыль от резки арматуры или прочих стальных конструкций попадет на нержавеющую поверхность и приклеивается к ней, что ведет к точечным источникам коррозии (ржавчины), удалить которые с изделия можно лишь при помощи мелкого (специального для нержавейки) абразива.

Повреждение защитного слоя возможно и в процессе эксплуатации. При работе стальными ножами и другими твердыми предметами непосредственно на столешнице возможно появление царапин. Во время разделки мяса или мороженой рыбы при сильных ударах ножом поверхность столешницы может быть даже повреждена насквозь. Используйте в таких случаях разделочные доски.

Большое значение для сохранения свойств нержавейки имеет качество водопроводной воды. Мыть изделия и вытирать их насухо рекомендуется сразу после использования, не допуская засыхания грязи и остатков пищи. Имейте в виду, что в водопроводной воде содержится определенное количество металлических частиц, поэтому при свободном высыхании воды, на нержавеющей поверхности может появляться налет желтоватого цвета, который удаляется моющими средствами. Такой налет образуется даже на фаянсовых изделиях.

Врагом оксидной пленки являются фтор, хлор, бром, йод. Поэтому необходима установка фильтров воды при превышении в ней содержания этих элементов.

Именно поэтому при чистке нержавеющих поверхностей нельзя использовать хлорсодержащие вещества, например, белезну. По этой же причине более тщательный уход требуется за изделиями, контактирующими с морской или минеральной водой.

Уход за оборудованием заключается в ежедневной влажной уборке с использованием неагрессивных и не содержащих твердых абразивных веществ моющих средств. После окончания уборки изделие следует ополоснуть и насухо протереть.

Для мытья и чистки изделий лучше пользоваться средствами, предназначенными специально для нержавеющей стали. Недопустимо применять чистящие и дезинфицирующие средства, содержащие в составе хлор, твердые абразивные вещества, кислоты и соду.

Средства, используемые для ухода за нейтральным оборудованием по содержанию кислот, щелочей, хлора, солей должны соответствовать требованиям СанПиН, СНиП и ГОСТ. Уровень рН должен находиться в пределах 7,2 — 7,6. При превышении уровня рН возможно выпадение в осадок солей кальция, что приводит к образованию налета. При значениях рН ниже 7,0 даже вода имеет высокую коррозионную активность, что также негативно сказывается на состоянии изделий из нержавеющей стали.

Самый простой и эффективный способ борьбы с коррозией нержавеющей стали это ЧИСТОТА. Посмотрите на нержавеющую кухонную раковину в любом доме — она подвергается воздействию самых различных химических веществ, но ее поверхность всегда остается яркой.

p-prom.ru

Обзор марок нержавеющей стали – почему ржавеет нержавейка

Иногда случается, что привлекательные перила, изготовленные из нержавейки, начинают покрываться ржавчиной, при этом не сумев прослужить и нескольких месяцев. Почему так получается? Ведь поставщики заверяют, что выполнили все строго по договору. Все заключается в том, что стальной материал может быть выполнен в разных маркировках, которые очень тяжело отличить друг от друга. Разницу можно выявить только в процессе эксплуатации.

В настоящее время для того, чтобы ставить маркировку на нержавеющую сталь, применяются не старые ГОСТы, а специально разработанная классификация международного уровня AISI, которая помогает регламентировать содержание никеля, а также прочих примесей с сплавах. Чем больше никеля в составе, тем сталь обладает большей стойкостью к коррозии. Наиболее актуальными считаются следующие марки: AISI 201, AISI 304, AISI 430.

Самая распространенная нержавейка AISI 304 – один из главных сортов стали, в своем составе содержит порядка 8% никеля и 18% хрома. Данное содержание никеля позволяет обеспечить образование на самой поверхности защитного специального слоя, что придает стали устойчивость к разнообразным вредным веществам и природным осадкам. Эта марка применяется для террас или лестничных перил, а также в бассейнах.

Стоимость метра перил из данной марки стали составляет от 70 дол. США.
смотрите ТУТ

Сталь марки AISI 201 зарекомендовала себя достаточно давно на рынках, как один из самых продуктивных материалов, дешевле за AISI 304. С целью ее удешевления, в этой стали предпочли частично заменить, дорогой никель на азот и марганец. Подобная замена повлияла на стоимость материала, но при этом значительно снизила способность противостоять коррозии. Если в сухом помещении данная марка не ржавеет, то в бассейне, или под воздействием атмосферных осадков непременно дадут о себе знать процессы, происходящие при окислении. Этот факт начнет проявление в местах, где производилась сварка (на швах).

Метр ограждения можно приобрести по цене от 60 дол. США.
смотрите ТУТ

В последнее время для того, чтобы сделать стальные конструкции, поставщики начали применять сталь марки AISI 430, которая считается низко-углеродной сталью, в ее составе вы не обнаружите никель. Перила из данного сорта стали, несмотря на увещевания изготовителей, подвергаются коррозии даже при условиях эксплуатации в сухих помещениях, причем следует учесть, что окислительная реакция на ограждениях будет заметна уже через 2-3 месяца использования. По внешнему виду отличить данную марку стали от других почти невозможно.

Ее может выдать только цена ниже 50 дол. США за один метр.
Мы не рекомендуем эту марку стали!

И в заключении можно добавить несколько советов, которые непременно придадут уверенности в том, что ваши перила не покроются ржавчиной в первые несколько месяцев после использования:

Следует убедиться в том, что компания, где вы решили заказать перила, может дать гарантию на перила из стали на несколько лет;
После подписания заключения на поставку и установку перил, следует уточнить маркировку стали, желательно прописать ее прямо в самом тексте договора. Для улицы или бассейна желательно применять марку стали AISI 304, несмотря на все уверения продавцов.
При очистке перил из нержавеющей стали необходимо строго следовать правилам ухода, не применяйте для этих целей кислотосодержащих препаратов.

nerjprom.com.ua

Почему ржавеет нержавейка? | Металл-комплект Днепр

В качестве материалов для емкостей, деталей оборудования, комплектующих, режущего инструмента наибольшее распространение получили сплавы на основе алюминия и нержавеющие стали.

В качестве материалов для емкостей, деталей оборудования, комплектующих, режущего инструмента – в пищевой промышленности, а также для изготовления посуды, столовых приборов, ножей – в быту, наибольшее распространение получили сплавы на основе алюминия и нержавеющие стали. Но в последнее время довольно часто приходится сталкиваться с тем, что нержавейка ржавеет. Почему?

Преимущества нержавеющих сталей

Более широкое применение получили нержавеющие стали, преимуществом которых являются относительно низкая стоимость по сравнению со сплавами на основе алюминия, высокая коррозионная стойкость, а также высокие механические свойства. Характерной особенностью нержавеющих сталей является их высокая сопротивляемость атмосферной коррозии и окислению при высоких температурах.

Эти замечательные свойства обусловлены, прежде всего, влиянием хрома, входящего в состав нержавеющих сталей. Благодаря особой склонности образовывать на поверхности весьма устойчивую защитную пленку окиси металла, хром обладает исключительным свойством самозащиты против атмосферной коррозии и действия ряда химических веществ. Это объясняется тем, что свободная поверхность хрома или железо-хромистого сплава на воздухе становится очень быстро окисленной и эта невидимая и в то же время весьма устойчивая пленка предохраняет металл от дальнейшего окисления.

Склонность чистого хрома к пассивированию распространяется и на его твердые растворы в железе (при содержании хрома выше 12% железо-хромистые сплавы становятся нержавеющими). С увеличением содержания хрома в железо-хромистом сплаве сопротивление атмосферной коррозии и действию многих химических веществ еще более повышается. Однако, следует помнить, что железо-хромистые сплавы показывают наибольшую сопротивляемость коррозии в такой среде, которая обеспечивает образование устойчивой защитной пленки на поверхности металла.

Также, коррозионная стойкость нержавеющих сталей в сильной степени зависит от содержания углерода. В сталях с 13-15% хрома, используемых для изготовления ножей и режущего инструмента в пищевой промышленности, коррозионная стойкость понижается при содержании углерода 0,3-0,4%.

Применяемые материалы

В последнее время довольно часто возникают вопросы понижения коррозионной стойкости нержавеющих сталей в процессе эксплуатации режущего инструмента и узлов из нержавеющих сталей, применяемых в пищевой промышленности, а также посуды, столовых приборов, ножей, используемых для бытовых целей.

Наибольшее распространение для изделий бытового назначения (кроме ножей) и для оборудования в пищевой промышленности получила сталь типа 18-8 (08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т), зарубежный аналог – AISI 304 и AISI 321. Сочетая достаточную прочность с очень высокой пластичностью, в то же время, эти материалы обладают очень высокой химической стойкостью и прекрасной свариваемостью.

Основными поставщиками относительно недорогой посуды, столовых приборов и других изделий бытового назначения в Украину являются Китай, Индия, а также отечественные украинские производители. В Украине основными производителями изделий из нержавеющих сталей был комбинат «Днепрспецсталь», Вольнянский завод столовых приборов и Донецкий меткомбинат.

В настоящее время из-за высокой стоимости изделий этих производителей, они не конкурентоспособны, и объем их производства резко упал или прекращен вообще.

Претензий по качеству изделий, изготавливаемых известными фирмами Zeptor, Vinzer нет, но их стоимость в 5-10 раз выше, чем у изделий производства Китая или Индии, поэтому спрос на эти изделия незначителен.

Причины снижения качества нержавеющих сталей

Рассмотрим основные причины понижения коррозионной стойкости, и, как следствие, возникновение либо сплошной, либо точечной коррозии на поверхности изделий. Стали типа 18-8 склонны к межкристаллитной коррозии (разрушение стали по границам зерен), которую они приобретают в результате замедленного охлаждения или нагрева в интервале температур 500-850°С, а также при сварке. Определить склонность к межкристаллитной коррозии материала на готовых изделиях затруднительно, поскольку она не всегда проявляется при визуальном осмотре, но может выявляться в процессе эксплуатации изделий.

Не склонны к межкристалитной коррозии стали типа 18-8 с содержанием углерода менее 0,06%. Большое влияние на коррозионную стойкость оказывает термическая обработка и состояние поверхности. Наивысшую коррозионную стойкость приобретают стали после закалки с 1100-1150°С в воду, но нержавеющая сталь, применяемая для изготовления изделий бытового назначения, закалке не подвергается.

Кроме того, сталь, применяемая для изготовления рассматриваемых изделий, должна иметь полированную поверхность. Наличие глубоких царапин, рисок, изъязвлений, а также присутствие следов окалины, вследствие нарушения пассивной пленки, обычно ведет к образованию очагов местной коррозии. Основным способом получения полированной поверхности на листовом материале является электрополировка, после которой поверхностные дефекты могут иметь блестящий вид, но в процессе использования изделий на них возможна местная коррозия.

Одной из причин коррозии стали является несоответствие марки стали для изготовления изделий, а именно замена относительно дорогой стали типа 18-8 (из-за наличия в ней никеля) на безникеливые нержавеющие стали типа Х13, имеющие более низкую коррозионную стойкость.

Самым простым способом для определения стали типа 18-8 является проверка изделия постоянным магнитом. Изделия из этой стали немагнитны, так как ее структура – аустенит. Возможна замена ее сталью типа 03Х17Н14М2 (марганцовистая), которая, также является немагнитной и имеет высокие коррозионные свойства.

Изделия производства Китая изготовлены в основном из более дешевых безникелевых сталей, поэтому возможна их коррозия, особенно при нагреве до высоких температур. В отличии от сталей типа 18-8 они магнитны.

Для изготовления ножей и других режущих изделий должны применяться стали, которые после термической обработки приобретают высокую твердость, а, следовательно, высокую режущую способность. Наиболее подходящим материалом для ножей являются стали типа 20Х13-40Х13 (AISI 420). Наилучшие свойства эти стали приобретают после горячей пластической деформации (перековке), но в настоящее время ножи чаще изготавливают из листового материала.

Ножи производства Китая изготовлены из сталей этого типа, но они зачастую не подвергаются термической обработке, имеют меньшую твердость, поэтому не затачиваются. Простым способом проверки твердости ножей является проверка надфилем (напильником) или не сильным ударом по мягкой стали, при котором на режущей кромке не должно быть зазубрин (более твердые стали, прошедшие упрочняющую термообработку, оставляют следы на мягкой неупрочненной стали).

Причиной образования коррозии на ножах из материала, не прошедшего упрочняющую термообработку, являются поверхностные дефекты, а также значительный перегрев металла при заточке. Но сразу это не всегда проявляется, а может «подвести» в процессе эксплуатации.

В настоящее время в Украине ножи в массовом количестве не производятся, а кроме Китая поставщиками ножей довольно высокого качества по относительно невысокой цене являются Бразилия и Россия. Режущая способность ножей зависит от содержания углерода: чем содержание углерода выше, тем выше эксплуатационные свойства, но при значительном повышении его содержания понижается коррозионная стойкость. В сталях типа Х13 это наблюдается при содержании углерода более 0,5%.

Основными причинами понижения коррозионной стойкости емкостей, изделий и деталей в пищевой промышленности являются несоответствие применяемых нержавеющих сталей тем средам, в контакте с которыми они находятся.

Также следует помнить – ни в коем случае не допустим контакт нержавеющих сталей и обычных углеродистых потому, что нержавейка в результате контакта с «ржавеющими» сталями сама начинает ржаветь. Известно множесто случаев, когда нержавеющие емкости, установленные на платформе из обычной стали, со временем начинали течь.

Залогом того, что нержавеющие стали не будут ржаветь в процессе эксплуатации является строгое соблюдение технологии изготовления стали и использование каждого материала в соответствии с его свойствами и назначением.

Меньшиков А. Г.,
к. т. н., доцент, Реброва Е.М., ст.преп.,
кафедра Материаловедения
НТУ «Харьковский политехнический институт»

mkd-ua.com

TOP HEADLINES