Door Pheori Wiley
Bijgewerkt op 24 maart 2022

Hoewel roestvrij staal bekend staat om zijn hoge weerstand tegen corrosie, is het niet onkwetsbaar. Het begrijpen van de wetenschap achter de beschermende chroomlaag en de interactie ervan met zwavelzuur is essentieel voor het selecteren van het juiste materiaal en het behouden van de integriteit ervan in corrosieve omgevingen.

Eigenschappen van roestvrij staal

De duurzaamheid van roestvrij staal komt voort uit het chroomgehalte – doorgaans 10,5% – dat reageert met zuurstof en een passieve film vormt die slechts ongeveer 130Å (een miljoenste van een centimeter) dik is, volgens WorldStainless.org . Temperatuur en beschikbaarheid van zuurstof zijn van cruciaal belang:hitte verzwakt de film, terwijl zuurstof nodig is voor de vorming ervan.

Corrosiemechanismen in zwavelzuur

Zwavelzuur is een krachtige elektrolyt. Hoewel het een slechte geleider is vanwege de beperkte ionendissociatie (Chemical Land 21 ), hangt de corrosieve kracht ervan grotendeels af van de concentratie en de temperatuur. Bij gemiddelde temperaturen kunnen zelfs lage concentraties roestvrij staal aantasten.

Belangrijkste corrosietypes geïdentificeerd door eStainlessSteel.com omvatten:

• Gelijkmatige corrosie: algehele filmanalyse.
• Spleetcorrosie: in zones met beperkte zuurstof, vaak in zeewater.
• Pitting: gelokaliseerde penetratie van de film.
• Galvanische corrosie: treedt op wanneer twee ongelijke metalen een elektrolyt delen; het anodische metaal lost op.
• Intergranulaire corrosie: door warmte veroorzaakte vorming van chroomcarbiden.
• Selectieve uitloging: metaalverwijdering tijdens demineralisatie of deïonisatie.
• Erosie: schurende vloeistofstroom verwijdert de beschermlaag.
• Spanningscorrosie: scheuren ontstaan onder trekspanning in chlorideomgevingen.

Roestvrij staalsoorten en zwavelzuurbestendigheid

Verschillende kwaliteiten vertonen een variërende tolerantie voor zwavelzuur. British Stainless Steel Association (BSSA) schetst het volgende:

• 18‑10 (X20Cr13): is bestand tegen maximaal 5% zuur bij kamertemperatuur; temperatuurstijging vermindert snel de prestaties.
• 17-12-2,5 (X22Cr18Ni12): verwerkt tot 22% zuur bij kamertemperatuur; boven 60°C wordt het kwetsbaar.
• Duplex (2304): vergelijkbare kamertemperatuurtolerantie als 17‑12‑2.5, maar behoudt ongeveer 8% capaciteit bij 80 °C.
• 2205 (X229Cr19Ni19Mo4): verdraagt tot 40% zuur bij kamertemperatuur en daalt tot 12% bij 80°C.
• Superduplex: biedt een lichte voorsprong, met een capaciteit van 45% bij kamertemperatuur.
• 904L: Het is speciaal ontworpen voor zwavelzuur en kan het volledige concentratiebereik tot 35°C aan.

Preventieve maatregelen

Om roestvrij staal te beschermen in omgevingen met zwavelzuur:

• Kies de juiste kwaliteit op basis van concentratie en bedrijfstemperatuur.
• Zorg voor het juiste zuurstofniveau om de passieve film te ondersteunen.
• Vermijd het blootstellen van roestvrij staal aan hoge temperaturen boven de tolerantiegrenzen.
• Gebruik kathodische bescherming of opofferingsanodes als er ongelijksoortige metalen aanwezig zijn.
• Voer regelmatig inspecties uit op putjes, spleten en intergranulaire schade.

Raadpleeg voor gedetailleerde richtlijnen de British Stainless Steel Association of industriestandaardteksten over corrosietechniek.

© 2022 Pheori Wiley. Alle rechten voorbehouden.