|
Kilde Damstahl.
Rustfrit stål er korrosionsmæssigt set et genialt materiale. Netop den gode korrosionsbestandighed kombineret med en (stadigvæk!) rimelig pris har for længst gjort rustfrit stål til den hyppigst anvendte materialegruppe inden for ”kritiske” anvendelser, såsom fødevare- og medicinaludstyr, husholdninger og talrige steder i den kemiske industri. Rustfrit ståls normalt store korrosionsbestandighed skyldes en ultratynd film af oxider af især krom og jern. Denne film er usynlig, men er ikke desto mindre så tæt og stærk, at stålet effektivt ”isoleres” fra det omgivende miljø. Skulle det ske,at der trods alle forholdsregler går hul på den beskyttende oxidfilm, gendannes den hurtigt af sig selv, og stålet er igen beskyttet. Desværre går det ikke altid, som præsten prædiker. I uheldige tilfælde kan ox- idfilmen nedbrydes, uden at den gendannes bagefter, og resultatet kan være alvorlige korrosionsangreb. Når først korrosionen er startet, kan man opleve særdeles hurtig gennemtæring, og brugen af rustfrit stål bliver derfor ofte en slags enten-eller, hvor forskellen mellem de to yderligheder kan være endog meget lille. Hvis man kan hindre korrosionen i overhovedet at starte, har man nærmest et evighedsmateriale. Hvis ikke, vil der ske alvorlig korrosion meget hurtigt, og levetiden af ens udstyr kan blive uhyggeligt kort.
De korrosionsformer, man typisk kan risikere ved rustfrit stål, er:
Generel korrosion
Kaldes også syrekorrosion (acid corrosion, abtragende Korrosion), da det er en korrosionsform, der oftest ses i stærkt sure medier. Modsat alle andre korrosi- onsformer er generel korrosion kendetegnet ved, at hele overfladen korroderer. Materialetabet udtrykt i gram pr. kvadratmeter bliver derfor stort, mens hastig- heden ved gennemtæring ofte er langsom.
Generel korrosion finder typisk sted i stærkt sure eller (sjældnere) i stærkt alkaliske medier. Typiske medier er svovlsyre, fosforsyre og lignende, og ud- over syretypen og -styrken afhænger korrosionshastigheden især af tempe- raturen og mængden af urenheder (især klorid). Helt generelt stiger korro- sionshastigheden med stigende temperatur og stigende kloridkoncentration i mediet.
På stålsiden er det de austenitiske, rustfri stålkvaliteter, der holder bedst; især stål med højt indhold af nikkel og molybdæn. Ferritiske og især martensitiske stålkvaliteter er ofte uegnede til både stærke syrer og stærke baser.
Galvanisk korrosion
Galvanisk korrosion (galvanic corrosion, Kontaktkorrosion) er en korrosions- form, der skyldes elektrisk kontakt mellem to forskellige metaller med forskellig placering i spændingsrækken. Spændingsrækken er et udtryk for metallernes ædelhed – altså lysten til at korrodere, og ved at koble et meget uædelt metal (f.eks. zink) med et mere ædelt (f.eks. kobber) vil den uædle part ”ofre sig” og ”overtage” korrosionen fra den ædle. Ved galvanisk kobling sker der således en kraftig acceleration af korrosionen på den mest uædle og derved den svageste part, mens den ædle part beskyttes.
Heldigvis er passivt, rustfrit stål i sig selv ganske ædelt og lider kun sjældent under galvanisk korrosion ved kobling med selv ret ædle metaller. Tilsvarende er rustfrit stål som den ædle part væsentlig mindre skadelig over for f.eks. galvani- seret stål (dvs. zink) end kobber og bronze. Det går derfor bedre med rustfri fittings i galvaniserede rørsystemer end fittings af kobberlegeringer.
Grubetæring og spaltekorrosion
Grubetæring (pitting corrosion, Lochfraß-Korrosion, punktfrätning) er en korrosions- form, der skyldes en lokal ned- brydning af det beskyttende oxidlag. Ved tilstrækkeligt kraftig miljøpåvirkning sker der ikke som normalt en gendannelse af oxidfilmen, og korrosionen tager fart. Grubetæring er det perfekte eksempel på en enten-eller kor- rosionsform og resulterer ofte i særdeles hurtig gennemtæring.
Spaltekorrosion (crevice corrosion, Spaltkorrosion) minder meget om grube- tæring, men finder sted i spalter, porer og andre steder, hvor der er ringe eller slet ingen væskeudskiftning. Sammenlignet med de ”frie flader” er risikoen for korrosion i eventuelle spalter altid højere, hvorfor det gælder om at designe sit anlæg, så spalter (svejsefejl, porer, pakninger) så vidt muligt undgås. Kan det ikke undgås, siger en gammel tommelfingerregel, at man kan risikere spaltekor- rosion ved en temperatur, der er 20-25º C lavere end temperaturen til grubetæring (= kritisk pitting-temperatur, CPT).
Risikoen for både grubetæring og spaltekorrosion stiger stærkt med stigende temperatur, stigende kloridkoncentration og tilstedeværelsen af oxidanter, mens en høj (alkalisk) pH virker moderat inhiberende. I selve stålet er det især krom (Cr) og molybdæn (Mo), der gavner bestandigheden mod grubetæring, mens effekten af nikkel er ret lille.
Som regel er korrosion værst, når stålet er helt neddykket i mediet, men selv over vandlinien kan sprøjt med saltvand være rigeligt til at give overfladiske grube- tæringer, om end den slags angreb sjældent fører til egentlige funk- tionssvigt. Korrosion over vandlinien har som regel "kun" kosmetisk karakter, men den slags kan såmænd også være irriterende, når der er tale om en dyr, rustfri postkasse eller sågar facaden på et operahus!
Spændingskorrosion
Spændingskorrosion (SPK, stress corrosion cracking, Spannungsrißkorrosion) er en korrosionsform, der giver sig udslag i lokale revnedannelser og ekstremt hurtig gennemtæring i selv tykt gods. At fænomenet hedder "spændings- korrosion" hænger sammen med, at korrosionen finder sted i områder med indre trækspændinger, altså steder, hvor metallet er blevet "hevet i". Dette kan ske ved de fleste typer mekanisk bearbejdning, f.eks. svejsning, smedning, slibning m.m.
Miljømæssigt stiger risikoen for SPK voldsomt med stig- ende temperatur, og stigende klorid, lav pH og inddamp- ning kan gøre situationen endnu værre. SPK er især et problem ved de lavest legerede, austenitiske stål kvaliteter (især 18/8-klassen), og normalt regner man med, at stål af 18/8- klassen holder til temperaturer under 60-70º C. Der kendes dog mange eksempler på SPK i 18/8 allerede ved stuetemperatur. Grundet sit indhold af molybdæn og nikkel er de syrefaste, austenitiske stål normalt bestandige til temperaturer op til 100-110º C.
Ferritiske og duplexe stålkvaliteter er meget mindre føl- somme over for SPK end de austenitiske, så hvis det er SPK, der er den primære korrosionsrisiko, er det ingen dårlig ide at overveje rør af f.eks. EN 4509 i stedet for 4301 eller 4404.
Interkrystallinsk korrosion
Interkrystallinsk korrosion (intergranular corrosion, inter-kristal line Korrosion) er en korrosionsform, der skyldes dannelser af kromkarbider i stålets korngrænser. Ved opvarmning til temperaturer i området 500-850º C binder kulstoffet det nyttige krom, og korrosionen finder sted langs stålets korn- grænser. Det svarer til at opløse mørtelen mellem murstenene i et hus.
|
