При создании металлоконструкций и изготовлении различных металлоизделий нередко выбирают металлопрокат на основе нержавеющей стали. Ключевым преимуществом такого металла является устойчивость к появлению и развитию коррозии.
За стойкость стали к ржавчине отвечают специальные добавки, которые вводятся в металл при его выплавке. Основу легирующих компонентов составляют: хром, никель и молибден. Дополнительно в состав нержавеющей стали нередко вводят кремний, титан, вольфрам, ванадий и марганец.
Конечно, устойчивость нержавейки к коррозии не значит, что металл на 100% защищен от появления ржавчины. При определенных условиях или несоблюдении правил эксплуатации металлоизделия даже нержавеющая сталь не в состоянии противостоять вездесущей и безжалостной коррозии. В статье будет рассказано, как защитить нержавейку от ржавчины.
Многие мастера удивляются, когда конструкция или изделие из нержавеющей стали начинает постепенно тускнеть, темнеть и покрываться ржавчиной. В таких случаях обычно грешат на недобросовестного продавца или изготовителя нержавейки.
Но как показывает практика, многие марки нержавеющей стали склонны к появлению и развитию коррозионных процессов. В статье можно будет узнать о видах коррозии нержавеющей стали, а также о методах борьбы со ржавчиной.
Что защищает нержавеющую сталь от коррозии
Основным легирующим компонентом стали является хром. Под воздействием кислорода данный металл обрастает защитной пленкой, которая весьма качественно изолирует сталь от дальнейшего окисления и развития коррозии.
В недорогих марках нержавеющей стали используется низкий процент содержания легирующих добавок, до 10%. Подобные виды нержавейки хоть и сопротивляются коррозии, но из-за небольшого количества легирующих компонентов сталь не в состоянии бороться с коррозией при условии повышенной влажности и прочих неблагоприятных факторах.
Нержавеющую сталь с низким содержанием легирующих компонентов, до 2,5%, называют низколегированной.
Стали с содержанием легирующих добавок 2,5-10% относятся к числу среднелегированных. Подобные виды нержавейки демонстрируют неплохую защиту от коррозии, но потемнения и ржавчина все же иногда появляются.
Нержавеющая сталь с концентрацией легирующих компонентов 10-50% считается высоколегированной. При обычных условиях температуры и давления эта разновидность нержавейки не склонна к коррозии. Но при нарушении правил эксплуатации металлоизделия даже высоколегированная нержавеющая сталь может покрыться следами коррозии.
Теперь подробнее о том, как защитить нержавейку от ржавчины.
Почему ржавеет нержавеющая сталь
Протекание коррозионных процессов в легированной стали обусловлено повреждением поверхностной защитной пленки оксида хрома. Повреждение защитного слоя нержавеющей стали может происходить под действием следующих факторов:
- Механическое воздействие
- Нагрев
- Химическое воздействие
Конструкции и изделия из нержавеющей стали обычно обретают повреждение оксидной пленки хрома либо на стадии изготовления, либо при неправильной эксплуатации.
- Нержавеющая сталь может легко покрыться следами коррозии в местах появления потертостей, царапин, сколов и прочих механических повреждений. Особенно высок риск корродирования нержавейки в условиях повышенной влажности.
Металлоизделия из низко- и среднелегированной стали настоятельно рекомендуется эксплуатировать и содержать в сухих теплых условиях. Особенно это касается ножей и прочего инструмента.
После использования нержавеющий инструмент нужно вытереть насухо и отправить на хранение в сухое проветриваемое место.
- При сильном нагреве нержавеющей стали, свыше 1000 С, оксидная пленка хрома просто выгорает. Такое обычно происходит при сварке, резке и термообработке нержавеющего металлоизделия.
При нагреве легированной стали незащищенные оксидом хрома поверхности начинают вступать в реакцию с кислородом. В итоге нержавеющая сталь обретает очаги возникновения коррозии, которые со временем начнут разрастаться.
Области высокого нагрева нержавеющей стали требуют дополнительной защитной обработки. Обычно сварочные швы и прочие поверхности, которые нагревались, подвергают пассивированию при помощи ингибитора коррозии.
- Нержавеющая сталь может легко поржаветь и при химическом воздействии некоторых веществ. Нержавейка боится контакта с хлорсодержащими жидкостями, парами и прочими реагентами.
Вместе с хлором нержавейка боится контакта с веществами, в которых содержатся йод и бром. Оксидная пленка хрома стойко переносит воздействие достаточно сильных кислот и щелочей. Но защитный слой нержавейки легко разрушается при контакте с компонентами галогенового ряда.
Нержавеющая сталь может начать корродировать при контакте с дорожной химией и ее парами.
Ржавение легированного трубопровода обычно связывают с добавлением в проточную воду или теплоноситель хлорсодержащих добавок, которые призваны бороться с патогенными микрофлорой и микрофауной.
Особенно быстро коррозия развивается при хлорировании теплого/горячего трубопровода.
Какие еще встречаются виды коррозии нержавеющей стали.
В некоторых случаях появление на поверхности легированного металлоизделия ржавчины объясняется коррозией частиц стороннего металла. Ржавчиной может покрыться металлоконструкция из нержавейки, которая стояла рядом с местом резки нелегированного или низколегированного металлопроката.
При коррозии частиц стороннего металла само металлоизделие из нержавейки остается целым и невредимым. Ржавчина не будет проникать под защитную пленку легирующих компонентов, так как корродирует сторонний металл, просто находящийся на поверхности изделия.
Виды коррозии нержавеющей стали
Коррозия нержавеющей стали может иметь различные проявления, зависимо от условий эксплуатации металлоизделия и прочих факторов.
Различают следующие виды коррозии нержавейки:
- Общая коррозия – ржавчина развивается под действием неблагоприятных условий, к которым можно отнести повышенную влажность, нагрев и наличие в испарениях активных галогенов, таких как хлор, йод, бор и пр.
Общая коррозия может быть полной или неравномерной (локальной).
Для борьбы с общей коррозией часто прибегают к помощи пассивации нержавеющего металла.
- Щелевая коррозия – окислительный процесс происходит в углублениях, углах и различных сопряжениях поверхностей. В таких местах обычно скапливается влага, что ускоряет и усиливает коррозию.
Если металлоизделие из нержавеющей стали имеет много стыков или рельефную поверхность, а также эксплуатируется в условиях с повышенной влажностью, то место установки подобной конструкции следует хорошо проветривать и подвергать сушке.
Не лишней будет и обработка легированной стали ингибитором коррозии.
- Точечная коррозия – эта разновидность ржавчины носит локальный характер. Такая коррозия обычно появляется на месте механического повреждения. Точечную коррозию усиливает повышенная влажность.
Место повреждения защитной пленки хрома становится анодом. Такой металл начинает активно окисляться и съедаться ржавчиной.
- Межкристаллическая коррозия – ржавчина появляется в результате нагрева нержавеющей стали до высокой температуры.
- Электрохимическая коррозия – ржавчина появляется в результате взаимодействия разнородных металлов в токопроводящей среде, при наличии электрического тока.
Данный вид коррозии приводит к достаточно быстрому и глубокому поражению нержавейки. Чтобы обезопасить легированное металлоизделие, нержавеющую конструкцию следует подключить к катоду. Но в этом случае металл будет покрываться налетом из частиц анода.
Что еще нужно знать о том, как защитить нержавейку от ржавчины.
Как защитить нержавеющую сталь от появления коррозии и дальнейшего развития ржавчины
Чтобы обезопасить нержавейку от потемнения и появления ржавчины, следует придерживаться следующих правил:
- Изделия из низколегированной и среднелегированной стали следует использовать и хранить при условии невысокой влажности. Если металлоконструкция все же подверглась воздействию влаги, то нужно быстро обсушить нержавейку.
Если металлоконструкция из низко- либо среднелегированной нержавейки размещена на улице или эксплуатируется в условиях повышенной влажности, то необходимо время от времени чистить и обработать легированную сталь пассивирующим раствором.
- При использовании металлоизделий из нержавеющей стали следует оградить нержавейку от контакта с компонентами галогенового ряда, такими как бор, хлор, йод и т.д.
Галогены являются сильными окислителями, которые легко разрушают поверхностный защитный слой, создаваемый хромом и прочими легирующими добавками.
- При сварке металлоизделий и конструкций из нержавеющей стали следует обрабатывать сварочные швы и прилегающие поверхности пассивирующим раствором.
Если не защитить нагретые до высокой температуры участки нержавейки, металл со временем покроется межкристаллической коррозией.
