Odpornost Incoloya 925 proti jamičasti in razpokani koroziji
1. Osnovni mehanizmi odpornosti proti jamičasti in razpokani koroziji
Visoka vsebnost kroma (19,0–21,0 mas.%): Krom na površini zlitine tvori gost, oprijemljiv in samo{0}}celitveni pasivni film kromovega oksida. Ta film deluje kot fizikalna in kemična pregrada ter preprečuje, da bi jedki ioni (zlasti Cl⁻) prodrli v podlago in sprožili korozijo.
Dodatek molibdena (2,5–3,5 mas.%): Molibden je ključni element za povečanje lokalne odpornosti proti koroziji. Sodeluje pri oblikovanju pasivnega filma, izboljša stabilnost in kompaktnost filma. Še pomembneje je, da lahko molibden zavre adsorpcijo Cl⁻ na površini zlitine in prepreči razgradnjo pasivnega filma, ki ga povzroči kopičenje kloridnih ionov.
Legiranje bakra (1,5–3,0 mas.%): Baker poveča odpornost zlitine na redukcijska kisla okolja (npr. žveplova kislina, mediji fosforne kisline) in sinergistično izboljša stabilnost pasivnega filma v mešanih medijih, ki vsebujejo klorid-.
Strog nadzor nad škodljivimi elementi: Kot smo že omenili, nizke meje C (manj kot ali enako 0,03 mas.%), S (manj kot ali enako 0,015 mas.%) in P (manj kot ali enako 0,020 mas.%) preprečujejo nastanek karbidnih oborin, sulfidnih vključkov in drugih napak. Te napake so možna mesta začetka luknjičaste in razpokane korozije; njihova odstranitev zagotavlja enotnost pasivne folije in strukture substrata.
Mikrostruktura krepitve padavin: Po ustrezni toplotni obdelavi (žarjenje v raztopini + staranje) zlitina izloča fino 'fazo (Ni₃(Ti,Al)) in karbide, ki povečajo mehansko trdnost, ne da bi bistveno zmanjšali odpornost proti koroziji. Enakomerna porazdelitev oborin preprečuje mikrostrukturne heterogenosti, ki bi lahko povzročile lokalizirano korozijo.
2. Delovanje v tipičnih korozivnih okoljih
Vodne-raztopine, ki vsebujejo klorid: V morski vodi, slanici slanega jezera in industrijski hladilni vodi z visokimi koncentracijami klorida ohranja zlitina odlično odpornost proti luknjicam.
Za Incoloy 925 je vrednost PREN na splošno nad 35, kar je veliko višje kot pri običajnih avstenitnih nerjavnih jeklih (npr. nerjavno jeklo 304 s PREN ≈ 18). Ta visoka vrednost PREN kaže na njegovo močno sposobnost odpornosti proti luknjičasti koroziji v kloridnih okoljih.
Scenariji korozije v razpokah: V pogojih z režami, kot so prirobnični priključki, vijačni spoji in cevne plošče izmenjevalnika toplote, kjer so stagnirajoči korozivni mediji nagnjeni k kopičenju, Incoloy 925 kaže dobro odpornost proti koroziji v režah. Preizkusi so pokazali, da zlitina v 3,5 mas. % raztopine NaCl pri 60 stopinjah ne povzroči očitne razpokane korozije niti po dolgotrajni -potopitvi, medtem ko lahko običajna nerjavna jekla pod enakimi pogoji trpijo zaradi hude razpokane korozije.
Okolja za proizvodnjo nafte in plina: V okoljih v vrtini, ki vsebujejo H₂S, CO₂ in kloridne ione (tako-pogoji "kisle uporabe"), je zlitina odporna na luknjičasto in razpokano korozijo, ki jo povzroča kombinirano delovanje korozivnih plinov in ionov, zaradi česar je primerna za izdelavo cevi za vrtino, ventilov in komponent ustja vrtine.
Medij za kemično obdelavo: V medijih, kot so žveplova kislina, fosforna kislina in organske kisline, ki vsebujejo kloridne nečistoče, lahko zlitina ohrani stabilno delovanje brez lokalne korozije, kar velja za notranjost kemičnih reaktorjev, cevovodne sisteme in dele ventilov črpalke.
3. Dejavniki, ki vplivajo na odpornost proti luknjičasti in razpokani koroziji
Dvig temperature: Višje temperature pospešijo hitrost migracije kloridnih ionov in elektrokemično korozijsko reakcijo, kar zmanjša stabilnost pasivnega filma. Ko temperatura preseže 120 stopinj, bo odpornost zlitine proti luknjičasti in razpokani koroziji postopoma upadla, zato je treba sprejeti ustrezne zaščitne ukrepe (kot je zmanjšanje koncentracije medija, uporaba inhibitorjev korozije).
Koncentracija kloridnih ionov: Ko koncentracija kloridnih ionov preseže 10.000 ppm, se poveča nevarnost luknjičaste korozije. V okoljih z visoko-koncentracijo slanice je potrebno redno spremljanje stanja površine zlitine, da se prepreči razpad pasivnega filma.
Geometrija reže: Ozke in globoke reže bodo bolj verjetno povzročile stagnacijo jedkih medijev in kopičenje jedkih ionov, kar vodi do korozije v špranjah. Razumna konstrukcijska zasnova (npr. izogibanje ostrim vogalom, uporaba tesnil z dobro odpornostjo proti koroziji) lahko zmanjša to tveganje.
Postopek varjenja: Nepravilni varilni postopki (npr. čezmerni vnos toplote, nepopolno varjenje) lahko povzročijo preobčutljivost toplo-prizadetega območja ali nastanek napak pri varjenju (npr. poroznost, nepopolno taljenje), ki postanejo šibke točke za jamičasto in špranjsko korozijo. Sprejetje standardnih varilnih postopkov (GTAW, SMAW) in nadzorovanje varilnih parametrov lahko zmanjšata takšne vplive.
