Нержавейка ржавеет: причины и методы борьбы с коррозией нержавеющей стали

Ржавеет ли нержавейка, почему это происходит и что делать

Ржавеет ли нержавейка и почему это всё-таки происходит – достаточно частые вопросы от покупателей легированного сплава. На коррозионную стойкость способны повлиять два фактора: эксплуатация материала в агрессивной среде и нарушения в его структуре. Мы рассмотрим подробнее причины ржавчины и методы её устранения, а также принципы правильного ухода за материалом.

Основные причины появления ржавчины

Нержавеющий металлопрокат имеет стойкость к коррозии за счёт наличия в составе определённой доли хрома. Когда данный элемент имеется в сплаве в необходимом количестве, то при взаимодействии с опасной средой (кислоты, щелочи, вода и даже воздух) создаёт защитный слой оксида CrO. Именно его непроницаемый слой не позволяет коррозии распространяться.

Так почему ржавеет нержавейка, состав которой обеспечен хромом? На стали возникает ржавчина во всех тех случаях, когда легирующего компонента не хватает для образования и стабилизации достаточного оксидного слоя. Даже контакты с обычной низколегированной либо же углеродистой сталью могут стать непосредственной причиной коррозии на нержавейке.

Известно, что нержавейка ржавеет после сварки с применением порошковой проволоки. На неподготовленной стороне материала свободное железо может задержаться тонким слоем и заржаветь при отсутствии очистки химическим либо же абразивным методом. Понимание, почему ржавеют сварные швы на нержавейке, позволяет избежать неприятного процесса.

Особенности предназначения материала

Также важно понимать, что не всех видов нержавеющая сталь предусмотрена для эксплуатации во всех возможных агрессивных средах. Например, обычная нержавейка ржавеет в условиях пищевого производства, где применяются чистящие средства с содержанием хлора. Это же происходит с материалом, который не предназначен для использования в морской воде.

Выбирая конкретный легированный материал, необходимо изучить его состав и особенности. Технология изготовления стали должна предусматривать её назначение и специфику эксплуатации. Ржавеет нержавейка также вследствие механических повреждений либо непредусмотренной термообработки. Этот процесс называют точечной коррозией, которую можно устранить.

Основные методы устранения

Приобретенная нержавейка ржавеет, что делать в такой ситуации? Основной метод очистки известен, как пассивация металла и предполагает переход его поверхности в пассивное состояние. Этот процесс связан с образованием на материале тонких слоев соединений, которые и препятствуют коррозии. Они позволяют тормозить или добиться полного прекращения процесса коррозии.

Когда люди понимают причины, почему ржавеет нержавеющая сталь, то часто прибегают к простым методам очистки. Для удаления ржавчины достаточно мытья при помощи теплой воды и обычных моющих средств. Ни в коем случае нельзя применять дезинфицирующие порошки и жидкости, которые в составе содержат хлор. Этот элемент быстро разрушает нержавеющую сталь.

Существуют также специальные средства для ухода за нержавеющей сталью, которые обеспечивают полирующий эффект. Важно понимать, применение подобных средств может привести к деформированию фактуры поверхности в области применения. Интенсивная полировка может испортить внешний вид изделия, что особенно актуально для матовых типов поверхностей.

С целью удаления ржавых пятен сегодня используются мыльные растворы и органические растворители. Для особо тяжёлых случаев возможна шлифовка и обработка определёнными химическими компонентами. Когда речь идёт о царапинах изделий неглубокого характера, возможна полировка нейлоном. В каждом случае важен особый подход.

Уход за нержавеющей сталью

Прежде всего изделия из нержавейки важно содержать в чистоте. В процессе их очистки, движения нужно осуществлять по направлению линий шлифовки, исключая круговые движения по поверхности. Регулярный и грамотный уход – основная причина, почему нержавейка не ржавеет. Очень важно оберегать трубы из нержавейки от условий агрессивных сред.

В эксплуатации нержавейки важно предусмотреть отсутствие её контактов со сталью обычного вида. Проволочные щетки для неё подходят нержавеющие и больше никакие. Однако постоянное их применение тоже не рекомендуется, они на материале оставляют механические повреждения и этим способствуют образованию коррозии. Определить свободное железо на материале можно опрыскиванием водой и после выдержкой изделия во влажном состоянии.

Ржавеет ли нержавеющая сталь из-за других, пораженных коррозией изделий? Да! И поэтому контакт таких изделий нельзя допускать!

Необходима отвечающая высоким требованиям сталь?

Выбирайте материал с подходящими свойствами на нашем сайте и оставляйте заказ! В нашем ассортименте представлен материал самого разнообразного назначения!

Выводы

Мы рассмотрели, в каких случаях нержавейка ржавеет и как этого избежать. В первую очередь важно ответственно подойти к выбору материала. Покупая легированный сплав, необходимо отталкиваться от его назначения. До заказа обязательно получите консультацию от представителей производителя. Не стесняйтесь задавать вопросы об особенностях необходимого вам материала.

Чтобы обеспечить материалу долговечность и презентабельный вид, важно осуществлять за ним грамотный уход. Все изделия из нержавейки должны храниться в безопасных условиях, в сухом состоянии и без контакта с обычной сталью. Если ржавчина всё же проявилась, устранять ее нужно оперативно.

Если вам необходима нержавейка листовая или трубы из легированного материала, у нас можно оставить заказ на выгодных условиях!

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.

1. 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.

    

2. 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.

    

3. 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.

    

4. 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.

Ржавеет ли нержавеющая сталь? — thyssenkrupp Materials (Великобритания)

Нержавеющая сталь представляет собой стальной сплав с минимальным содержанием хрома 10,5%. Хром вступает в реакцию с кислородом воздуха и образует защитный слой, который придает нержавеющей стали высокую устойчивость к коррозии и ржавчине. На данный момент на рынке представлено более 150 разновидностей нержавеющей стали.

Из-за неприхотливости в уходе, устойчивости к окислению и окрашиванию нержавеющая сталь предпочтительнее во многих областях, особенно там, где важна эстетика.

Несмотря на эти впечатляющие характеристики, нержавеющая сталь может ржаветь и действительно ржавеет, она «нержавеющая», а не «нержавеющая». Некоторые виды нержавеющей стали более подвержены коррозии, чем другие, в зависимости от содержания хрома. Чем выше содержание хрома, тем меньше вероятность того, что металл будет ржаветь.

Но со временем и при неправильном уходе на нержавеющей стали может появиться и будет появляться ржавчина.

Факторы, влияющие на ржавчину на нержавеющей стали

На способность нержавеющей стали противостоять коррозии могут влиять различные факторы. Состав стали является самой большой проблемой, когда речь идет о коррозионной стойкости. Элементы из различных марок нержавеющей стали могут отрицательно влиять на коррозионную стойкость.

Окружающая среда, в которой используется металл, является еще одним фактором, который может увеличить вероятность коррозии нержавеющей стали. Среды с хлором, такие как плавательные бассейны, очень агрессивны. Кроме того, среда с соленой водой может ускорить коррозию нержавеющей стали.

Наконец, техническое обслуживание повлияет на способность металлов противостоять ржавчине. Хром в нержавеющей стали вступает в реакцию с кислородом воздуха, образуя защитный слой оксида хрома на поверхности. Хотя этот слой очень тонкий, он защищает металл от коррозии. Этот слой может быть разрушен агрессивными средами или механическими повреждениями, такими как царапины, однако при правильной очистке в подходящей среде защитный слой образуется снова, восстанавливая защитные свойства.

Типы коррозии нержавеющей стали

Существуют различные типы коррозии нержавеющей стали. Каждая из них представляет разные проблемы и требует разного подхода.

·         Общая коррозия – самая предсказуемая и с ней легче всего справиться. Характеризуется равномерным выпадением всей поверхности.

·         Гальваническая коррозия – этот тип коррозии поражает большинство металлических сплавов. Это относится к ситуации, когда один металл вступает в контакт с другим и вызывает реакцию одного или обоих друг с другом и коррозию.

·         Точечная коррозия – это локальный тип коррозии, оставляющий полости или отверстия. Это распространено в средах, содержащих хлориды.

·         Щелевая коррозия – также локальная коррозия, возникающая в щели между двумя соединяемыми поверхностями. Это может произойти между двумя металлами или металлом и неметаллом.

Как защитить нержавеющую сталь от ржавчины

Ржавчина из нержавеющей стали может вызывать беспокойство и выглядеть непривлекательно. Металл разработан так, чтобы противостоять коррозии, поэтому большинство пользователей боятся, когда начинают замечать пятна и ржавчину на металле. К счастью, на разных этапах существуют различные методы, которые могут помочь улучшить устойчивость к ржавчине и коррозии.

Дизайн

Подготовка на этапе планирования при использовании нержавеющей стали может окупиться в долгосрочной перспективе. Убедитесь, что металл используется в местах с минимальным проникновением воды, чтобы уменьшить повреждение поверхности. В случаях, когда контакт с водой неизбежен, следует применять дренажные отверстия. Конструкция также должна обеспечивать свободную циркуляцию воздуха для предотвращения повреждения сплава.

Изготовление

Во время изготовления необходимо уделять особое внимание окружающей среде, чтобы избежать перекрестного загрязнения другими металлами. Все, от инструментов, накопителей, токарных роликов и цепей, должно тщательно контролироваться, чтобы не допустить попадание примесей в сплав. Это может увеличить потенциальное образование ржавчины.

Техническое обслуживание

После установки сплава регулярное техническое обслуживание является ключом к предотвращению образования ржавчины, а также ограничивает распространение любой уже образовавшейся ржавчины. Удалите образовавшуюся ржавчину механическим или химическим способом и очистите сплав теплой водой с мылом. Также следует покрыть металл антикоррозийным покрытием.

 Подробнее: Плотность нержавеющей стали

Почему нержавеющая сталь ржавеет? |

***Обновление*** Мы ценим множество комментариев и запросов, которые мы получили в ответ на эту статью. Мы хотели бы поделиться тем, что мы предлагаем услуги типирования нержавеющей стали и анализ состава. Кроме того, мы можем помочь определить наличие и толщину любой обработки поверхности. Свяжитесь с нами, если эти услуги будут вам полезны: [email protected]

-The Polymer Solutions News Team

Нержавеющая сталь — это вездесущий материал с широким спектром применения: от использования в медицинских устройствах до деталей автомобилей, ювелирных изделий и кухонной утвари. Большая часть «волшебства» этого металлического материала заключается в том, что это нержавеющая сталь , теоретически она не ржавеет. Однако, если вы когда-либо владели или использовали изделие из нержавеющей стали, вероятно, вы замечали ржавчину (коррозию) и, возможно, даже задавались вопросом, не является ли его название неправильным. Почему материал, рекламируемый как «нержавеющий», ржавеет?

Большинство людей знакомы с металлами, включая нержавеющую сталь, которые подвержены коррозии при воздействии окружающей среды, такой как морская вода. Часто, не разбираясь в точной науке происходящего, люди соглашаются с тем, что воздействие на металлическое изделие морской воды оказывает повреждающее действие. Наука, стоящая за коррозией морской воды, заключается в том, что вода содержит хлор, вызывающий коррозию металлов, в том числе нержавеющей стали. Тем не менее, коррозия нержавеющей стали также может происходить без образования каких-либо продуктов коррозии для анализа (кроме ржавчины) и когда очевидная коррозионная среда не может быть обнаружена.

Чтобы понять, что вызывает ржавчину из нержавеющей стали, в первую очередь важно понять науку, которая обычно предотвращает ее ржавчину. Сталь состоит из железа и углерода, а нержавеющая сталь содержит железо, углерод и от 12 до 30% хрома. Нержавеющая сталь может содержать другие элементы, такие как никель и марганец, но хром является ключевым элементом, который делает ее устойчивой к ржавчине. Когда поверхность обычной стали подвергается воздействию кислорода, она обычно образует оксид железа (Fe ₂ O ₃ ), который имеет хорошо известный цвет красной ржавчины. Оксид железа не образует сплошного слоя на стали, потому что молекула оксида имеет больший объем, чем основные атомы железа, и в конечном итоге отслаивается, оставляя свежую сталь открытой, что затем запускает вредный цикл ржавчины. Когда нержавеющая сталь подвергается воздействию кислорода, на поверхности стали образуется оксид хрома, поскольку хром имеет очень сильное сродство к кислороду. Оксид хрома представляет собой очень тонкий слой, который не отслаивается и предотвращает дальнейшее окисление нержавеющей стали. Даже если нержавеющая сталь поцарапана и слой оксида хрома удален, новый слой оксида хрома сформируется и защитит остальную часть нержавеющей стали под ним. Пока присутствует достаточное количество хрома, слой оксида хрома будет продолжать защищать нержавеющую сталь и предотвращать ее ржавление.

Вы когда-нибудь чистили инструмент из нержавеющей стали стальной проволокой или стальной мочалкой, после чего инструмент из нержавеющей стали ржавел в том же месте, которое было очищено щеткой? Или вы видели контейнер из нержавеющей стали или ржавчину раковины? Коррозия нержавеющей стали в отсутствие коррозионного элемента (например, хлора) обычно возникает из-за очень мелких частиц стали, соприкасающихся с поверхностью нержавеющей стали. Хром может защитить нержавеющую сталь, если локальная концентрация превышает 12 %, но если вы покроете поверхность нержавеющей стали достаточным количеством частиц стали, то локальная концентрация хрома может упасть ниже порога 12 %, и слой оксида хрома не сможет защитить нержавеющая сталь от кислородной атаки. Если этот тип коррозии происходит с нержавеющей сталью, ее можно исправить следующим образом: (A) очистив всю ржавчину, а затем (B) удалив крошечные частицы стали путем тщательной очистки детали из нержавеющей стали, обычно с помощью растворителя. Эти два шага должны позволить слою оксида хрома защитить нержавеющую сталь от дальнейшего окисления.

Менее распространенная форма ржавления нержавеющей стали возникает после того, как нержавеющая сталь подвергается воздействию очень высоких температур, часто в диапазоне 750-1550°F (400-850°C) ¹ . Этот тип коррозии часто наблюдается при сварке, когда нержавеющая сталь нагревается, а затем охлаждается. Если это произойдет, может произойти «сенсибилизация», когда углерод и хром соединяются вместе в нержавеющей стали и образуют карбиды. Эти карбиды располагаются на границах зерен нержавеющей стали, и границы зерен становятся дефицитными по хрому. При более низких концентрациях хрома на границах зерен защитный слой оксида хрома может стать прерывистым, и становится возможной ржавчина. «Сенситизация» может навсегда испортить нержавеющую сталь; однако повреждение иногда можно уменьшить с помощью сложной термообработки.

Хотя ржавчина — это то, что большинство из нас видит каждый день и кажется простым явлением, она может быть результатом ряда сложных процессов. Понимание материаловедения металлов имеет решающее значение для обеспечения правильной работы продукта и устранения проблем, таких как ржавчина, по мере их возникновения. Также важно понимать материаловедение металлов и ржавчины при работе над анализом отказов, связанных с коррозией. Если вы обнаружите, что столкнулись с неожиданной ржавчиной или другими проблемами с металлом, оставьте комментарий ниже или свяжитесь с нами по адресу [email protected].

Алекс Уэнсли закончил магистратуру. получил степень бакалавра материаловедения в Технологическом институте Вирджинии и получил степень доктора технических наук. лицензия в Северной Каролине. У него многолетний опыт работы в области судебно-медицинской экспертизы и металлургии, который включает в себя анализ отказов и работу по контролю качества для промышленных клиентов, а также индивидуальные испытания и анализ отказов материалов для судебных разбирательств.

¹ Будинский К.Г. и М.