Почему трубы из нержавеющей стали могут покрываться красной ржавчиной

Почему трубы из нержавеющей стали могут покрываться красной ржавчиной

Появление красной ржавчины на трубах из нержавеющей стали является распространенной проблемой, но важно понимать, что это, как правило, поверхностное загрязнение или локальная коррозия, а не разрушение всего основного материала. Нержавеющая сталь является «нержавеющей» благодаря своему защитному пассивному слою, а не потому, что она не подвержена ржавчине.

Вот основные причины:

1. Поверхностное загрязнение (Наиболее распространенная причина)

Это часто называют «свободным железом» загрязнением.

• Механизм: Во время производства, резки, обработки или установки крошечные частицы обычной углеродистой стали от инструментов, проволочных щеток или близлежащих шлифовальных операций могут встраиваться или размазываться по поверхности трубы из нержавеющей стали.

• Почему ржавеет: Эти частицы углеродистой стали не имеют защитного слоя оксида хрома. При воздействии влаги и кислорода они быстро ржавеют, образуя характерную красную ржавчину (Fe₂O₃). Эта ржавчина находится только на поверхности и часто может быть стерта, но она может оставлять пятна на нержавеющей стали.

2. Повреждение пассивного слоя

Коррозионная стойкость нержавеющей стали обеспечивается тонким, невидимым и прочным слоем оксида хрома (Cr₂O₃), который образуется на ее поверхности.

• Механизм: Механические повреждения (например, глубокие царапины, истирание), сварочный нагрев (создающий «цвета побежалости») или химические повреждения могут повредить этот слой.

• Почему ржавеет: Если поврежденный участок не может повторно пассивироваться (т. е. повторно сформировать свой оксидный слой) под воздействием кислорода, лежащее в основе железо становится уязвимым и может начать корродировать. Сварка, в частности, может создать зону, где хром соединился с углеродом, истощая его из матрицы и делая область менее «нержавеющей» (сенсибилизация).

3. Воздействие агрессивных химикатов (хлоридов)

• Механизм: Ионы хлорида, содержащиеся в соли (морская вода, дорожная соль), некоторых чистящих средствах и даже в водопроводной воде, чрезвычайно агрессивны. Они могут локально разрушать пассивный слой оксида хрома.

• Почему ржавеет: Это приводит к тяжелой форме локальной коррозии, называемой питтинговой коррозией. Образуется небольшая ямка, и внутри этой ямки среда становится очень кислой, препятствуя повторному образованию пассивного слоя. Коррозия продолжается, и вокруг отверстия ямки часто образуется красная ржавчина.

4. Гальваническая коррозия

• Механизм: Когда нержавеющая сталь напрямую соединена с менее «благородным» металлом (например, углеродистой сталью, медью или алюминием) в присутствии электролита (например, воды), создается гальваническая ячейка.

• Почему ржавеет: Если нержавеющая сталь является катодом, а другой металл является анодом, анод будет корродировать жертвенно. Однако, если ситуация обратная, или если соединение приводит к разрушению пассивного слоя, это может привести к коррозии нержавеющей стали. Важно отметить, что ржавчина от корродирующих фитингов из углеродистой стали может стекать и окрашивать нержавеющую трубу, создавая впечатление , что нержавеющая сталь ржавеет.

5. Неправильный выбор марки для окружающей среды

• Механизм: Существует много марок нержавеющей стали. Обычные марки, такие как 304, обеспечивают хорошую коррозионную стойкость в мягких условиях. Однако в средах с высоким содержанием хлоридов или кислотности они недостаточны.

• Почему ржавеет: Использование нержавеющей стали более низкой марки (например, 304) в агрессивной среде (например, прибрежная зона, химический завод) приведет к разрушению ее пассивного слоя и последующему ржавлению. В этих случаях требуется более устойчивая марка, такая как 316 (которая содержит молибден).

Сводная таблица

Как это предотвратить:

• Предотвращение загрязнения: Используйте специальные, чистые инструменты и абразивы для нержавеющей стали.

• Пассивация: После изготовления обработайте трубы кислотой (например, азотной кислотой), чтобы удалить свободное железо и улучшить слой оксида хрома.

• Травление и пассивация: Для сварных участков используйте травильную пасту для удаления цветов побежалости и восстановления пассивного слоя.

• Правильный выбор материала: Выберите подходящую марку нержавеющей стали (например, 316 для морской среды).

• Предотвращение гальванического контакта: Используйте изолирующие прокладки или фитинги при соединении с разнородными металлами.