Die Korrosion von Kohlenstahl und Edelstahl durch Chloride
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Wie ist der Korrosionsmechanismus von Chloriden bei Kohlenstahl und Edelstahl jeweils? Wie hoch ist der Chloridwert?
Es scheint sich um Potenzialunterschiedskorrosion zu handeln, genau weiß ich es aber auch nicht. Außerdem: Wenn Kohlenstahl und Edelstahl zusammengebracht werden, welcher korrodiert dann? Es wird gesagt, dass es Kohlenstahl angreift – dann werden doch auch Kohlenstähle beschädigt. Wovor sollte man sich also fürchten? @ylb913 @Fische in der Wüste
Kohlenstahl und Edelstahl nebeneinander – das verunreinigt den Edelstahl
Es steht in engem Zusammenhang mit Temperatur, Druck und Konzentration: Metalle im Passivzustand besitzen dennoch eine gewisse Reaktionsfähigkeit – das Auflösen und die Wiederherstellung der Passivschicht (Neupassivierung) befinden sich somit im Gleichgewicht. Wenn das Medium aktive Anionen enthält (wie beispielsweise Chloridionen), wird das Gleichgewicht gestört und die Löslichkeit wird vorherrschend. Der Grund dafür ist, dass Chloridionen bevorzugt und selektiv an der Passivierschicht adsorbiert werden können. Dadurch werden die Sauerstoffatome verdrängt, und die Chloridionen binden sich anschließend mit den Kationen in der Passivierschicht zu löslichen Chloriden. In den so freigelegten Bereichen des Metallsubstrats entstehen kleine Korrosionslöcher – deren Durchmesser meist zwischen 20 und 30 μm liegt. Diese kleinen Löcher werden als Korrosionskerne bezeichnet; sie können auch als Aktivzentren für die Entstehung von Korrosionslöchern angesehen werden. Das Vorhandensein von Chloriden hat eine direkte zerstörerische Wirkung auf den Passivzustand von Edelstahl. Aus der Potenzial-Strom-Kurve, die mithilfe der Konstantpotenzialmethode an Stahlproben in Lösungen mit unterschiedlichen Chloridkonzentrationen gemessen wurde, geht hervor, dass das Anodenpotenzial einen bestimmten Wert erreicht. Ab diesem Punkt nimmt die Stromdichte plötzlich ab – das deutet darauf hin, dass eine stabile Passivschicht entsteht. Diese Schicht weist einen relativ hohen Widerstand auf und bleibt innerhalb eines bestimmten Potenzialbereichs (Passivierungszone) konstant. Mit zunehmender Konzentration an Chloridionen steigt die kritische Stromdichte, auch der Potenzialwert für die Primärpassivierung erhöht sich, und dadurch wird das Ausmaß des Passivierungsgebiets verringert. Die Erklärung für diese Eigenschaft ist, dass im Bereich des Passivierungspotentials die Chloridionen mit oxidierenden Stoffen konkurrieren und in die Schicht eindringen, wodurch Gitterfehler entstehen und der Widerstand des Oxids sinkt. Daher entsteht in Gegenwart von Chloriden weder leicht eine Passivierung noch kann sie aufrechterhalten werden. In Druckbehältern, die aus austenitischem Edelstahl hergestellt sind, kann es bei Vorhandensein einer Chloridlösung ebenfalls zu Spannungskorrosion kommen. Dies liegt daran, dass die Chloridionen in der Lösung die Passivschicht auf der Oberfläche des Edelstahls zerstören. Unter dem Einfluss von Zugspannungen entstehen in den von der Passivschicht betroffenen Bereichen Risse. Diese Risse bilden anschließend die Anodenzone einer Korrosionszelle. Die anhaltende elektrochemische Korrosion kann letztendlich zum Bruch des Metalls führen. Diese Korrosion hängt kaum mit der Konzentration an Chloriden zusammen; bereits geringe Mengen an Chloriden können zu Spannungskorrosion führen. In der praktischen Produktion werden einige Geräte nicht unter normalen Betriebsbedingungen durch Korrosion beschädigt, sondern während der Stillstandphase entstehen durch den in den Behältern verbleibenden Kondensat mit niedriger Konzentration an Chloriden (5 %) Spannungsrisse.
Die Korrosion von Edelstahl durch Chloride gehört zur elektrochemischen Korrosion. Wenn es auf der Oberfläche des Edelstahls Löcher oder Spalten gibt, sammeln sich die Chloride in diesen Löchern oder Spalten an. Gleichzeitig bewegen sich die positiv geladenen Ionen aus den Spalten nach außen – dadurch entsteht die Korrosion. Ebenso führen Chloridionen zu Korrosion bei Kohlenstahl. Die Korrosionsrate hängt von der Konzentration der Chloridionen ab.
Bei austenitischem Edelstahl kann es bei einem Gehalt von mehr als 25 ppm zu Korrosion kommen.
Hauptsächlich Korrosion von Edelstahl, in der Regel nicht über 300
Die Korrosion von Edelstahl in einer Umgebung mit Chloriden tritt auf, wenn der Chloridgehalt über 25 ppm liegt. In solchen Fällen kann es zu Spannungskorrosion, Porenkorrosion sowie interkristalliner Korrosion kommen. Tatsächlich wird in technischen Anwendungen, in denen hohe Konzentrationen an Chloriden vorliegen, das anorganische Korrosionsschutzmittel ZS-711 von Zhisheng Weihua eingesetzt. Es verhindert effektiv die Korrosion des Edelstahls durch Chloride. Zudem schützt es auch vor der Korrosion durch gelöste Sauerstoffchloride – insbesondere dann, wenn die Menge an Sauerstoff 1,0×10-6 oder mehr beträgt. Die Schicht aus dem anorganischen Korrosionsschutzmittel bietet somit einen hervorragenden Schutz gegen die Korrosion durch Chloride. Die Korrosion von Edelstahl durch hohe Konzentrationen an Chloriden: Edelstahl erleidet in einer korrosiven Umgebung mit Sauerstoff und Chloriden eine Spannungskorrosion. Der Anteil des Versagens durch Spannungskorrosion beträgt etwa 45 %. Erwägen Sie Präventivmaßnahmen wie das Auftragen von anorganischen Korrosionsschutzbeschichtungen, um die Lebensdauer von Edelstahl zu verlängern und ihn vor der Korrosion durch hohe Konzentrationen an Chloriden zu schützen.