ผลของไอออนคลอไรด์ต่อการกัดกร่อนของเหล็กคาร์บอนและสแตนเลส

ดูเหมือนจะเป็นการกัดกร่อนจากความแตกต่างของศักย์ไฟฟ้า ส่วนรายละเอียดนั้นผมก็ไม่เข้าใจเห นอกจากนี้ เมื่อนำเหล็กคาร์บอนมาวางไว้ร่วมกับสแตนเลส แล้วอันไหนจะเป็นฝ่ายเสียหายจากการกัดกร่อนกันแน่? มีคนบอกว่ามันทำให้เหล็กคาร์บอนเสื่อมสภาพ แล้วถ้าเหล็กคาร์บอนเสียหายไปด้วย จะกลัวอะไรล่ะ? @ylb913 @ปลาว่ายน้ำในทะเลทราย

วางเหล็กคาร์บอนกับสแตนเลสไว้ด้วยกัน จะทำให้สแตนเลสเกิดมลพิษ

มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับอุณหภูมิ ความดัน และความเข้มข้น: โลหะที่อยู่ในสภาวะดุนนั้นยังคงมีความสามารถในการเกิดปฏิกิริยาอยู่บ้าง กล่าวคือ กระบวนการละลายและการฟื้นฟูฟิล์มดุนนั้นอยู่ในสภาวะสมดุลตลอดเวลา เมื่อในสื่อมีไอออนลบที่มีความสามารถในการทำปฏิกิริยา (เช่น ไอออนคลอไรด์) สมดุลก็จะถูกรบกวน และการละลายจะเกิดขึ้นมากกว่า สาเหตุก็คือ ไอออนโครเมียมสามารถจับกับเยื่อป้องกันได้ก่อน ทำให้อะตอมของออกซิเจนถูกขับออกไป จากนั้นไอออนโครเมียมก็จะรวมตัวกับไอออนบวกในเยื่อป้องกัน เพื่อก่อให้เกิดสารคลอไรด์ที่ละลายได้ ผลก็คือจะเกิดรอยกัดเซาะขนาดเล็กขึ้นที่จุดต่างๆ ของโลหะพื้นผิวที่ปรากฏออกมาใหม่ (ขนาดของรูมักอยู่ที่ 20–30 ไมครอน) รอยกัดเซาะเหล่านี้เรียกว่า “แกนก่อตัวของรูกัดเซาะ” ซึ่งก็สามารถมองได้ว่าเป็นจุดก่อตัวของรูกัดเซาะนั่นเอง การมีอยู่ของไอออนคลอไรด์ส่งผลทำลายสภาวะดุลของสแตนเลสโดยตรง จากกราฟความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันไฟฟ้ากับกระแสไฟฟ้าที่วัดได้โดยใช้วิธีการวัดแรงดันไฟฟ้าคงที่กับตัวอย่างสแตนเลสในสารละลายที่มีความเข้มข้นของไอออนคลอไรด์แตกต่างกัน จะเห็นได้ว่าเมื่อแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วแอโนดถึงค่าหนึ่ง ความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้าจะลดลงอย่างรวดเร็ว ซึ่งบ่งชี้ว่าเริ่มมีการเกิดฟิล์มป้องกันที่มีความเสถียรขึ้น โดยฟิล์มนี้จะมีค่าความต้านทานสูง และจะคงสภาพอยู่ในช่วงแรงดันไฟฟ้าหนึ่งๆ (ช่วงการป้องกัน) เมื่อความเข้มข้นของไอออนคลอไรด์เพิ่มขึ้น ความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้าที่จุดวิกฤตก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน และศักย์การป้องกันในระดับเริ่มต้นก็จะสูงขึ้น ส่งผลให้ขอบเขตของบริเวณที่มีการป้องกันนั้นลดลง คำอธิบายสำหรับลักษณะนี้ก็คือ ในบริเวณศักย์การป้องกันการออกซิเดชัน ไอออนโครเมียมจะแข่งขันกับสารที่มีคุณสมบัติเป็นตัวออกซิไดซ์ และเข้าไปอยู่ในชั้นฟิล์ม ส่งผลให้เกิดข้อบกพร่องในโครงสร้างผลึก ซึ่งทำให้ค่าความต้านทานของออกไซด์ลดลง ดังนั้น ในสภาพแวดล้อมที่มีไอออนคลอไรด์อยู่ จึงไม่เกิดการเป็นสนิมได้ง่าย และยังไม่สามารถรักษาสภาพการเป็นสนิมไว้ได้เช่นกัน ในถังที่ผลิตจากสแตนเลสออสเตนิต หากมีสารละลายคลอไรด์อยู่ด้วย ก็จะเกิดการกัดกร่อนจากแรงดันได้เช่นกัน สาเหตุก็คือ ไอออนโครเมียมในสารละลายทำให้ชั้นฟิล์มป้องกันผิวของสแตนเลสเสียหาย เมื่อมีแรงดึงเกิดขึ้น บริเวณที่ชั้นฟิล์มป้องกันเสียหายก็จะเกิดรอยแตกขึ้น ซึ่งจะกลายเป็นบริเวณแอโนดของเซลล์การกัดกร่อน การกัดกร่อนทางไฟฟ้าที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องอาจนำไปสู่การแตกหักของโลหะในที่สุด การกัดกร่อนชนิดนี้ไม่ค่อยเกี่ยวข้องกับความเข้มข้นของไอออนคลอไรด์ แม้จะมีไอออนคลอไรด์ในปริมาณน้อยก็สามารถก่อให้เกิดการกัดกร่อนได้เช่นกัน ในกระบวนการผลิตจริง อุปกรณ์บางชนิดไม่ได้เสียหายจากการกัดกร่อนภายใต้สภาวะการทำงานปกติ แต่เกิดรอยแตกจากการกัดกร่อนภายใต้แรงดันขึ้นมาในช่วงที่หยุดการทำงาน เนื่องจากมีของเหลวที่มีความเข้มข้นต่ำ (5%) ของสารคลอไรด์หลงเหลืออยู่ในภาชนะ

การกัดกร่อนของสแตนเลสโดยไอออนคลอไรด์นั้นเป็นการกัดกร่อนแบบอิเล็กโทรเคมี กล่าวคือ หากบนพื้นผิวของสแตนเลสมีรอยบุ๋มหรือช่องว่าง ไอออนคลอไรด์จะรวมตัวกันอยู่ในบริเวณเหล่านั้น ส่วนไอออนที่มีประจุบวกในช่องว่างก็จะเคลื่อนที่ออกมาข้างนอก ซึ่งก่อให้เกิดการกัดกร่อนขึ้น ในทำนองเดียวกัน ไอออนคลอไรด์ก็สามารถก่อให้เกิดการกัดกร่อนกับเหล็กคาร์บอนได้เช่นกัน อัตราการกัดกร่อนมีความสัมพันธ์กับความเข้มข้นของไอออนคลอไรด์

สแตนเลสออสเตนิตอาจเกิดการกัดกร่อนได้ หากมีปริมาณสารนี้มากกว่า 25PPM

ส่วนใหญ่จะกัดกร่อนสแตนเลส โดยทั่วไปจะไม่เกิน 300

การกัดกร่อนของสแตนเลสในสภาพแวดล้อมที่มีไอโครเมียม หากปริมาณไอโครเมียมมากกว่า 25 ppm สแตนเลสก็จะเกิดการกัดกร่อนจากแรงดัน การกัดกร่อนแบบมีรู และการกัดกร่อนระหว่างผลึก ในความเป็นจริงแล้ว ในการนำไปใช้งานทางวิศวกรรม มักมีสถานการณ์ที่มีปริมาณไอออนคลอไรด์สูง ดังนั้นจึงมีการใช้สีกันสนิมชนิดไม่มีองค์ประกอบอินทรีย์ ZS-711 ของบริษัท Zhisheng Weihua เพื่อป้องกันไม่ให้ไอออนคลอไรด์กัดกร่อนสแตนเลส นอกจากนี้ยังช่วยป้องกันการกัดกร่อนของสแตนเลสจากคลอไรด์ที่มีออกซิเจนอยู่ด้วย เมื่อปริมาณออกซิเจนมากกว่า 1.0×10-6 สีกันสนิมชนิดไม่มีองค์ประกอบอินทรีย์นี้จะช่วยป้องกันการกัดกร่อนจากไอออนคลอไรด์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ การกัดกร่อนของสแตนเลสโดยไอออนคลอไรด์ในความเข้มข้นสูง สแตนเลสจะเกิดการกัดกร่อนแบบมีแรงดันภายใต้สภาพแวดล้อมที่มีไอออนคลอไรด์ร่วมกับออกซิเจน ความเสียหายจากการกัดกร่อนภายใต้แรงดันมีสัดส่วนสูงถึงประมาณ 45% ใช้มาตรการป้องกัน โดยการทาสีกันสนิมแบบอนินทรีย์ เพื่อยืดอายุการใช้งานของสแตนเลส และป้องกันไม่ให้เกิดการกัดกร่อนจากไอออนคลอไรด์ในปริมาณสูง