Rodzaje korozji stali nierdzewnej

Stal nierdzewna nie jest – wbrew pozorom – całkowicie niewrażliwa na działanie procesów korozyjnych. Wyróżnia się za to maksymalną przed nimi ochroną. Niemniej w pewnych warunkach może dojść do uszkodzeń. Korozja stali nierdzewnej pojawia się najczęściej w wyniku różnorodnych czynników atmosferycznych. To jednak tylko jeden aspekt, który ma wpływ na parametry stali. O wszystkich formach korozji i jej skutkach można dowiedzieć się z naszego wpisu.

Rodzaje korozji – kategorie korozyjności

Na samym początku warto wiedzieć, że istnieją różne kategorie korozyjności środowiska. To ważna informacja ze względu na to, że pozwala zorientować się, czy materiał nadaje się do eksploatacji w danym miejscu. Bez tak podstawowej informacji korozja stali nierdzewnej jest wręcz nieunikniona. Zawsze należy sprawdzić, czy kategoria odpowiada warunkom panującym w budynku bądź poza nim. Według PN-EN ISO 12500 istnieje 5 wariacji korozyjności:

• C1 (bardzo mała). Dotyczy to takich ogrzewanych obiektów, jak biura czy sklepy. Właściwa konserwacja powierzchni pozwala zastosować stale bez dodatku molibdenu.
• C2 (mała). Przeznaczona głównie do obszarów wiejskich i budynków nieogrzewanych, np. magazynów czy hal. Sugeruje się użycie stali nierdzewnej bez molibdenu.
• C3 (średnia). Stworzona z myślą o atmosferze zanieczyszczonej tlenkiem siarki (IV) oraz pomieszczeniach produkcyjnych o dużej wilgotności. Niezbędne użycie stali nierdzewnej z dodatkiem molibdenu.
• C4 (duża). Dla obszarów przemysłowych i przybrzeżnych, zakładów chemicznych czy stoczni. Zaleca się stosowanie stali z molibdenem.
• C5 (bardzo duża). Użytkowana niemal wyłącznie w agresywnej, wilgotnej atmosferze oraz budowlach z ciągłą kondensacją i dużym zanieczyszczeniem.

Powyższe przykłady związane są z tak zwaną korozją atmosferyczną. Ma ona szczególne znaczenie w przypadku stali użytkowanych w warunkach zewnętrznych, choć nie pozostaje bez znaczenia wewnątrz budynków.

Korozja wysokotemperaturowa w środowiskach o właściwościach utleniających

Dotyczy ona w większości przypadków stali żaroodpornych oraz żarowytrzymałych, ale dotyka również stal nierdzewną. Podobnie jak inne rodzaje korozji, może nieodwracalnie uszkodzić materiał. Wynika to z właściwości utleniających w podwyższonej temperaturze. W wyniku działania tych procesów na powierzchni stali tworzą się produkty reakcji, zwłaszcza zgorzelina. Proces utleniania może też zajść w głębi metalu. Ponieważ nie zachodzi kondensacja wilgoci, korozja wysokotemperaturowa nazywana jest również suchą lub gazową.

Co może spowodować niszczenie stali nierdzewnej w wysokich temperaturach? Główną przyczyną są substancje gazowe. Korozja wysokotemperaturowa to efekt działania tlenu, pary wodnej, dwutlenku węgla, siarek gazowych, a nawet chlorowców. Ze względu na mechanizm utleniania wewnętrznego można spodziewać się powstania strefy utleniania przy jednoczesnym pojawieniu się zgorzeliny na powierzchni stali nierdzewnej, a także zajścia procesu w warunkach bezpośredniego stykania się agresywnej atmosfery z materiałem.

Korozja naprężeniowa i pęknięcia materiału

Trudne warunki środowiskowe nie są jedynym, co zagraża stali nierdzewnej. Oprócz tego należy zwrócić uwagę na sposób jej eksploatacji. Błędne użytkowanie może narazić je na różne rodzaje korozji. W tym przypadku mowa o naprężeniowej. Występuje ona w miejscach narażonych na naprężenia mechaniczne w połączeniu z agresywnym środowiskiem. Źródłem uszkodzenia mogą być zarówno czynniki zewnętrzne (konstrukcyjne), jak i wewnętrzne (np. rozciąganie czy ściskanie). Korozja naprężeniowa to także skutek niewłaściwie przeprowadzonej obróbki, co jest w oczywisty sposób winą producenta. Dlatego warto korzystać z oferty sprawdzonych dostawców.

Jak objawia się powyższe zjawisko? Łatwo je zidentyfikować poprzez pęknięcia w strukturze stali, które są efektem nierównomiernego rozmieszczenia składników stopu. Najwięcej szkód powstaje, gdy różnią się aktywnością chemiczną. Poza tym zachodzi w środowiskach powyżej 60ºC (a nawet 30ºC w przypadku akwenów krytych), które zawierają chlorki. Korozja naprężeniowa może zostać zniwelowana poprzez eliminację naprężeń zewnętrznych podczas użytkowania stali nierdzewnej, jeśli tylko jest taka możliwość.

Korozja mikrobiologiczna – skutek działania bakterii

Chociaż metale nie wydają się sprzyjającym środowiskiem dla rozwoju żadnych organizmów, to w rzeczywistości mogą stanowić świetne miejsce dla bakterii azotowych, tlenowych, manganowych i żelazowych. Wynika to z ich bardzo dobrego przystosowania do wszelkich warunków, a także tolerancji na temperaturę. Korozja mikrobiologiczna nie musi być wielkim problemem. Wystarczy regularnie konserwować stal nierdzewną w taki sposób, aby nie dochodziło do gromadzenia się bakterii. Dla przykładu można płukać i osuszać elementy w momencie, gdy nie podlegają eksploatacji.

Pozostałe rodzaje korozji stali nierdzewnej

Warto zauważyć, że korozja mikrobiologiczna nie jest sama w sobie formą rdzewienia. Uznawana jest raczej za proces, który inicjuje, a wielu przypadkach nawet przyspiesza korozję elementów ze stali nierdzewnej. Wskutek jej pojawienia się może dość np. do korozji szczelinowej czy wżerowej.

Na czym one polegają? Pierwsza z nich – szczelinowa – powstaje w trudno dostępnych miejscach. Mogą to być pęknięcia, miejsca łączeń czy właśnie szczeliny. To tam mikroorganizmy mogą się ukryć i rozwijać. Szczelinowa korozja stali nierdzewnej powstaje również w efekcie różnicy stężeń tlenu pomiędzy szczeliną a pozostałą resztą roztworu. Najlepszym sposobem uniknięcia tego rodzaju rdzewienia jest właściwa konstrukcja połączeń.

Wżerowa korozja stali nierdzewnej wywołuje tzw. wżery. Są one odpowiedzialne za poważne uszkodzenia powierzchni materiału. Problem pojawia się najczęściej w środowisku morskim oraz przybrzeżnym. Wżery występują przede wszystkim w miejscach uskoków dyslokacyjnych i obszarach uszkodzonej mechanicznie powierzchni pasywnej. Dlatego sugeruje się, aby w takich środowiskach stosować dodatki stopowe (np. chrom czy wspominany molibden).