فولاد ضد زنگ، آلیاژی است که از آهن، کروم و سایر فلزات ساخته شده است. این ماده به دلیل مقاومت در برابر عوامل محیطی مانند خوردگی در بین مردم شناخته شده است. با این حال، افزایش مقاومت آن به این معنی نیست که کاملاً غیرقابل نفوذ است.  در شرایط خاص، امکان دارد ورق، میلگرد و لوله استیل زمانی دچار خوردگی شوند و مشکلات زیادی را برای مصرف‌کنندگان ایجاد کنند. در این مقاله عوامل خوردگی فولاد ضد زنگ را معرفی کرده‌ایم و اقداماتی که در هنگام استفاده از این محصول فلزی باید از آن اجتناب شود، بررسی خواهند شد.

چه چیزی سبب خوردگی فولاد ضد زنگ می‌شود؟ و روش جلوگیری از آن

• غوطه‌وری در اسید
• کلریدهای قوی
• واکنش‌های گالوانیک
• آهن یا فولاد ساده پیوندی
• کمبود اکسیژن
• درجه حرارت بسیار بالا

فولاد ضد زنگ آلیاژها و گریدهای متعددی دارد که از نظر ترکیب فلزی، فرآیند آلیاژسازی و روش‌های ساخت با یکدیگر متفاوت هستند. یک ویژگی که همه آلیاژهای فولاد ضد زنگ از آن برخوردارند، لایه غیرفعال آنها است. این لایه از اکسید کروم ساخته شده است و زمانی که سطح فلز در معرض اکسیژن قرار می‌گیرد، به وجود می‌آید.

لایه غیرفعال در برابر آب غیر قابل نفوذ است، در اثر حضور اکسیژن، تولید می‌شود و به محافظت از فولاد ضد زنگ در برابر زنگ‌زدگی و خوردگی کمک می‌کند. همچنین می‌تواند گرمای زیاد را بدون ذوب شدن تحمل کند؛ اگرچه ممکن است به مرور زمان تغییر رنگ دهد.

این لایه غیرفعال شکست ناپذیر نیست و ممکن است در شرایط محیطی مناسب همچنان خوردگی رخ دهد. علاوه بر این، از آنجایی که آلیاژهای مختلفی از استیل وجود دارد، عواملی که ممکن است باعث خوردگی یک آلیاژ شوند احتمالا روی دیگری تأثیر نگذارند.

غوطه‌وری در اسید

به طور کلی، آلیاژهای فولاد ضد زنگ مانند ورق استیل 304 در برابر اسید مقاوم هستند. با این حال، سطوح مقاومت به آلیاژ مورد استفاده، غلظت و نوع اسید و دمای محیط بستگی دارد.

هنگامی که فولاد ضد زنگ در اسید غوطه‌ور می‌شود، لایه غیرفعال ممکن است تحت تأثیر قرار بگیرد. هنگامی که این اتفاق رخ می‌دهد، لایه به صورت یکنواخت خورده شده و خوردگی در کل سطح فلز اتفاق می‌افتد. اسیدهای سولفوریک و هیدروکلریک می‌توانند در برابر اکثر آلیاژهای فولاد ضد زنگ، به ویژه زمانی که غلظت بالایی دارند، به صورت تهاجمی عمل کنند.

یکی از راه‌های جلوگیری از این اتفاق، انتخاب درجه‌ای از فولاد ضد زنگ است که مناسب با محیط اسیدی باشد. به عنوان مثال، هنگام کار با اسیدهای هیدروکلریک از فولاد ضد زنگ 304 استفاده نمی‌شود. در عوض، استفاده از استنلس استیل سری 400 پیشنهاد می‌شود که در برابر اسید مقاوم‌تر می‌باشند.

کلریدهای قوی

هنگامی که فولاد ضد زنگ در معرض محیط‌های غنی از کلرید قرار می‌گیرد، احتمال ایجاد خوردگی حفره‌ای وجود دارد. به عنوان مثال، صفحات فولادی ضد زنگ مورد استفاده در کشتی‌های باری با گذشت زمان سوراخ می‌شوند، که نتیجه تماس دائمی با آب دریا و نسیم دریا است که هر دو حاوی مقادیر زیادی نمک هستند.

برای جلوگیری از خوردگی ناشی از کلریدهای قوی، می‌توانید درجه‌ای از فولاد ضد زنگ را انتخاب کنید که به طور خاص برای مقاومت در برابر مواد شیمیایی طراحی شده است، مانند ورق، لوله و میلگرد استیل 316. استفاده از گریدهایی که به دلیل مقاومت ضعیفشان در برابر کلریدها شناخته شده هستند، توصیه نمی‌شود، مانند فولاد ضد زنگ 304. گذشته از آن، می‌توان از پوشش‌های خاصی برای کاهش تماس مستقیم با کلریدها نیز استفاده کرد.

واکنش‌های گالوانیک

هنگامی که دو فلز با پتانسیل گالوانیکی متفاوت جوش داده می‌شوند یا در تماس با یکدیگر قرار می‌گیرند، ممکن است دچار خوردگی شوند. این موضوع زمانی اتفاق می‌افتد که اتصال از طریق مواد الکترولیتی منجر به توزیع نامتعادل جریان الکتریکی از یک فلز به فلز دیگر شود. یک فلز الکترون‌های بیشتری را می‌پذیرد و تبدیل به یک آند شده که سبب خوردگی می‌شود.

آهن یا فولاد ساده پیوندی

بقایای آهن و فولاد ساده ممکن است در فرآیند تولید به طور تصادفی به یک قطعه فولادی ضد زنگ منتقل شود. این ذرات می‌توانند بر کیفیت فولاد ضد زنگ تأثیر بگذارند و مقاومت طبیعی آن را در برابر عوامل محیطی، از جمله خوردگی مختل کنند.

یکی از مواردی که سبب این اتفاق می‌شود، زمانی است که از تجهیزات فولادی برای پردازش انواع مختلفی از مواد استفاده می‌شود و پس از تولید به درستی تمیز یا بازرسی نمی‌شوند. بقایای قطعاتی که قبلاً پردازش شده‌اند می‌توانند روی سطح ابزار بچسبند و به فولاد ضد زنگ منتقل شوند.

برای جلوگیری از این اتفاق، مهم است که سازندگان پس از انجام پردازش هر قطعه، تجهیزات را به طور کامل تمیز کنند. علاوه بر این، توصیه می‌شود هرگز از برخی تجهیزات برای ساخت انواع فلزات استفاده نکنید، مانند برس‌های فولادی. چرا که حذف کامل تمام ذرات یک ماده از سطح دشوار است.

در حالی که مشکلات مربوط به واکنش‌های گالوانیکی به ندرت بین دو فولاد ضد زنگ با گریدهای مختلف رخ می‌دهد، اما بسته به گریدهای مورد استفاده، همچنان امکان رخ دادن آن وجود دارد. این واکنش می‌تواند هنگام استفاده از این ماده با فلز دیگری مانند گرافیت نیز اتفاق بیفتد. میزان خوردگی متأثر از نوع فولاد ضد زنگ مورد استفاده، پرکننده جوش مورد استفاده، دما و رطوبت و سطح فلز در تماس با فلز دیگر است.

بهترین راه برای جلوگیری از این اتفاق عدم استفاده از دو فلز غیرمشابه در یک پروژه است. راه دیگر، افزودن یک پوشش محافظ به فلزات است تا از جریان الکترون از یک فلز به فلز دیگر جلوگیری شود. همچنین می‌توانید این اتصال را با استفاده از یک عایق قطع کنید تا این دو فلز را از یکدیگر جدا کند.

کمبود اکسیژن

لایه غیرفعال برای حفظ خود به یک منبع ثابت اکسیژن نیاز دارد. در شکاف‌های تنگ و کوچک امکان رسیدن اکسیژن کافی به داخل وجود ندارد. این کمبود اکسیژن می‌تواند سبب آسیب‌پذیری استنلس استیل در برابر خوردگی شود.

این شکاف‌های تنگ همچنین می‌توانند به کلریدها و اسیدها اجازه دهند تا روی سطح فلز متمرکز شوند و در عین حال از ورود اکسیژن جلوگیری کنند. این امر فرآیند خوردگی را سرعت می‌بخشد.

می‌توان با آب‌بندی شکاف‌های موجود در مواد فولادی ضد زنگ به وسیله درزگیر انعطاف‌پذیر، از این امر جلوگیری کرد. استفاده از تکنیک‌های مناسب جوشکاری و اطمینان از زهکشی نیز می‌تواند از ایجاد شکاف‌های اضافی جلوگیری کند.

درجه حرارت بالا

استیل برای تحمل نقطه ذوب بالا (معمولاً بالای 600 درجه سانتیگراد) طراحی شده است. این فولاد همانطور که می‌تواند بدون ذوب شدن در برابر درجه حرارت بالا مقاومت کند، می‌تواند آن را به گونه‌ای تحت تأثیر قرار دهد که توانایی آن را برای مقاومت در برابر خوردگی مختل کند.

یکی از مثال‌های رایج، زمانی است که آلیاژهای فولاد ضد زنگ در معرض دماهای بالا قرار می‌گیرند و پوسته پوسته می‌شوند. این فلس‌ها از ذرات فلزی باقیمانده که در طول فرآیند گرمایش با هم ذوب می شوند ساخته شده‌اند. همین عامل سبب خوردگی گالوانیکی می‌شود، زیرا فلس‌ها ترکیب متفاوتی از مواد فولادی ضد زنگ پایه دارند.

بالا رفتن بیش از حد دما همچنین می‌تواند باعث شود که فولاد ضد زنگ لایه غیرفعال خود را برای مدتی از دست بدهد. این لایه پس از جدا شدن در اثر گرما مدتی طول می‌کشد، تا اصلاح شود. بدون این لایه، خطر خوردگی افزایش می‌یابد.

برای جلوگیری از این اتفاق، دمای عملیاتی توصیه شده را برای گرید استیل مورد استفاده بررسی کنید. اگر دما در پروژه یا عملیات شما از این محدودیت‌ها فراتر رفت، تنظیم دما یا تهیه درجه‌ای از فولاد ضد زنگ را در نظر بگیرید که بهتر با نیازهای شما مطابقت داشته باشد.

جمع‌بندی

حفظ کیفیت محصولات فولادی ضد زنگ بستگی به شناخت ما از عوامل مؤثر بر یکپارچگی فولاد و خواص مقاومت طبیعی مواد دارد. علم به اینکه چه چیزی باعث خوردگی فولاد ضد زنگ می شود به شما کمک می‌کند تا محصولات خود را از نظر ساختاری سالم نگه دارید و تا زمان ممکن از آن استفاده کنید.