Да ли ће никла легуре рђа

У апликацијама као што су оквири за наочаре, хемијска опрема и морски инжењеринг, легуре никла постале су популарна алтернатива традиционалним материјалима због њихове комбинације металних отпора за лустар и корозију. Међутим, контроверза и даље постоји у погледу да ли ће легуре никла хрнути: неки верују да су "рђа {- доказ", док други доводе у питање њихове перформансе због проблема са корозијом опреме.

Филмска алемна пасивизација никлска филма је природна заштита

НИЦКЕЛ легуре отпорности на корозију произилазе из густе пасивног филма формира се на њиховој површини. Када је никл изложен ваздуху или води, танким филмом никловног оксида (НИО) или никл хидроксида (НИ (ОХ) ₂) на површини се на површини налазе само 2-5 нанометра. Овај филм показује следећа својства:

Хемијска стабилност: у опсегу пХ-а од 4 - 10, пасивни филм остаје стабилан дуже време, спречавајући продирање корозивних медија као што су хлоридни јони и сулфиди. На пример, у нормалној морској води (пХ ≈ 8.2), пасивни филм легура никла може остати нетакнут годинама.- Спајање излечења: Ако се механички слој никлског филма механички огреба, изложени никл подлоге ће обновити пасивни филм у кисеонику - који садржи окружење, постизање "само поправке". Експерименти су показали да се у раствору од 0,5 мол / л наЦл, пасивни филм на огреботином подручју може у потпуности обновити у року од 24 сата.

Електрохемијска инертност: Потенцијал електрода пасивног филма је 0,2-0,3 м већи од оне никла подлоге, преференцијално штити супстрат од корозије током формирања галванске ћелије. Ова некретнина чини никлом легуре идеалним анодни материјалом за електролитичку индустрију.

 

Четири главна сценарија корозије никла легура

Упркос одличној отпорности корозије, легуре никла и даље могу да нагризе под одређеним условима. Укључени механизми могу се категорисати у следеће четири врсте:

Оксидациона кисела корозија

Nickel is stable in non-oxidizing acids (such as hydrochloric acid and dilute sulfuric acid). However, in concentrated nitric acid (>65%) или испадне сумпорне киселине, пасивни филм је уништен, излажући подлогу корозивном медијуму. На пример:

In nitric acid environments: When the concentration is >65%, стопа корозије никла се драстично повећава од 0,001 мм / годишње на 0,1 мм / годишње. Након три месеца рада у 80% азотне киселине, измењивач топлоте никла на хемијској фабрици доживео је 30% смањење дебљине зидова цеви, приморавши биљку да се затвори за одржавање.

In sulfuric acid environments: When the concentration is >80%, корозијска стопа легура никла 200 може да достигне 0,02 мм / годишње. Да би се позабавило овом проблематику, инжењери су развили бакар - који садрже никл - на бази легура (као што је Монел 400), што побољшање отпорности корозије сумпорне киселине за више од пет пута.

Висок - корозија температуре хлорида

In environments such as seawater desalination and offshore platforms, the synergistic effect of high temperatures (>60°C) and high salt concentrations (Cl⁻ concentrations >3%) може проузроковати корозију од корозије. На пример:

Механизам корозије од корозије: После ЦЛ⁻ продире у пасивни филм, формира локализоване микроцелке, што је довело до корозије за копирање (до 10% -20% дебљине подлоге). После две године рада у 50 степени, 3,5% раствора НаЦл, цевоводно легуре никла на оффсхоре платформи развио је корозију која долази до дубине од 0,5 мм, што је потребна замена цевовода.

Потешкоћа у превенцији: Корозија за питцију тешко је открити у својим раним фазама, али једном успостављеном, стопа корозије се експоненцијално повећава. Због тога се никл - базиране легуре које садрже молибден (МО), као што је Хастеллои Ц-276, често се користе у оффсхоре инжењеринг, јер је њихов отпор на секу три пута од обичних легура никла.

Пуцање корозије на стрес

Под комбинованим ефектима затезних напона (као што су заваривање заосталих стреса и механичких оптерећења) и корозивне медије (као што су влажни Х₂С и НаОХ), легуре никла могу доживети ломљиви прелом. На пример:

Х₂С окружења: у Х₂С - која садржи поља нафте и гаса, критични фактор интензитета стреса (КИСЦЦ) за стрес корозију никла - на бази легура може бити низак од 10 мПа · м³ / ², само 1/10 од тога у непостојању стреса. Легуре никла који се користи у нафтној области развио је стресну корозију пуцање након једне године рада, што резултира нафтом и цурењем гаса.

Заштитне мере: Уклоните преостали стрес кроз топлотну обраду или користите Молибден (МО) - који садржи легуре никла - (као што је Хастеллои Ц-276) да би се побољшала отпорност на корозију стреса. Експериментални резултати показују да потоњи има век векара у пет пута од обичних легура никла у мокрим окружењима.

Оплата

Да бисте смањили трошкове, неки производи користе никлоње на карбонски челик. Ако плоча садржи поре (порозност> 1 ћелију / цм²) или је недовољно дебела (<0.05μm), corrosive media can penetrate the plating and cause corrosion of the substrate. For example:

"Црна јастучић" оштећена: Када дубина корозије на никлу прелази 1 уМ, средства за контакт Релецт Алдер и утикач - у животу смањује се за преко 50%.

Решење: Помоћу више- поступка прекривања слојева никла (попут базе бакра + полу - свијетли никл + висок - сумпор никл + ведар никл) или пребаците на директну обраду подлоге никл. Експериментални резултати показују да мултипи - слој никла на никлорну плочу може смањити порозност на испод 0,1 ћелија / цм² и побољшати отпорност на корозију за 10 пута.

 

Стратегије превенције за превенцију никла

Да би се позабавило корозивним ризицима легура никла, следеће стратегије се могу користити за постизање потпуне заштите животне циклуса:

Избор материјала: Ускладите типу легура у животну средину

За снажну киселину (концентрисана сумпорна киселина) окружења: Користите ХАСТЕЛЛОИ Ц-276 (који садржи 16% мо), која нуди преко пет пута отпорност на корозију никла 200. У 98% сумпорна киселина, стопа корозије Ц-276 је само 0,0005 мм / годишње, док је стопа корозије 200 је 0,025 мм / година.

За морске / високе окружења за распршивање са соли: Користите МОНЕЛ 400 (НИ - 30ЦУ), који нуди врхунску корозијску отпорност на чисту никул. У 3,5% НаЦл раствору, потенцијал који се врши монела 400 износи 0,3 м већи од оне из никла 200, што је резултирало троструком побољшањем отпорности на корозију. За високу температуру, високо алкално окружење: пожељно је никл 200 (чисти никл). Његова стопа корозије за 40% НаОХ је мања од 0,001 мм / година, 1 / 500Т-а угљеничног челика.

Површински третман

Хемијска пасивација: третман азотне киселине или хромне киселине раствора повећава дебљину филма за пасивност на 10-20 нанометара. Експерименти су показали да се густина струје корозије хемијски пасивисани легуре никла у 0,5 мол / л НаЦл раствор смање за 80%.

Заштита електроплата: Облажавање рутенијума (ру) или иридијум (ИР) на површини легура никла побољшава отпорност на корозију за 3-5 пута. Рутенијумски облога проширио је радни век хемијске опреме у концентрованој азотној киселини са 2 године на 10 година.

Заштита премаза: Политетрафлуороетилен (ПТФЕ) премаз се користи за изоловање површине од корозивних медија. ПТФЕ премаз може смањити стопу корозије легура никла у морској води на 0,0001 мм / годишње, готово елиминирајући корозију.

Контрола заштите животне средине

Управљање температуром: Држите опрему Радна температура испод критичне температуре корозивног медија (нпр. 60 степени од оштећења морске воде). Експерименти показују да се за сваких 10 степен пораста температуре, стопа корозије легура никла повећава се за 2-3 пута.

Контрола влаге: Одржавајте влажност складиштења испод 60% и температура испод 30 степени да бисте спречили кондензацију. Произвођач електронике продужио је век вешака за спреј за соли никла - опуштених конектора од 200 сати до 1000 сати контролисањем температуре складишта и влаге.

Пречишћавање медија: Уклоните корозивне нечистоће (као што су Х₂С и ЦЛ⁻) да бисте смањили ризик од корозије. У нафтним и гасним пољима, смањење концентрације Х-ова од 1000 ппм до 10 ппм кроз одсутност може продужити живот вентила за легуре никла од једне године на 10 година.

 

Отпорност на корозију легура никла није апсолутна; Његов наступ зависи од синергистичког ефекта материјалног састава, услова животне средине и стратегија заштите. За високи - крајње апликације (као што су ваздухопловна и нуклеарна енергија), високих легура никале чистоће (попут никла 200) у комбинацији са више одличности - заштите слоја су од суштинског значаја. За трошкове - осетљиве апликације (као што су оквири за наочаре и декоративни делови), оптимизовани процеси заптивања (као што је медијум - фосфорне електролестичке никла преплате) могу постићи избалансиране трошкове - омјер перформанси - омјер перформанси -. У будућности, са развојем технологија, као што је Нано - премаз и интелигентно праћење, отпорност на никлорске легуре, пружајући поузданију заштиту за дуго - појм стабилан рад индустријске опреме -.