Oțelul cu conținut scăzut de{{0}carbon ruginește? Mecanismul de bază
Da. Rugină-oțelului cu conținut scăzut de carbon. Rugina nu este un defect al unei anumite călduri sau morii, ci o reacție electrochimică naturală: fierul, care reprezintă marea majoritate a oricărui oțel carbon, este instabil atât în prezența oxigenului, cât și a apei. Grade precum ASTM A53, ASTM A106, EN 10255 S195T și GB/T 3091 Q235B ruginesc toate în aceleași condiții, deoarece conținutul de aliaj care ar construi o peliculă pasivă pur și simplu nu este prezent.
Oțelul cu conținut scăzut de-carbon este definit de obicei ca oțel cu un conținut de carbon de aproximativ 0,25 % sau mai puțin, de obicei 0,05–0,25 % pentru produsele din țevi și tuburi. Carbonul la acest nivel crește rezistența și duritatea, dar nu are aproape niciun efect asupra rezistenței la coroziune. Reacția începe la locurile anodice unde fierul se dizolvă sub formă de Fe2+; electronii călătoresc prin metal către zone catodice, iar oxigenul este redus acolo. Hidroxidul de fier rezultat se deshidratează în familiarul oxid de fier hidratat roșcat-maro, Fe2O3·nH2O. Stratul de oxid este poros și ne-aderent, așa că nu etanșează suprafața și procesul continuă spre interior.
Oțelul inoxidabil rezistă acestui atac, deoarece cromul peste aproximativ 10,5 % formează o peliculă pasivă subțire-reparabilă. Oțelul cu conținut scăzut de-carbon nu are o astfel de peliculă, motiv pentru care este descris ca fiind predispus la coroziune-mai degrabă decât rezistent-la coroziune.
Condiții care accelerează ruginirea
Ruginirea necesită o peliculă de electrolit pe suprafață, astfel încât umiditatea relativă este cea mai importantă variabilă. Atacul este neglijabil în aer uscat, curat și rapid odată ce suprafața rămâne umedă sau este umezită în mod repetat.
| Factor | Efectul asupra vitezei de coroziune |
|---|---|
| Umiditate relativă peste aproximativ 60% | Se formează o peliculă continuă de umiditate și coroziunea devine semnificativă |
| Cloruri, apă de mare, sare de-givrare | Descompune orice oxid de protecție și provoacă pitting localizat; agresiv la conducta acoperită în zonele deteriorate |
| Atmosfere acide sau industriale | AŞA2și acizii scad pH-ul suprafeței și dizolvă produsul de coroziune, expunând metalul proaspăt |
| Cantar de freza si cantar de sudura | Catodic în comparație cu oțelul nu, deci conduc celulele galvanice și atacul localizat la marginile lor |
| Apă stagnantă, crăpături, contact cu solul | Se formează celule diferențiale de oxigen; aerarea solului și curentul parazit adaugă coroziune{0}}curenților paraziți |
| Oxigenul dizolvat și temperatura | Conținutul mai mare de oxigen crește viteza reacției catodice; aproximativ la fiecare 10 grade de creștere a temperaturii crește rata într-un sistem deschis |
Cât de repede se dezvoltă rugina în serviciu
Într-un mediu interioară, încălzit și uscat, rugina vizibilă a suprafeței de pe țeava de oțel carbon neprotejată poate dura luni până să apară. În serviciul industrial de coastă sau umede, colorarea portocalie poate apărea în câteva zile, iar pierderea secțiunii devine măsurabilă în primul an. Țeava scufundată și îngropată se comportă din nou diferit: sub linia apei, oxigenul este limitat și atacul tinde să fie localizat la suduri, vacanțe de acoperire și suporturi, în timp ce cea mai severă pierdere de metal are loc de obicei în zona de stropire sau alternantă umedă-uscată.
Deoarece rata depinde atât de mult de mediu, proiectanții tratează toleranța de coroziune separat de proiectarea mecanică a peretelui conductei. Pentru conducte și servicii de proces, controlul coroziunii este o decizie de acoperire și de protecție-catodică, mai degrabă decât o decizie privind calitatea materialului, cu excepția cazului în care se adoptă o calitate inoxidabilă sau aliaj.
Protejarea țevilor din oțel cu conținut scăzut de-carbon împotriva ruginii
Pregătirea suprafeței mai întâi.Curățarea prin sablare abrazivă la ISO 8501-1 grad Sa 2½ sau mai bine, cu un profil definit de curățenie și rugozitate, este condiția prealabilă pentru performanța acoperirii. Curățarea manuală sau a sculelor electrice este acceptabilă numai pentru atmosferele cele mai puțin solicitante.
Acoperiri exterioare.Polietilenă sau polipropilenă cu trei straturi și epoxidici prin fuziune-strat sunt opțiunile standard pentru conductele îngropate și scufundate și sunt aplicate conform ISO 21809-1 și ISO 21809-2. Pentru lucrări supraterane și de arhitectură, sistemele epoxidice lichide, poliuretanice sau acrilice conform categoriilor de durabilitate ISO 12944 sunt comune.
Acoperiri metalice.Galvanizarea la cald-la EN ISO 1461 oferă barieră plus protecție sacrificială și este utilizată pe scară largă pentru țevi, schele și țevi structurale EN 10255. Masa de acoperire este specificată în funcție de clasa de grosime a peretelui; aluminiul pulverizat termic și aliajele de zinc-aluminiu sunt utilizate pentru sarcini mari-de temperatură ridicată.
Protecție internă.Căptușeala de mortar de ciment, căptușeala epoxidice și țeava căptușită-de polietilenă sunt utilizate pentru conductele de apă; pentru fluide agresive, se preferă conducta din aliaj sau inoxidabil în detrimentul unei soluții de căptușeală.
Protectie catodica.Anozii de sacrificiu sau sistemele de curent imprimat completează acoperirea și protejează oțelul gol la vacanțe de acoperire, deteriorări mecanice și îmbinări de sudură.
Disciplina de proiectare și manipulare.Scurgeți și aerisiți punctele joase, evitați capcanele de apă, mențineți conducta departe de pământul umed în timpul depozitării, utilizați capac și capace adecvate și reparați deteriorarea stratului înainte de umplere.
Puncte de inspecție și greșeli frecvente
Evaluarea ruginii pe conducta livrată este în mod normal înregistrată în raport cu clasele vizuale ISO 8501-1 (clasele de rugină de la A la D) și fotografiile făcute în aceeași locație, astfel încât starea acoperirii să poată fi comparată în timp. Verificarea grosimii peretelui prin măsurare cu ultrasunete, detectarea vacanței cu testere de înaltă tensiune și calibrele de grosime a stratului de acoperire sunt verificările standard pe teren.
Greșelile cele mai frecvente sunt următoarele: acoperirea peste sol de moară sau rugina ușoară în loc să o ștergeți; utilizarea unui strat care nu poate tolera temperatura de proiectare; lăsând neacoperit zona de teșire și sudare internă, care este locul unde începe de obicei coroziunea liniei; și amestecarea fitingurilor din oțel inoxidabil și carbon fără a le izola, ceea ce creează un raport de suprafață nefavorabil și accelerează atacul asupra oțelului carbon.
FAQ
Î: Oțelul cu conținut scăzut de-carbon ruginește mai repede decât oțelul cu conținut ridicat de-carbon?
Nu într-un mod semnificativ. Conținutul de carbon are un efect redus asupra coroziunii atmosferice. Gradele de intemperii cu conținut ridicat de-carbon și-aliaj scăzut diferă din cauza elementelor de aliere precum cuprul și cromul, nu din cauza nivelului de carbon.
Î: Oțelul cu conținut scăzut de-carbon se topește înainte să ruginească?
Nu. Ruginirea este un proces electrochimic la temperatură joasă-care are loc continuu la temperatura ambiantă. Topirea oțelului cu conținut scăzut de carbon are loc în intervalul de aproximativ 1.427–1.538 de grade, ceea ce este cu mult peste orice condiție de funcționare în care apar probleme de coroziune.
Î: Rugina poate fi îndepărtată de pe țeava din oțel carbon fără a o deteriora?
Da. Metodele mecanice precum sablare abrazivă, periere cu sârmă și șlefuire îndepărtează rugina și depunerile, în timp ce decaparea cu acid le îndepărtează chimic. Sablarea este preferată deoarece îndepărtează contaminanții și lasă un profil de ancorare de care se poate lipi o acoperire. Standardul de pregătire a suprafeței ISO 8501-1 definește gradele de curățenie utilizate în specificațiile de achiziție.
Î: Vopsirea unei țevi de oțel carbon va opri ruginirea permanentă?
Un strat va opri rugina doar în timp ce rămâne continuu și intact. În practică, acoperirile sunt selectate cu o perioadă de durabilitate definită conform ISO 12944, iar conducta acoperită în serviciu îngropat este în mod normal combinată cu protecție catodică, astfel încât zonele deteriorate să rămână protejate.
Î: Este țeava din oțel carbon galvanizat adecvată în aer liber?
Da, pentru multe sarcini. Galvanizarea la cald-imersă conform EN ISO 1461 oferă o acoperire cu zinc care protejează atât ca barieră, cât și în mod sacrificial la zgârieturi. Este utilizat pe scară largă pentru tuburile de apă și gaz EN 10255, iar durata sa de viață depinde de masa de acoperire și de categoria de corozivitate a amplasamentului.
Î: Ruginește oțelul cu conținut scăzut de-carbon în depozitarea uscată în interior?
Ruginește mult mai încet. Sub aproximativ 60% umiditate relativă suprafața nu deține o peliculă continuă de umiditate, astfel încât coroziunea este neglijabilă. Depozitarea în interior a țevilor din oțel carbon ar trebui totuși să fie uscată, ventilată și ferită de podea.
