Пассивация нержавеющей стали

Оглавление

• 1. Что такое пассивация?
• 2. Причины возникновения коррозии
• 3. Виды коррозии
• 4. Почему нержавейка устойчива к коррозии?
• 5. Технология и методы пассивирования нержавейки
• 6. Свойства нержавеющей стали после обработки
• 7. Области пассивирования

1. Что такое пассивация?

Пассивация - обширно применяемый процесс обработки металла, который нацелен на предотвращение ухудшения качества материала, вызванного их реакцией с окружающей средой.

Специальная химическая обработка металлических изделий из нержавеющей стали концентрированными кислотами производится с целью вернуть металлу свои первоначальные свойства, дополнительно предохраняя ее от влияния многих внешних факторов благодаря поверхностному защитному покрытию. Конечной целью пассивации является увеличение срока службы материала за счет улучшения его антикоррозийных свойств.

Рисунок 1: Сравнение состояния металлов до и после пассивации.

2. Причины возникновения коррозии

Нержавеющая (коррозионностойкая) сталь – это сплав, в основе которого состоит железо и углерод, также содержащий примеси легирующих элементов, в частности хром. Количество хрома в нержавеющей стали напрямую сказывается на ее коррозионную устойчивость. Также, качество изделия определяется однородностью поверхности металла.

Хром, входящий в состав нержавеющей стали, достаточно активно взаимодействует с кислородом, в результате чего образуется защитный слой – тонкая пленка нерастворимых окислов на поверхностном слое стали. Сформировавшийся защитный от коррозий слой предотвращает повреждения ржавчиной, однако при разрушении слоя, металл начинает активно коррозировать. Рисунок 2 схематично иллюстрирует появление царапин на металле в связи с нарушением целостности оксидной пленки.

Рисунок 2: Нарушение оксидной пленки (Источник morvesti.ru)

3. Виды коррозии

Коррозия (от лат. corrosio — разъедание) — самопроизвольный процесс разрушения металлов и сплавов в результате химического, электрохимического или физико-химического взаимодействия с окружающей средой.

Металл теряет свои исходные свойства, качества и внешний вид под воздействием коррозии. По характеру коррозионных процессов и месту их распределения различают три вида коррозионных разрушений - сплошной, местный и межкристаллитный. Выбор метода предотвращения от разрушений зависит от определенных условий работы и хранения металлоизделий.

Таблица 1: Виды коррозийных разрушений

4. Почему нержавейка устойчива к коррозии?

Поверхностный слой листа нержавеющей стали имеет тонкую оксидную пленку, которая содействует защите от образований ржавчины на материале. Целостность защитной пленки обеспечивает ключевые антикоррозийные качества нержавеющей стали. При неправильном использовании или активной эксплуатации нержавеющего металла защитный слой подвергается разрушению, вследствие чего зарождается коррозия.

Рисунок 3: Защищающий нержавеющий металл слой окислов

5. Технология и методы пассивирования нержавейки

Процесс пассивации нержавеющей стали возвращает её обратно к своим первоначальным характеристикам, затрагивая минимальное количество поверхности в несколько нанометров. Таким образом, коррозия, возникнувшая при контакте с иными металлами или агрессивными средами, не разносится глубже. Вследствие механической обработки металла из нержавеющих стали, разнообразные частицы могут проникать в поверхностный слой металла, ослабляя его устойчивость к ржавчине и делая металл более чувствительным факторам природных условий. Пассивирование совершенствует и очищает поверхность металлической детали.

Процесс пассивации препятствует потери прочности и постепенного разрушения.

Рисунок 4: До и после химической пассивации нержавеющей стали

«Пассивный», менее подверженный воздействию факторов окружающей среды, слой на поверхности нержавейки имеет химический состав, который отличается от его первостепенного состава, но в то же время пассивация не изменяет внешний вид металла. При сварке в производственных процессах или иной механической обработке металла, метод пассивации часто используется в роли профилактики для продолжительной эксплуатации металлического оборудования, использующегося в производстве.

Восстановленный поверхностный слой является защитным слоем от фактов окружающей среды, и тем самым улучшает качество и удлиняет срок службы металлического изделия и понижает потребность в обслуживании.

Пассивация разделяется на четыре этапа, описанные в Таблице 2. Из двух видов процедур пассивации, электрохимической (используются электролиты, соли, или кислые растворы) и химической (наносятся химические реагенты), выбирается вид, более подходящий под вид металла и степень его устойчивости к коррозии.

Таблица 2: Процедура пассивации металлов

6. Свойства нержавеющей стали после обработки

Рисунок 5: Процесс пассивации нержавеющей стали (Источник cip-system.ru)

В следствии химической обработки образуется защитная пленка, которая с меньшей вероятностью вступает в химическую реакцию с воздухом, что противопроит появлению коррозии. Таким образом, пассивирования нержавеющая сталь противостоит ржавчине. Таблица 3 охарактеризовывает нержавеющую сталь после прохождения пассивирования.

Таблица 3: Нержавеющая сталь после обработки

7. Области пассивирования

Для дополнительного предохранения нержавеющей стали используется метод пассивации в различных областях металлоизделия (Таблица 4).

Таблица 4: Области пассивирования