Будет ли переменная влажная-сухая среда ускорять коррозию монеля 400?
Монель 400 — это твердый раствор никеля-меди-сплав с превосходной коррозионной стойкостью во многих нейтральных, восстановительных и морских средах. В целом, чередование влажных-сухих условий может ускорить коррозию Монеля 400 по сравнению с непрерывным погружением или полностью сухими условиями, и этот механизм в основном отражается в следующих аспектах:
Эффект обогащения кислородом
В полностью погруженном состоянии растворенный кислород в растворе относительно ограничен, и на поверхности монеля 400 может образовываться относительно стабильная пассивная или -стойкая к коррозии пленка. В цикле влажно-сухой жидкая пленка на поверхности сплава многократно испаряется и конденсируется. На сухой стадии кислород непрерывно проникает в тонкую пленку жидкости и локально обогащается, образуя на поверхности ячейку концентрации кислорода. Это приводит к локальной электрохимической неоднородности, в результате чего области с низким содержанием кислорода действуют как аноды и ускоряют локальное растворение.
Концентрация агрессивных ионов
Когда поверхностная влага испаряется, ионы хлорида, ионы сульфида и другие агрессивные среды в морской воде, почве или промышленной атмосфере концентрируются в остаточной жидкой пленке. Увеличение концентрации ионов значительно снижает стабильность поверхностной пленки Монеля 400, способствует разрушению пассивной пленки и вызывает точечную и щелевую коррозию. Скорость питтинговой коррозии Монеля 400 явно выше, чем при глубоком погружении в морскую воду, особенно в морских атмосферных и прибрежных зонах забрызгивания, которые представляют собой типичные чередующиеся влажные и сухие среды.
Стресс и разрыв пленки, вызванные изменением объема
При многократном смачивании и высыхании адсорбция и десорбция молекул воды, а также образование и обезвоживание продуктов коррозии будут вызывать незначительное объемное расширение и сжатие поверхностного слоя. Это циклическое изменение объема создает переменное механическое напряжение, которое легко вызывает растрескивание и отслаивание пленки продуктов поверхностной коррозии. Вновь обнаженная матрица сплава становится более активной, и реакция коррозии протекает непрерывно, образуя цикл разрыв пленки-повторный коррозия-повторный разрыв.
Усугубление микробной коррозии
Чередование влажной и сухой среды подходит для выживания и размножения таких микроорганизмов, как сульфатвосстанавливающие-бактерии и железобактерии. Микробы образуют на поверхности сплава биопленки, создавая местную кислую и восстановительную микросреду. Этот биологический эффект еще больше нарушит термодинамическую стабильность Монеля 400 и ускорит электрохимическую коррозию, особенно в промышленных сточных водах и почвенных средах с органическими веществами.
Однако следует подчеркнуть, что Монель 400 по-прежнему показывает лучшие характеристики, чем обычная углеродистая сталь и многие нержавеющие стали в чередующихся условиях влажно-сухой. Эффект ускорения относительно значителен только в суровых условиях с высоким содержанием хлоридов и кислотных примесей.
