Odolnosť korózie nehrdzavejúcej ocele závisí od pasívnej membrány od jej povrchu (hlavne zložená z CR₂o₃), ale halogénové ióny (ako F⁻ a CL⁻) môžu zničiť membránu rôznymi mechanizmami, čo spôsobuje koróziu jamky alebo krik.
Mechanizmus korózie chloridových iónov (CL⁻)
1. Penetrácia adsorpcie a lokálne okyslenie
Vďaka svojej silnej polarizačnej schopnosti sú chloridové ióny prednostne adsorbované na povrchových defektoch pasívnej membrány (ako sú inklúzie a hranice zŕn), čím sa nahradia atómy kyslíka za vzniku rozpustných chloridov (ako je FECL₂), znižujúc membránovú štruktúru. Zároveň je Cl⁻ obohatený o korózne jamy, hydrolyzovanie kovovými iónmi na výrobu H⁺, čím sa vytvára lokálne silné kyslé prostredie (pH môže byť také nízke ako 2-3), čo zrýchľuje rozpúšťanie kovov.
2. „Autokatalytický účinok“ jamiek
Koncentrácia Cl⁻ v koróznych jamách je oveľa vyššia ako koncentrácia koncentrácie vo vonkajšom roztoku, ktorý tvorí efekt „mikro-batoľatá“ a anodické rozpustenie pokračuje. Ako príklad, keď vezmeme 304 z nehrdzavejúcej ocele, koncentrácia CL⁻ presahujúca 200 ppm môže indukovať koróziu jamiek, zatiaľ čo 316 môže zvýšiť kritickú hodnotu na viac ako 1 000 ppm v dôsledku molybdénu (MO).
3. Synergický účinok teploty a koncentrácie
High temperature (>60 stupňov) významne znižuje prah korózie CL⁻. Napríklad riziko jamky 316L z nehrdzavejúcej ocele v prostredí morskej vody sa prudko zvyšuje na 80 stupňoch.
Jedinečné korózne správanie fluoridového iónu (F⁻)
1. Silná schopnosť komplexu spúšťa rozpustenie pasívnej membrány
F⁻ má malý polomer iónov (1,33 Á oproti Cl⁻ 1,81 Á) a je extrémne elektronegatívny. Je ľahké tvoriť stabilné komplexy s Cr³+ a Fe³+ (napríklad [CRF₆] ³⁻), priamo rozpúšťajúce Cr₂o₃ v pasivačnej membráne, čo vedie k obštrukcii opravy membrány. Tento proces je obzvlášť významný v prostrediach s nízkym pH (napríklad riešenia obsahujúce HF).
2. Urýchlite skôr celkovú koróziu ako miestne jamky
Na rozdiel od CL⁻, F⁻ má tendenciu rovnomerne korodovať, najmä za podmienok vysokej teploty a vysokej koncentrácie (ako je napríklad odpadová kvapalina obsahujúca fluór pri výrobe chemikálie). Napríklad v roztoku 40% HF môže rýchlosť korózie 304 z nehrdzavejúcej ocele dosiahnuť 10 mm/rok, zatiaľ čo odolnosť proti korózii 316 je obmedzená v dôsledku Mo.
3. Synergický účinok a konkurenčná adsorpcia
Ak F⁻ a Cl⁻ koexistujú, F⁻ môže byť prednostne adsorbované na povrchu, čím sa zhorší rozpustenie pasivačnej membrány; ale nízka koncentrácia f⁻ (<50ppm) may compete with OH⁻ at a specific pH, inhibiting the destructive effect of Cl⁻, which needs to be analyzed in combination with specific working conditions.
Stratégia výberu a ochrany materiálu
1. Optimalizácia zliatiny
Pre prostredie CL⁻: Uprednostňuje sa uprednostňuje 216, duplexná oceľ 216, 2205 duplexná oceľ alebo supernitická oceľ-dusík (napríklad 254SMO).
Pre prostredie F⁻: Hastelloy C -276 (Ni-C-MO-W) alebo zliatina zirkónia (ZR) funguje lepšie, pretože pasivačná membrána zliatiny na báze NI má silnejšiu rezistenciu na komplexáciu F⁻.
2. Environmentálna kontrola
Reduce the concentration of halogen ions (such as ion exchange resin to remove Cl⁻), and control pH>8 Na zníženie aktivity F⁻. Vyhnite sa drastickým kolísaniam teploty a použite chladiaci systém pre podmienky vysokej teploty.
3. Technológia povrchovej úpravy
Elektrochemická pasivácia (pasivácia kyseliny dusičnej na zvýšenie obsahu CR), povlakovanie v plazme Al₂o₃ alebo polytetrafluóretylén (PTFE) výstelka môže izolovať iónový kontakt.