ความต้านทานต่อการกัดกร่อนแบบเป็นหลุมของแผ่นสแตนเลส 316 คือเท่าไร?

 

 

ก่อนอื่น เรามาพูดถึงการกัดกร่อนแบบรูพรุนกันดีกว่า การกัดกร่อนแบบรูพรุนเป็นรูปแบบหนึ่งของการกัดกร่อนที่ทำให้เกิดรูหรือรูเล็กๆ เกิดขึ้นบนพื้นผิวของโลหะ มักเกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมที่มีไอออนคลอไรด์ เช่น ในน้ำทะเลหรือในโรงงานอุตสาหกรรมบางแห่ง ไอออนคลอไรด์เหล่านี้สามารถสลายชั้นป้องกันออกไซด์บนพื้นผิวสแตนเลส ส่งผลให้โลหะที่อยู่ด้านล่างเกิดการกัดกร่อนเพิ่มเติม

ปัจจุบัน สแตนเลส 316 เป็นตัวเลือกยอดนิยมสำหรับการใช้งานหลายประเภท เนื่องจากทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดี และต้านทานการเกิดรูพรุนเป็นหนึ่งในคุณสมบัติหลัก สแตนเลส 316 มีโมลิบดีนัม ซึ่งช่วยเพิ่มความสามารถในการต้านทานการกัดกร่อนแบบรูพรุนได้อย่างมากเมื่อเทียบกับสแตนเลส304(ซึ่งไม่มีโมลิบดีนัม) องค์ประกอบทั่วไปของเหล็กกล้าไร้สนิม 316 ประกอบด้วยโครเมียมประมาณ 16 - 18% นิกเกิล 10 - 14% และโมลิบดีนัม 2 - 3%

คุณสมบัติ	สแตนเลส 304	สแตนเลส 316
Cr	ประมาณ 18%	16–18%
โม	-	2–3%
PREN ทั่วไป	~18–20	~24–26
ความต้านทานต่อคลอไรด์	ปานกลาง	ดีกว่า
ความต้านทานต่อการเกิดหลุม	ต่ำกว่า	สูงกว่า
การใช้งานทั่วไป	บริการทั่วไป	บริการคลอไรด์/ทะเล/เคมีภัณฑ์

 

โครเมียมในสแตนเลส 316 ก่อให้เกิดชั้นออกไซด์แบบพาสซีฟบนพื้นผิว ชั้นนี้ทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันโลหะจากการกัดกร่อน เมื่อโลหะสัมผัสกับออกซิเจน โครเมียมจะทำปฏิกิริยากับมันจนเกิดเป็นโครเมียมออกไซด์ ชั้นออกไซด์นี้บางมาก แต่มีความเสถียรสูงและสามารถรักษาตัวเองได้ หากชั้นได้รับความเสียหาย ก็จะสามารถปฏิรูปได้ตราบใดที่ยังมีออกซิเจนอยู่ในสิ่งแวดล้อม
 

โมลิบดีนัมในเหล็กกล้าไร้สนิม 316 มีบทบาทสำคัญในการต้านทานการเกิดรูพรุน ช่วยปรับปรุงความเสถียรของชั้นพาสซีฟออกไซด์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีคลอไรด์ไอออน คลอไรด์ไอออนสามารถทะลุผ่านชั้นพาสซีฟและทำให้เกิดรูพรุนได้ แต่โมลิบดีนัมทำให้ชั้นมีความทนทานต่อการโจมตีของไอออนคลอไรด์เหล่านี้มากขึ้น นอกจากนี้ยังสามารถช่วยซ่อมแซมความเสียหายที่เกิดกับชั้นพาสซีฟได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น
 

ปัจจัยหลายประการอาจส่งผลต่อความต้านทานต่อการเกิดรูพรุนของแผ่นเหล็กสแตนเลส 316.
ปัจจัยที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งคือสิ่งแวดล้อม ความเข้มข้นของคลอไรด์ไอออนในสิ่งแวดล้อมเป็นปัจจัยสำคัญ ความเข้มข้นของคลอไรด์ที่สูงขึ้นจะเพิ่มความเสี่ยงต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุน ตัวอย่างเช่น ในสภาพแวดล้อมทางทะเลที่น้ำทะเลมีปริมาณคลอไรด์ค่อนข้างสูง ความต้านทานการเกิดรูพรุนของแผ่นเหล็กสแตนเลส 316จะถูกนำไปทดสอบที่ยิ่งใหญ่กว่าเมื่อเปรียบเทียบกับสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนน้อยกว่า
 

อุณหภูมิก็มีความสำคัญเช่นกัน โดยทั่วไป เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น อัตราการกัดกร่อนแบบรูพรุนก็สามารถเพิ่มขึ้นได้ ที่อุณหภูมิสูงขึ้น ปฏิกิริยาเคมีที่เกี่ยวข้องกับการกัดกร่อนจะเกิดขึ้นรวดเร็วยิ่งขึ้น และคลอไรด์ไอออนสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระมากขึ้น ทำให้ง่ายต่อการทะลุผ่านชั้นพาสซีฟ
 

การตกแต่งพื้นผิวของแผ่นเหล็กสแตนเลส 316ยังสามารถส่งผลกระทบต่อความต้านทานของรูพรุนได้ พื้นผิวที่เรียบจะต้านทานการเกิดรูพรุนได้ดีกว่าพื้นผิวที่หยาบ พื้นผิวที่ขรุขระอาจมีรอยแยกขนาดเล็กซึ่งไอออนคลอไรด์สามารถสะสมได้ ซึ่งเพิ่มโอกาสที่จะเกิดเป็นรูพรุน ดังนั้นการรักษาพื้นผิวที่เหมาะสม เช่น การขัดเงา จึงสามารถปรับปรุงความต้านทานเป็นรูพรุนของเพลตได้
 

เมื่อนำมาเปรียบเทียบ.แผ่นเหล็กสแตนเลส 316หากเทียบกับแผ่นสแตนเลสประเภทอื่นๆ ในแง่ของความต้านทานการแตกเป็นรู การดูตัวเลือกอื่นๆ ก็มีประโยชน์ ตัวอย่างเช่น สแตนเลส 2205 เป็นสแตนเลสดูเพล็กซ์ คุณสามารถตรวจสอบเพิ่มเติมเกี่ยวกับผู้จัดจำหน่ายแผ่นเหล็กสแตนเลส 2205. สแตนเลส 2205 มีโครงสร้างจุลภาคสองเฟส (ส่วนผสมของเฟอร์ไรต์และออสเทนไนต์) โดยทั่วไปจะมีความต้านทานการเกิดรูพรุนได้สูงกว่าเหล็กกล้าไร้สนิม 316 โดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนสูง ทั้งนี้เนื่องจากมีปริมาณโครเมียม โมลิบดีนัม และไนโตรเจนสูงกว่า

คุณสมบัติ	สแตนเลส 316	2205 ดูเพล็กซ์
ความต้านทานการกัดกร่อน	ดี	สูงกว่า
ความต้านทานต่อการเกิดหลุม	ดี	โดยทั่วไปสูงขึ้น
ความต้านทานต่อคลอไรด์	ดี	ดีมาก
ความแข็งแกร่ง	ปานกลาง	สูงกว่า
การใช้งานทั่วไป	สภาพแวดล้อมทั่วไปของคลอไรด์	สภาพแวดล้อมคลอไรด์ที่มีความต้องการมากขึ้น

 

อีกทางเลือกหนึ่งก็คือแผ่นเหล็กสแตนเลส UNS S44800. นี่คือสเตนเลสเฟอร์ริติก มีความต้านทานการกัดกร่อนได้ดี แต่ความต้านทานต่อรูพรุนอาจไม่ดีเท่ากับ 316 ในบางกรณี โดยทั่วไป สเตนเลสเฟอร์ริติกจะมีปริมาณนิกเกิลต่ำกว่าและมีโครงสร้างจุลภาคที่แตกต่างกัน เมื่อเทียบกับสเตนเลสออสเทนนิติก เช่น 316
 

UNS S32205 แผ่นเหล็กสแตนเลสยังเป็นสแตนเลสดูเพล็กซ์อีกด้วย เช่นเดียวกับ 2205 มีความต้านทานการเกิดรูพรุนได้ดีเยี่ยมเนื่องจากมีองค์ประกอบและโครงสร้างจุลภาค อาจเป็นทางเลือกที่ดีในการใช้งานที่ต้องการความต้านทานต่อการเกิดรูพรุนสูง
 

การทดสอบความต้านทานรูพรุนของแผ่นสแตนเลส 316 มีหลายวิธี วิธีการทั่วไปวิธีหนึ่งคือการทดสอบ ASTM G48 ในการทดสอบนี้ ตัวอย่างของเหล็กกล้าไร้สนิมจะถูกจุ่มลงในสารละลายเฟอร์ริกคลอไรด์ สารละลายประกอบด้วยคลอไรด์ไอออน ซึ่งสามารถจำลองสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนได้ หลังจากแช่ไว้ระยะหนึ่ง ตัวอย่างจะถูกตรวจสอบหารูพรุน มีการวัดความลึกและจำนวนหลุม และข้อมูลนี้ใช้เพื่อประเมินความต้านทานการเกิดหลุมของวัสดุ
 

 

 

ASTM G48 เป็นวิธีการทดสอบในห้องปฏิบัติการที่ได้มาตรฐาน ซึ่งใช้ในการประเมินความต้านทานของเหล็กกล้าไร้สนิมและโลหะผสมที่เกี่ยวข้องการกัดกร่อนเฉพาะที่โดยเฉพาะอย่างยิ่งการกัดกร่อนแบบรูพรุนและรอยแยกในสภาพแวดล้อมออกซิไดซ์คลอไรด์ มาตรฐาน ASTM G48-25 ในปัจจุบันมีวิธีการทดสอบหลายวิธี รวมถึงการทดสอบแบบบ่อและการทดสอบรอยแยกของเฟอร์ริกคลอไรด์ และการทดสอบอุณหภูมิวิกฤต

ดังนั้น ASTM G48 จึงมีประโยชน์ในการเปรียบเทียบความต้านทานสัมพัทธ์ของเกรดสแตนเลสต่างๆ ที่อยู่ด้านล่างเงื่อนไขห้องปฏิบัติการที่กำหนดไว้. อย่างไรก็ตาม ควรตีความผลการทดสอบร่วมกับวิธีการทดสอบและเงื่อนไขการทดสอบเฉพาะเสมอ

 

 

ASTM G48 เป็นหนึ่งในวิธีการทางห้องปฏิบัติการที่ใช้กันทั่วไปในการประเมินความต้านทานการกัดกร่อนเฉพาะจุดวิธี กมีจุดมุ่งหมายเพื่อประเมินความต้านทานต่อการเกิดรูพรุนในขณะที่วิธี ขประเมินความต้านทานการกัดกร่อนแบบรูพรุนและรอยแยก วิธี C–F กำหนดอุณหภูมิวิกฤติที่เกี่ยวข้องกับการเริ่มต้นของการกัดกร่อนแบบรูพรุนหรือรอยแยก

การทดสอบใช้สารละลายเฟอร์ริกคลอไรด์เพื่อสร้างสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์รุนแรง ซึ่งสามารถเร่งให้เกิดการกัดกร่อนเฉพาะจุดได้ ผลลัพธ์มีจุดมุ่งหมายเพื่อการเปรียบเทียบสัมพัทธ์ภายใต้เงื่อนไขการทดสอบที่ระบุแทนที่จะเป็นการคาดการณ์ประสิทธิภาพการกัดกร่อนโดยตรงในทุกสภาพแวดล้อมการบริการ
 

 

ไม่ควรรายงานผล ASTM G48 ว่า "ผ่าน ASTM G48" โดยไม่มีข้อมูลเพิ่มเติม ที่วิธีทดสอบ อุณหภูมิ เวลาสัมผัส และสภาวะการทดสอบอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องควรจะระบุ

ตัวอย่างเช่น การทดสอบอุณหภูมิแบบบ่อวิกฤตและการทดสอบแบบบ่อเฟอร์ริกคลอไรด์ไม่ได้ให้ผลลัพธ์ประเภทเดียวกัน ASTM G48 กำหนดขั้นตอนต่างๆ ไว้โดยเฉพาะสำหรับการวัดอุณหภูมิแบบหลุม การกัดกร่อนตามรอยแยก และการวัดอุณหภูมิวิกฤต

การเตรียมพื้นผิวอาจส่งผลต่อผลลัพธ์เช่นกัน ASTM ตั้งข้อสังเกตว่าการบดและการดองอาจส่งผลต่อสภาพพื้นผิวแบบพาสซีฟของเหล็กกล้าไร้สนิม ซึ่งสามารถเปลี่ยนพฤติกรรมการกัดกร่อนที่วัดได้
 

 

เมื่อเปรียบเทียบเกรดสเตนเลส 2 เกรด เงื่อนไขการทดสอบควรเทียบเท่ากัน ซึ่งหมายความว่าปัจจัยต่างๆเช่นวิธี ASTM G48 อุณหภูมิทดสอบ เวลาสัมผัส การเตรียมตัวอย่างและขั้นตอนการประเมินควรพิจารณาร่วมกัน

ตัวอย่างเช่น หากวัสดุ A ได้รับการทดสอบที่อุณหภูมิหนึ่งในช่วงเวลาที่กำหนด ในขณะที่วัสดุ B ได้รับการทดสอบที่อุณหภูมิอื่น หรือใช้วิธี G48 อื่น ผลลัพธ์ทั้งสองไม่ควรถือว่าเทียบเท่ากันโดยตรง

ASTM G48 ได้รับการออกแบบมาเพื่อสร้างความต้านทานสัมพัทธ์ภายใต้เงื่อนไขเฉพาะของวิธีทดสอบที่เกี่ยวข้อง.
 

 

ข้อผิดพลาดทั่วไปในการเลือกวัสดุคือการเปรียบเทียบค่า G48 จากซัพพลายเออร์รายหนึ่งกับค่าจากซัพพลายเออร์รายอื่น โดยไม่ตรวจสอบวิธีการทดสอบ

ตัวอย่างเช่น:

ซัพพลายเออร์ A: ASTM G48, วิธี A, 25°C, ระยะเวลาการสัมผัสที่ระบุ
ซัพพลายเออร์ B: ASTM G48, วิธี A, 50°C, เวลาเปิดรับแสงที่แตกต่างกัน

แม้ว่าซัพพลายเออร์ทั้งสองจะอ้างถึง ASTM G48 แต่ผลลัพธ์ก็ได้รับภายใต้เงื่อนไขและเงื่อนไขที่แตกต่างกันไม่ควรเปรียบเทียบโดยตรงเสมือนเป็นการวัดที่เทียบเท่ากัน.

สำหรับการจัดซื้อจัดจ้างและการประเมินทางวิศวกรรม ควรขอข้อมูลการทดสอบให้ครบถ้วน รวมทั้งวิธี G48 อุณหภูมิ ระยะเวลาการสัมผัส สภาพตัวอย่าง และผลลัพธ์ที่รายงาน. นี่เป็นพื้นฐานที่เชื่อถือได้มากขึ้นสำหรับการเปรียบเทียบวัสดุสแตนเลส

ประเด็นสำคัญ:ผลลัพธ์ของ ASTM G48 อธิบายพฤติกรรมการเริ่มต้นของการกัดกร่อนเฉพาะจุดภายใต้สภาวะของห้องปฏิบัติการที่กำหนด ไม่ควรถือเป็นระดับความต้านทานการกัดกร่อนสากลหรือเปรียบเทียบโดยตรงกับสภาวะการทดสอบต่างๆ

หากคุณอยู่ในตลาดแผ่นเหล็กสเตนเลส 316 คุณต้องพิจารณาการใช้งานเฉพาะของคุณ หากคุณใช้เพลตในสภาพแวดล้อมที่ไม่รุนแรงและมีความเข้มข้นของคลอไรด์ต่ำ สแตนเลส 316 น่าจะทำงานได้ดี แต่หากคุณต้องรับมือกับสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนสูง เช่น ในอุตสาหกรรมเคมีหรือในพื้นที่ชายฝั่งที่มีสเปรย์เกลือจำนวนมาก คุณอาจต้องการพิจารณาตัวเลือกอื่นๆ เช่น เหล็กกล้าไร้สนิม 2205 หรือ UNS S32205
 

โดยสรุป แผ่นเหล็กสเตนเลส 316 มีความต้านทานการแตกเป็นรูที่ดีเนื่องจากมีส่วนประกอบของแผ่นนั้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งการมีโมลิบดีนัม อย่างไรก็ตาม ความต้านทานการเกิดหลุมตามจริงอาจแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อม อุณหภูมิ และผิวสำเร็จ หากคุณมีคำถามใดๆ เกี่ยวกับความต้านทานการเกิดรูพรุนของแผ่นเหล็กสเตนเลส 316 หรือสนใจที่จะซื้อ โปรดติดต่อได้ตลอดเวลา เราช่วยคุณเลือกผลิตภัณฑ์ที่เหมาะกับความต้องการของคุณได้
 

 

 

• คู่มือ ASM เล่มที่ 13A: การกัดกร่อน: ความรู้พื้นฐาน การทดสอบ และการป้องกัน
• ASTM มาตรฐานสากลที่เกี่ยวข้องกับการทดสอบการกัดกร่อนของเหล็กกล้าไร้สนิม