Эффективная очистка и пассивация нержавеющей стали: защита от ржавчины и коррозии

Защитите нержавеющую сталь от ржавчины, используя проверенные методы очистки и пассивирующие обработки

Нержавеющие стали высоко коррозионностойки — однако приложения нержавеющей стали все еще могут оставаться под риском поверхностного повреждения. Окисление, коррозия, ржавление или окрашивание могут произойти в долгосрочной перспективе в суровых средах без рутинной очистки и обслуживания. Повторное механическое повреждение также способствует более быстрой деградации металла.

Все нержавеющие стали содержат минимум 10,5% хрома по весу. Именно этот хромовый контент создает щит, называемый пассивным слоем, который защищает нержавеющую сталь от коррозии — в отличие от других сталей. Чем выше хромовое содержание, тем больше коррозионная стойкость. Ржавление нержавеющей стали происходит, когда пассивный слой поврежден и нет достаточно хрома для его реформирования.

Как работает пассивный слой?

Пассивный слой создается, когда хромовое содержание в поверхности нержавеющей стали реагирует на кислород. Пассивный слой действует как защитный барьер, предотвращающий дальнейшую оксидизацию нержавеющей стали. В сравнении, обычные углеродистые стальные поверхности формируют оксид железа при воздействии кислорода. Оксид железа не формирует непрерывный слой, поэтому он в конечном итоге отслаивается, оставляя сырой сталь открытой и склонной к деструктивному циклу ржавления.

Пассивный слой нержавеющей стали само-восстанавливающийся. Если он поврежден, хром в открытой нержавеющей стали будет реагировать с кислородом для формирования нового хромового оксида. Пока присутствует достаточно хрома, хромовый оксидный слой будет продолжать реформироваться и защищать поверхность нержавеющей стали.

Причины коррозии нержавеющей стали

Хром может защитить нержавеющую сталь, если локализованная концентрация 12% или выше. Что-либо, снижающее локализованную хромовую концентрацию ниже порога 12%, вызовет окрашивание или ржавление. Общие причины коррозии нержавеющей стали включают хлориды, соляную кислоту, сернистую кислоту, контакт с железом или углеродистой сталью и высокие температуры. Существует более 150 марок нержавеющей стали, и некоторые более склонны к коррозии, чем другие. Коррозионная стойкость и другие полезные свойства нержавеющей стали усиливаются увеличением хромового содержания или добавлением других элементов, таких как молибден, никель и азот.

Хлориды

Хромовый оксид особенно уязвим к хлоридам. Коррозия ускоряется в прибрежных зонах с воздействием соленого спрея и в зонах, где используются противогололедные соли зимой. Компоненты для химической и пищевой промышленности имеют высокое хромовое содержание для компенсации регулярного воздействия хлора, соли и других коррозионных веществ.

Кислоты

Сильные кислоты дестабилизируют пассивный слой. Когда нержавеющая сталь подвергается воздействию соляной и сернистой кислот, может произойти общее поверхностное коррозионирование. Соляная кислота крайне кислотна и используется в производстве пластиков. Разбавленная соляная кислота находится в откислителях для удаления накипи. Сернистая кислота — коррозионное химическое вещество, которое может вызывать серьезные химические ожоги и вторичные термические ожоги. Она используется в минеральной обработке, нефтепереработке и очистке сточных вод. Более разбавленные формулы находятся в бытовых продуктах, таких как чистители для сливов.

Железные и углеродистые стальные частицы

Коррозия нержавеющей стали также может быть запущена контактом с железными или углеродистыми стальными частицами. Следы частиц от железа или углеродистой стали заржавеют поверхности нержавеющей стали. Если оставить без внимания, ржавые пятна могут компрометировать хромовую оксидную поверхность и развиться в локализованную коррозию, такую как питтинг. Контаминация происходит, когда нержавеющая сталь подвергается искрам или частицам от близкой сварки, резки, сверления или шлифования углеродистой стали.

Высокие температуры

Менее распространенная форма ржавления происходит после того, как нержавеющая сталь подвергалась очень высоким температурам в диапазоне 400–840 °C (750–1550 °F). Этот тип коррозии находится в сварочных применениях, где нержавеющая сталь нагревается и затем остывает. Сенсибилизация может произойти, где углерод и хром связываются для формирования карбидов. Это вызывает, чтобы зерновые границы становились хромодефицитными, и хромовый оксидный слой становится прерывистым. Тепловая сенсибилизация несет риск порчи нержавеющей стали навсегда. Однако ущерб иногда может быть смягчен термической обработкой.

Манипулирование нержавеющей сталью

Срок службы нержавеющей стали может быть продлен предотвращением контакта с коррозионными веществами. Следуйте лучшим практикам при работе с нержавеющей сталью:

• Всегда носите чистые перчатки.
• Всегда используйте нержавеющие стальные инструменты и компоненты.
• Избегайте любого контакта с углеродистыми сталями или железом.
• Не сварьте, не режьте, не сверлите и не шлифуйте углеродистую сталь рядом с нержавеющей сталью.
• Избегайте контакта с бетонными детергентами.
• Избегайте контакта с хлоридными растворами.
• Не используйте стальную шерсть или другие абразивные натирающие губки.

Самая распространенная ошибка, которую люди совершают — использование коррозионного продукта для очистки поверхностей нержавеющей стали. Никогда не используйте следующие продукты на нержавеющей стали:

• Хлоридные чистители
• Абразивные чистители
• Универсальные чистители
• Хлоридная отбеливатель

Рутинная очистка нержавеющей стали

Нержавеющая сталь должна чиститься регулярно для сохранения целостности металла и поддержания безупречного внешнего вида. С надлежащим уходом и выбором подходящей марки нержавеющая сталь может быть спасена от коррозии. Когда обслуживание нержавеющей стали пренебрегают, коррозионные вещества могут накапливаться на уязвимых поверхностях.

Шаги рутинной очистки (выполнять каждые 6 месяцев)

1. Используйте мягкую нейлоновую щетку для удаления накопленной грязи.
2. Помойте с мягким мылом или моющим средством.
3. Затем промойте чистой водой.
4. Вытрите сухим мягкой тканью, одноразовой салфеткой или воздушным дувом.

Уход за нержавеющей сталью и обслуживание могут требовать использования вредных химикатов. Следуйте всем инструкциям по безопасности, предоставленным с очистными или полирующими агентами. Обеспечьте ношение средств индивидуальной защиты в соответствии с руководящими принципами охраны труда и безопасности.

Специфическая очистка нержавеющей стали

Когда нержавеющая сталь стала крайне грязной с признаками поверхностного обесцвечивания или коррозии, рутинная очистка может больше не suffice. Методы очистки, разработанные для борьбы с конкретными типами повреждений, перечислены ниже.

Отпечатки пальцев

• Очистите с мылом или моющим средством и теплой водой.
• Коммерчески доступные растворы или углеводородные растворители также могут использоваться.

Масляные и жирные пятна

• Используйте изопропиловый спирт, ацетон или спиртус.
• Наносите растворитель несколько раз чистой, не царапающей тканью, пока все пятна не удалены.

Нагарные пятна

• Замочите в горячей воде и разбавленном аммиаке или моющем средстве.
• Удалите грязь нейлоновой щеткой.
• При необходимости используйте тонкий абразивный порошок, но будьте осторожны, чтобы не поцарапать полированные поверхности.
• Тщательно промойте чистой водой.

Обесцвечивание, кофейные и чайные пятна

Обесцвечивание

• Используйте мягкие, неабразивные чистящие средства.
• Наносите мягкой тканью или губкой.
• Тщательно промойте чистой водой.

Кофейные пятна

• Замочите в растворе пищевой соды (пищевая сода и теплая вода).

Чайные пятна

• Замочите в растворе карбоната натрия (карбонат натрия и теплая вода).

Если объект слишком большой для замачивания, используйте губку или мягкую ткань.

Локальные ржавые пятна

• Используйте мягкую ткань для нанесения раствора щавелевой кислоты.
• Оставьте раствор на поверхности на несколько минут для растворения контаминирующих частиц.
• Промойте весь остаточный раствор чистой водой.

Накипь, цемент и раствор брызги

Накипь

• Разбавьте одну часть уксуса в трех частях воды и наносите нейлоновой щеткой.

Цемент и раствор брызги

• Смойте брызги немедленно.
• Используйте 10–15% фосфорнокислотный раствор в теплой воде.
• Распределите чистильщика равномерно, подождите 30–60 минут, затем нейтрализуйте кислоту щелочным чистильщиком или разбавленным аммиаком.
• Промойте чистой водой.

Граффити

• Используйте биоразлагаемые спреи или салфетки для очистки граффити.
• Избегайте использования ножей или жестких скребков для предотвращения повреждения поверхностей нержавеющей стали.

Тепловые пятна

• Используйте домашнюю металлическую полировку (хромовые полировки для автозапчастей широко доступны и эффективны).
• Обработайте всю поверхность нержавеющей стали, чтобы избежать обесцвеченных участков.

Структурные повреждения

• Структурные повреждения включают любые видимые вмятины, трещины и поломки.
• Сильно поврежденные продукты должны быть удалены из эксплуатации до ремонта или замены.
• Для предотвращения ухудшения повреждений любая значительная ржавчина должна быть удалена как можно скорее.

Коррозия

Незначительная коррозия

• Используйте универсальную смазку, такую как WD-40, для вытирки пораженной области.
• Тщательно промойте чистой водой.

Умеренная коррозия

• Используйте фосфорнокислотный чистильщик нержавеющей стали, такой как E-NOX CLEAN.
• Распределите чистильщика равномерно, оставьте на 30–60 минут, затем нейтрализуйте кислоту спрейным щелочным чистильщиком, таким как UNO S F.
• Вытрите поверхность бумажным полотенцем.
• Тщательно промойте чистой водой.

Тяжелая коррозия

• Консультируйтесь с профессиональным сервисным провайдером (тяжелые обработки от ржавчины высококоррозионны).
• После обработки нержавеющую сталь можно пассивировать мягкой азотной кислотой.

Процедура пассивации

Чистая поверхность нержавеющей стали может быть повторно повреждена механическими средствами, экстремальным теплом или химическим ущербом. Когда это происходит, железо экспонируется, и материал снова подвергается ржавлению. Пассивация может нуждаться в выполнении регулярно для предотвращения ржавления. Пассивация максимизирует врожденную коррозионную стойкость нержавеющего сплава.

Идеально пассивный слой развивается сразу после механической обработки или пассивации, чтобы полностью покрыть поверхность нержавеющей стали. В реальности частицы и контаминанты, вероятно, прилипнут к поверхности. Если им позволено остаться, эти чужеродные частицы снижают эффективность исходного защитного слоя. Пассивация необходима для максимизации естественной коррозионной стойкости нержавеющей стали и удаления поверхностной контаминации.

Двухшаговая процедура пассивации обеспечивает лучшую возможную коррозионную стойкость:

1) Очистка

Деталь из нержавеющей стали должна быть тщательно очищена. Нержавеющие стали не могут быть пассивированы, если поверхность не чиста и свободна от контаминации и накипи. В экстремальных случаях чужеродное вещество может быть удалено шлифованием или механическим абразивным действием, или декепированием перед тем, как пассивация может произойти.

2) Пассивирующая обработка

Деталь из нержавеющей стали погружают в пассивирующую кислотную ванну. Любой из трех пассивирующих подходов может быть использован: пассивация азотной кислотой, пассивация азотной кислотой с дихроматом натрия или пассивация лимонной кислотой. Пассивирующая обработка варьируется в зависимости от хромового содержания и характеристик механической обработки марки нержавеющей стали, а также предписанных критериев приемки.

Продление срока службы нержавеющей стали

Правильный рутинный уход и специализированная очистка для более серьезных проблем могут продлить срок службы нержавеющей стали и обеспечить, что применения работают бесперебойно. Хотя врожденное хромовое содержание нержавеющей стали работает на защите от коррозии, полагаться только на это недостаточно. Воздействие химических растворов, выветривания, соли или механического повреждения — все способствуют необходимости рутинной пассивирующей обработки. Процедуры пассивации и правильные методы очистки помогают нержавеющей стали продолжать сиять как один из самых универсальных материалов в современном коммерческом и промышленном мире.