Нержавеющая сталь и ржавчина: как возникает коррозия и как её предотвратить

Лучшие практики предотвращения ржавчины: от проектирования к обслуживанию

Может ли нержавеющая сталь ржаветь?

Нержавеющая сталь обладает встроенной коррозионной стойкостью, но в определенных условиях она может и будет ржаветь — хотя не так быстро и сильно, как обычные стали. Нержавейка корродирует при длительном воздействии агрессивных химикатов, соленых сред, жиров, влаги или высоких температур.

Защита нержавеющей стали от коррозии во многом зависит от содержания хрома. Если хрома недостаточно у поверхности, новый хромоксидный слой не может сформироваться после сдирания верхнего слоя. Это делает материал уязвимым к нескольким типам коррозии.

Основы нержавеющей стали

Чтобы понять, почему нержавейка устойчива к ржавчине и как эта стойкость нарушается, полезно знать, чем эти сплавы отличаются от других сталей.

Нержавеющая сталь содержит минимум 10,5% хрома. Хром быстро реагирует с окружающим кислородом, образуя тонкий оксидный слой на поверхности. В отличие от оксида железа — рыхлой и коррозионно-активной ржавчины — хромоксидный слой плотно прилегает к стали. Он служит защитным барьером. Хромоксидная пленка называется пассивной — она изолирует железо в сплаве от воздуха и воды среды. Эта пленка и дает нержавейке ржавчиностойкость.

Нержавейка малотребовательна к уходу, и её стойкость к окислению и пятнистости делает идеальным материалом для многих применений.

Существует четыре основных типа нержавеющих сталей: аустенитные, ферритные, мартенситные и дуплексные. Аустенитная нержавейка доминирует в промышленности — более 70% общего объема производства. Её свойства: максимум 0,15% углерода и минимум 16% хрома, дающие очень сильную защиту от ржавчины. Ферритная нержавейка имеет сниженную коррозионную стойкость по сравнению с аустенитными марками, но превосходит мартенситные. Дуплексные нержавеющие стали обладают высокой стойкостью к локальной коррозии — точечной, щелевой и коррозионному растрескиванию под напряжением.

Типы коррозии нержавеющей стали

Выделяют шесть распространенных типов коррозии нержавейки:

• Общая (равномерная)
• Гальваническая (биметаллическая)
• Интеркристаллитная (межгранничная)
• Точечная
• Щелевая
• Коррозионное растрескивание под напряжением

Общая коррозия считается наиболее безопасной формой — она предсказуема, управляема и часто предотвратима. Локализованная коррозия, такая как точечная и щелевая, труднее обнаружить из-за малой поражаемой площади, но может иметь разрушительные последствия. Коррозионное растрескивание под напряжением также опасно — трещины могут не обнаружиться до отказа изделия.

ТИПЫ КОРРОЗИИ

Тип коррозии	Описание
Общая (равномерная)	Равномерная потеря металла по всей поверхности. Нержавейка с pH < 1 более склонна к общей коррозии.
Гальваническая (биметаллическая)	Электрохимический процесс, при котором один металл корродирует быстрее другого в присутствии электролита.
Интеркристаллитная (межгранничная)	Коррозия по границам кристаллитов, более подверженная разрушению, чем внутренние поверхности. Возникает после нагрева аустенитной нержавейки при ~450–850 °C.
Точечная	Локализованная коррозия с образованием полостей или отверстий. Возникает при контакте со средами, содержащими хлориды.
Щелевая	Локализованная коррозия в щеле между двумя стыкующимися поверхностями. Формируется между двумя металлами или металлом и неметаллом.
Коррозионное растрескивание под напряжением	Рост трещин в коррозионной среде. Растяжение в сочетании с агрессивной средой ведет к растрескиванию.

Предотвращение ржавчины нержавеющей стали

Меры по предотвращению коррозии следует принимать на протяжении всего жизненного цикла нержавейки. Лучшие практики на этапах проектирования, производства и регулярного обслуживания продлят производительность и внешний вид металла.

1. Проектирование

Проактивный подход к проектированию изделий из нержавейки окупается в долгосрочной перспективе. Грамотное планирование на стадии проектирования минимизирует проникновение воды и снижает риск повреждений поверхности. Следует предусматривать дренажные отверстия для отвода воды, ограничивать полости и щели. Вентиляция критична — конструкция должна обеспечивать свободную циркуляцию воздуха.

2. Фабрикация (изготовление)

На стадии изготовления важно исключить контакт нержавейки с железом или обычной сталью. Требуется контроль окружающей среды: рабочих столов, инструментов, складских стеллажей, валков, цепей. Любые частицы углеродистой стали, осевшие на нержавейке при обработке, загрязняют поверхность, повышая риск ржавчины. К тому же, инструменты для чистки и шлифовки, использовавшиеся с углеродистой или нигколегированной сталью, должны храниться отдельно от нержавейки.

3. Обслуживание

Регулярное обслуживание играет ключевую роль в предотвращении ржавчины и ограничении прогресса уже существующей коррозии. Необходимо удалять любую образовавшуюся ржавчину механическими или химическими средствами. Полученный налет смывают теплой водой с мылом. После очистки наносят ржавчиностойкое покрытие.

Нержавеющая сталь для уличной мебели и малых архитектурных форм

Уличная мебель создает динамичные городские пространства — эффективные, безопасные, способствующие социальному взаимодействию. Скамейки, столы, горшки, велопарковки, облиматели устанавливают порядок на улицах, предотвращая хаос и защищая пешеходов от транспорта. Уличная мебель постоянно подвергается механическим повреждениям и выветриванию. Поэтому нержавейка — востребаемый базовый материал благодаря встроенной ржавчиностойкости — хромоксидному слою. Это значительно снижает ржавчение в большинстве изделий при воздействии суровых условий.

Чистка нержавейки для текущего ухода обычно проста и подходит для уличных условий. Небольшое загрязнение удаляют мылом и водой или разбавленным раствором аммиака, сушат мягкой тканью или сжатым воздухом. Если проявляется ржавчина, применяют коммерческие пассиваторы для удаления поверхностного окисления.

В отличие от промышленных применений, городская мебель должна сохранять привлекательный вид и гармонировать с окружающей инфраструктурой. Выполняя двойную роль — функциональность и эстетику — нержавейка является надежным выбором благодаря сочетанию долговечности и утонченного вида.

За дополнительной информацией о нержавеющей стали или запросом котировки на индивидуальный проект — свяжитесь с нами.