1. Hvorfor er stål relativt motstandsdyktig mot alkalier?
I et alkalisk miljø danner stål (hovedsakelig sammensatt av jern) en tett, uløselig passiveringsfilm av magnetitt (Fe₃O4) eller jernholdig hydroksyd (Fe(OH)₂). Denne filmen forhindrer effektivt ytterligere korrosjon av det underliggende basismetallet av den alkaliske løsningen, og gir dermed god kortsiktig korrosjonsbestandighet. Dette er helt forskjellig fra situasjonen i et surt miljø hvor jern oppløses raskt for å danne løselige salter.
2. Hva er de viktigste påvirkningsfaktorene?
Typer og konsentrasjoner av alkali:
Konsentrert alkali (f.eks. 50 % NaOH): God korrosjonsbestandighet, stabil passiveringsfilm. Karbonstålbeholdere som ofte brukes til å holde konsentrert alkali kalles til og med "alkalitanker".
Medium-konsentrasjon alkali: Korrosjonsbestandighet er fortsatt akseptabel.
Fortynn alkali (spesielt<30% NaOH) or molten alkali: More corrosive. Dissolved oxygen in dilute alkali solutions more easily damages the passivation film, leading to accelerated uniform corrosion. Molten alkali causes severe high-temperature corrosion and alkali embrittlement of steel.
Temperatur:
Temperatur er en av de viktigste påvirkningsfaktorene. Når temperaturen stiger (vanligvis over 80 grader), reduseres stabiliteten til passiveringsfilmen, og korrosjonshastigheten øker eksponentielt. Alkaliløsninger med høy-temperatur er ekstremt etsende for karbonstål.
Stresstilstand:
Alkali embrittlement (caustic embrittlement): This is an extremely dangerous phenomenon. When cold-rolled steel (or any carbon steel or low-alloy steel) is subjected to a combination of moderately concentrated alkaline solution, high temperature (typically >50 grader), og strekkspenning (fra kaldbearbeiding, gjenværende sveising eller arbeidsbelastning), kan det oppstå spenningskorrosjonssprekker langs korngrensene. Selv om den generelle korrosjonen ikke er betydelig, kan utstyret plutselig gå i stykker uten forvarsel og forårsake en alvorlig ulykke. Historisk sett har mange kjeleeksplosjoner stammet fra dette.
3.Hva er de iboende egenskapene til kaldvalsede-coils?
Overflatetilstand: Kaldvalsede-ruller har en glatt, ren overflate, fri for oksidavleiringer som finnes på varmvalsede-ruller. Dette letter den jevne dannelsen av en passiveringsfilm, en betydelig fordel.
Arbeidsherding: Kaldvalseprosessen herder materialet, men introduserer også betydelig gjenværende indre spenning. Dette øker risikoen for spenningskorrosjon (alkalisk sprøhet) i alkaliske løsninger, spesielt etter sveising. Spesiell forsiktighet er nødvendig under bruk.
4.Hva er noen miljøer der beskyttelsestiltak ikke anbefales eller er nødvendige?
Alkalisk miljø med høy-temperatur: Vanlig karbonstål bør unngås.
Miljø med strekkspenning (som trykkbeholdere, rørledninger, festemidler): Ekstrem forsiktighet er nødvendig med hensyn til risikoen for alkalisk sprøhet.
Langtids-nedsenking eller kritisk utstyr: Det anbefales å bruke mer korrosjonsbestandige-materialer eller ta beskyttelsestiltak.
5.Hva er noen vanlige beskyttelse og alternative løsninger?
Belegg/foring: Ved å påføre en epoksyharpiks, fenolharpiks eller gummifôr på den indre veggen av kald-valset stål isoleres metallet fra alkaliske løsninger. Dette er en av de mest økonomiske og effektive metodene.
Bruk av mer korrosjonsbestandige-metaller:
Rustfritt stål: 304/316 rustfritt stål viser generelt bedre korrosjonsbestandighet mot alkaliske løsninger med brede konsentrasjoner og temperaturer enn karbonstål, men spenningskorrosjon kan fortsatt forekomme i konsentrerte varme alkaliske løsninger.
Nikkel-baserte legeringer: For eksempel Nikkel 200 og Monel legeringer (nikkel-kobberlegeringer), disse er topp-materialer for motstand mot sterk alkalisk korrosjon (inkludert smeltet alkali), men er ekstremt dyre.
Ikke-metalliske materialer: For visse bruksområder kan PP (polypropylen), PTFE (polytetrafluoretylen) og FRP (glassfiberforsterket plast) brukes, siden de gir utmerket korrosjonsbestandighet mot alkaliske løsninger.