1. Zašto je čelik relativno otporan na lužine?
U alkalnom okruženju čelik (prvenstveno sastavljen od željeza) stvara gusti, netopljivi pasivacijski film magnetita (Fe3O4) ili željeznog hidroksida (Fe(OH)2). Ovaj film učinkovito sprječava daljnju koroziju temeljnog osnovnog metala uzrokovanu alkalnom otopinom, pružajući tako dobru kratkoročnu-otpornost na koroziju. Ovo je potpuno drugačije od situacije u kiseloj sredini gdje se željezo brzo otapa stvarajući topljive soli.
2. Koji su ključni čimbenici utjecaja?
Vrste i koncentracije lužina:
Koncentrirana lužina (npr. 50% NaOH): dobra otpornost na koroziju, stabilan pasivacijski film. Spremnici od ugljičnog čelika koji se često koriste za držanje koncentrirane lužine nazivaju se čak i "spremnici za lužinu".
Alkalije srednje{0}}koncentracije: otpornost na koroziju još uvijek je prihvatljiva.
Razrijedite lužinu (posebno<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.
Temperatura:
Temperatura je jedan od najznačajnijih čimbenika utjecaja. Kako temperatura raste (obično iznad 80 stupnjeva), stabilnost pasivacijskog filma se smanjuje, a brzina korozije eksponencijalno raste. Visoko{3}}otopine lužina izrazito su korozivne za ugljični čelik.
Stanje stresa:
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 stupnjeva ) i vlačnog naprezanja (od hladnog rada, zaostalog naprezanja pri zavarivanju ili radnog opterećenja), može doći do pucanja uslijed korozije duž granica zrna. Čak i ako ukupna korozija nije značajna, oprema se može iznenada slomiti bez upozorenja, uzrokujući ozbiljnu nesreću. Povijesno gledano, mnoge eksplozije bojlera proizašle su iz toga.
3. Koje su inherentne karakteristike hladno{1}}valjanih zavojnica?
Stanje površine: Hladno{0}}valjane zavojnice imaju glatku, čistu površinu, bez oksidnog kamenca koji se nalazi na vruće{1}}valjanim zavojnicama. Ovo olakšava ravnomjerno formiranje pasivacijskog filma, što je značajna prednost.
Otvrdnjavanje radom: Proces hladnog valjanja stvrdnjava materijal, ali također dovodi do značajnog zaostalog unutarnjeg naprezanja. To povećava rizik od pucanja uslijed korozije (alkalna krtost) u alkalnim otopinama, osobito nakon zavarivanja. Potreban je poseban oprez tijekom uporabe.
4.Koja su neka okruženja u kojima se zaštitne mjere ne preporučuju ili su neophodne?
Visoko{0}}alkalno okruženje: treba izbjegavati obični ugljični čelik.
Okruženje s vlačnim naprezanjem (kao što su posude pod pritiskom, cjevovodi, spojni elementi): Potreban je krajnji oprez u pogledu rizika od alkalne krtosti.
Dugotrajno-uranjanje ili kritična oprema: preporučuje se upotreba materijala otpornijih-na koroziju ili poduzimanje zaštitnih mjera.
5.Koja su uobičajena zaštita i alternativna rješenja?
Premaz/obloga: nanošenje epoksidne smole, fenolne smole ili gumene obloge na unutarnju stijenku hladno{0}}valjanog čelika izolira metal od alkalnih otopina. Ovo je jedna od najekonomičnijih i najučinkovitijih metoda.
Korištenje metala-otpornijih na koroziju:
Nehrđajući čelik: Nehrđajući čelik 304/316 općenito pokazuje bolju otpornost na koroziju na alkalne otopine širokih koncentracija i temperatura nego ugljični čelik, ali do pucanja uslijed korozije i dalje može doći u koncentriranim vrućim alkalnim otopinama.
Legure na bazi nikla-: kao što su legure nikla 200 i monela (legure nikla-bakra), ovo su-materijali najvišeg sloja za otpornost na jaku alkalnu koroziju (uključujući rastaljene alkalije), ali su izuzetno skupi.
Ne-metalni materijali: Za određene primjene mogu se koristiti PP (polipropilen), PTFE (politetrafluoroetilen) i FRP (plastika ojačana staklenim vlaknima), budući da nude izvrsnu otpornost na koroziju u alkalnim otopinama.