Korosi adalah salah satu dari tiga mode kegagalan utama logam. Stainless steel sering digunakan di lingkungan yang lebih menuntut untuk menghambat korosi logam. Namun, para insinyur telah menemukan bahwa bahkan dengan baja tahan karat, komponen masih bisa menimbulkan korosi dalam kondisi tertentu. Ketika korosi pitting terjadi pada baja tahan karat, banyak insinyur tidak melakukan apa-apa. Penulis percaya bahwa banyak insinyur yang salah paham dalam pemilihan material baja tahan karat. Kesalahpahaman ini adalah korosi baja tahan karat atau bahkan korosi. Ada pepatah yang mengatakan: Pria itu memiliki air mata, tetapi dia tidak menjentikkan, karena dia belum mencapai titik hatinya. Kalimat ini tidak bisa terlalu ditekankan untuk stainless steel. Baja tahan karat bukan non-korosi, hanya karena tidak menghadapi lingkungan korosi yang lebih keras. Di sini saya akan fokus pada masalah korosi baja nirkarat lokal. Saya berharap bahwa beberapa proyek lapangan akan dibebaskan dari keraguan di bidang ini.
Deskripsi Singkat Korosi Lokal Stainless Steel
Untuk material stainless steel yang mengandung kromium-nikel, ada dua bentuk utama korosi: yang satu adalah korosi seragam dan yang lainnya adalah korosi yang terlokalisasi. Karat di atmosfer laut adalah contoh umum atau korosi seragam. Di sini logam terkikis secara merata di seluruh permukaannya. Dalam hal ini, lapisan longgar terbentuk pada permukaan baja, dan lapisan produk korosi ini mudah dihilangkan. Korosi seragam adalah salah satu bentuk korosi yang paling mudah karena para insinyur dapat secara kuantitatif menentukan tingkat korosi logam dan dapat secara akurat memprediksi kehidupan logam. Oleh karena itu, korosi seragam adalah bentuk korosi yang minimal dipengaruhi oleh rakhitis. Meskipun menyebabkan kerusakan akibat korosi, dapat diprediksi dan dikendalikan.
Namun, terjadinya korosi lokal sering membuat banyak insinyur tidak siap. Ini karena kerusakan yang disebabkan oleh korosi lokal sulit diprediksi dan umur peralatan tidak dapat dihitung secara akurat. Salah satu pittings paling menjengkelkan, itu adalah jenis korosi lokal yang paling sulit dalam logam. Karena ribuan mil dari tanggul, ambruk di lubang semut. Pitting ini disebut tempat semut di tanggul.
Dalam proses korosi logam, dua reaksi terjadi pada saat yang sama pada elektroda. Salah satunya adalah reaksi katoda, dan non-logam berkurang pada katoda. Non-logam memiliki elektron dan valensi berkurang. Yang lainnya adalah reaksi anoda. Ketika reaksi anoda terjadi, logam kehilangan elektron dan valensi naik. Ion-ion logam terlepas dari permukaan logam. Yang ingin saya katakan adalah bahwa korosi logam tergantung pada reaksi dengan ketahanan terbesar terhadap korosi. Oleh karena itu, ini juga memberikan prinsip utama untuk memecahkan masalah korosi logam.
Desain ketahanan korosi menggunakan hubungan antara katoda dan anoda. Jika wajah katoda besar terhubung ke wajah anoda kecil, arus besar mengalir antara anoda dan katoda. Situasi ini harus dihindari. Di sisi lain, ketika kita membalikkan situasi dengan menghubungkan permukaan anoda besar dengan permukaan katoda kecil, arus kecil akan terjadi antara dua logam. Situasi ini adalah apa yang kami harapkan. Kami merancang katoda dari logam las dalam wadah atau tangki sebagai katoda. Perangkat pengikat dirancang sehingga pengencang katoda (area kecil) dan potongan anoda (area besar) dihubungkan bersama. Contoh dari konsep ini adalah untuk memusatkan panel baja bersama paku keling tembaga dan memaparkannya ke air laut dengan laju aliran rendah. Perlengkapan tembaga adalah permukaan katoda kecil, sedangkan pelat baja adalah permukaan anoda besar. Desain ini sangat nyaman dan menghasilkan kompatibilitas yang baik.
Masalah pitting. Pitting juga bisa diproduksi tanpa celah pada permukaan logam. Terjadinya pitting dapat berasal dari dua faktor: ion klorida di lingkungan dan heterogenitas mikrostruktur atau komponen. Korosi baja tahan karat dapat disebabkan oleh konsentrasi etchant khusus seperti klorida. Jika pitting terjadi pada baja tahan karat karena sensitisasi atau alasan lain, atau ketika kandungan krom dan nikel tidak seragam atau bahkan gagal menahan korosi sumuran, korosi lubang dapat terjadi. Cacat pada permukaan logam juga bisa menyebabkan pitting. Misalnya, cacat pada lapisan oksida pelindung dari baja tahan karat atau paduan nikel. Pitting dapat dicegah dengan menggunakan paduan yang memiliki ketahanan korosi yang tinggi atau dengan menghilangkan unsur kimia yang menyebabkan pitting. Aspek lain dari mengendalikan pitting logam adalah penghapusan reaktan katodik dalam medium lingkungan. Biasanya pembuangan oksigen akan memiliki efek yang lebih baik. Karena bagian bawah lubang cenderung dianodisasi, daerah sekitar lubang atau celah cenderung menjadi katodik sehingga hubungan arus baterai terbentuk. Ketika korosi di pit atau celah semakin mengembang, ini menjadi reaksi autokatalitik. Ion ferrik berinteraksi dengan klorida untuk membentuk besi klorida. Reaksi berulang dan perforasi logam terjadi dengan cepat. Korosi pitting atau celah adalah bentuk korosi yang sangat berbahaya karena sangat terlokalisasi dan dapat dengan cepat menyebabkan logam untuk menerobos.
Deskripsi Singkat Korosi Lokal Stainless Steel
Masalah korosi bawah permukaan. Tepat di bawah sedimen atau di celah, kandungan oksigen dari larutan rendah, dan kandungan oksigen dari larutan ruahan di luar celah sangat tinggi. Ini menetapkan baterai dengan anoda di bawah sedimen atau di celah dan di luar. Apakah katoda. Di dalam celah yang mengandung medium klorida, pH turun dan konsentrat klorida. Kondisi asam klorida ini menyebabkan korosi untuk mempercepat dan secara otomatis menengahi. Kemudian korosi lokal yang parah terjadi. Contoh dari jenis korosi ini terjadi ketika pengencang stainless steel ditempatkan pada pelat baja anti karat dan terkena air yang mengandung klorida. Korosi celah dapat terjadi ketika kepala baut atau mesin cuci digunakan sebagai area anoda. Mencegah pembentukan presipitat dan sisik atau menggunakan bahan dengan kandungan paduan tinggi akan membantu mengurangi korosi celah.
Pengupasan korosi. Dalam hal ini, lapisan korosi yang longgar seperti lembaran terbentuk pada permukaan logam. Bahkan aliran kecepatan rendah dapat dengan mudah menghilangkan lapisan korosif longgar. Akibatnya, logam baru yang tidak diambil kembali terekspos, sehingga banyak lapisan seperti lapisan tambahan akan terbentuk. Sekali lagi, trombosit ini mudah dilepas dan prosesnya berlanjut. Penggunaan paduan yang tidak reaktif secara kimia dapat menghindari korosi eksfoliasi.
Korosi intergranular. Muncul dalam paduan khusus tertentu, korosi intergranular dapat terjadi ketika dipanaskan ke zona suhu sensitif selama pengelasan atau perlakuan panas. Ketika paduan stainless steel tertentu dipanaskan sampai 425-870 ° C, kromium karbida mengendap di batas butir. Hal ini menyebabkan keberadaan daerah kromium-habis di sekitar karbida dan juga mempengaruhi passivasi wilayah batas butir. Dalam media khusus, seperti asam nitrat atau air bersuhu tinggi, korosi dapat terjadi di zona kromium rendah. Biji-bijian muncul di permukaan yang manis dan mudah terhapus ketika digosok dengan sampler. Korosi intergranular baja tahan karat dan paduan nikel dapat dihindari dengan menggunakan paduan karbon rendah, penambahan elemen pembentuk karbida seperti titanium atau tantalum, atau penggunaan anil stabil.
Deskripsi Singkat Korosi Lokal Stainless Steel
Stress corrosion cracking. Contoh tipikal adalah jalur uap berinsulasi yang terbuat dari baja tahan karat AISI 316 (UNS S31600). Klorida yang mungkin ada dalam bahan insulasi dapat ditransfer ke permukaan logam ketika terkena hujan. Kondisi ini memenuhi kondisi pembentukan retak korosi tegangan: paduan yang sensitif — 316 baja tahan karat; air korosif khusus yang mengandung klorida; dan stres — pipa mesin dingin atau pipa las. Jika pemeriksaan metalografi cross-section dilakukan melalui daerah retak, khas transgranular (mencakup butir dan batas butir) dan retakan cabang akan diamati. Ini adalah korosi retak tegangan klorida khas baja tahan karat austenitik. Menghilangkan salah satu dari tiga kondisi di atas dapat mencegah korosi retak retak.
Deskripsi Singkat Korosi Lokal Stainless Steel
Kandungan oksigen mempengaruhi korosi. Secara umum, air bersih dan segar yang mengalir ke pembangkit listrik tidak bersifat korosif. Baja bekerja dengan baik di air netral dan laju korosi secara langsung berkaitan dengan kapasitas oksigen terlarut. Artinya, semakin banyak kandungan oksigen, semakin tinggi tingkat korosi. Korosi baja juga terkait dengan nilai pH. Ketika pH tinggi, laju korosi baja rendah. Ketika pH turun di bawah 4, baja dengan cepat mengikis.
Temperatur juga akan mempercepat korosi pada baja. Ketika suhu meningkat dari 72 ° F hingga 104 ° F (22-41 ° C), secara langsung mempengaruhi laju korosi baja. Laju alir memiliki efek sebaliknya pada korosi baja. Ketika laju alir air laut lebih tinggi dari sekitar 3 kaki per detik (0,9 m / s), korosi baja dapat sangat dipercepat. Pemindahan mekanis bahan korosif yang tidak terlindungi akan menghasilkan tingkat korosi yang tinggi karena penghilangan material korosif memaparkan logam baru dengan laju korosi tinggi. Pada saat yang sama, laju alir yang tinggi membawa sejumlah besar oksigen ke permukaan logam yang terbuka. Oleh karena itu, ada lebih banyak oksigen untuk meningkatkan laju korosi.
Jika austenitic stainless steel pecah karena korosi retak tegang, bahan alternatif yang harus dipertimbangkan adalah baja stainless duplex. Karena struktur dan komposisi mereka yang berbeda, mereka memiliki sifat mekanik yang lebih tinggi pada suhu kamar hingga 600 ° F (315 ° C) dari 316 baja tahan karat. Mereka juga memiliki ketahanan korosi retak retak yang lebih tinggi. Aloi fase ganda dapat mencapai ketahanan yang lebih tinggi terhadap korosi pitting dan celah dengan meningkatkan kandungan kromium dan molibdenum.
Pengaruh konsentrasi klorida terhadap korosi baja tahan karat. Ketika 304 atau stainless steel 304L digunakan dalam air tawar, kandungan klorida harus kurang dari 200 ppm. Setelah komponen diproduksi, sisa besi harus dihilangkan. Karena sisa besi akan bertindak seperti celah, itu juga akan bereaksi dengan klorida untuk membentuk besi klorida untuk mempercepat korosi lokal. 304 Pipa perlu dibersihkan secara berkala untuk menghilangkan celah atau endapan yang dapat membentuk celah. Eksposur peralatan pabrik 304 atau 304L ke air yang tergenang (misalnya, laju aliran kurang dari 0,9 m / detik) harus dihindari karena akan membentuk endapan pada permukaan logam. Korosi mikrobiologi juga harus dikontrol.
Agar berhasil menggunakan stainless steel Tipe 316L dalam air payau, kandungan klorida harus kurang dari 1000 ppm kecuali air benar-benar terdeoksigenasi. Air yang terdeoksigenasi akan mencegah korosi pitting, cracking, dan stress pada stainless steel 316L. Dalam proses produksi pabrik, lasan harus dilas sepenuhnya dan halus sehingga memperoleh efek anti-korosi terbaik. Elektroda dengan kandungan molibdenum tinggi atau yang cocok dengan lasan harus digunakan. Adalah penting bahwa permukaan stainless steel Tipe 316L dibersihkan seperti 304 untuk menghilangkan sisa besi. Secara umum, cara terbaik untuk menghilangkan sisa besi adalah menggunakan agen pembersih HNO3-HF. Selain itu, sedimen apa pun juga harus dibuang secara teratur. Penting untuk berhati-hati untuk menghindari situasi air yang tergenang. Laju aliran air harus minimal 0,9 m / detik selama penghentian peralatan untuk mencegah pembentukan endapan.
Korosi logam sering menjadi masalah yang kompleks, dan bahkan beberapa bentuk korosi baru tidak dipahami dengan baik oleh publik. Disarankan agar insinyur lapangan belajar lebih banyak tentang korosi dan perlindungan sehingga mereka dapat belajar bagaimana menangani korosi komponen logam.