Коррозия нержавеющей стали в прибрежном воздухе

Где установлена сталь

Молочный завод представляет собой здание из нержавеющей стали, внутри которого движется молоко. Сырое молоко принимается и хранится, пастеризуется, гомогенизируется, ферментируется и разливается, и каждый из этих этапов обеспечен трубопроводами. То, на чем держатся трубы, выглядит неприметно: опорные конструкции, ножки оборудования, рамы платформ. Но это скелет, на котором держится вся линия, и он находится в том же гигиеническом контуре, что и продукт.

Этот завод перерабатывает молоко на побережье Австралии. Расстояние до воды имеет здесь решающее значение.

С чего начинается коррозия нержавеющей стали в прибрежном воздухе

Нержавеющая сталь не инертна. Она защищена. Защиту обеспечивает пленка оксида хрома толщиной в несколько атомов, которая образуется на поверхности и восстанавливается при ее повреждении. Пока эта пленка плотная и сплошная, воздух и вода не доходят до металла под ней.

Хлориды проникают сквозь нее. Солевой туман с моря переносит ионы хлора, которые имеют малый размер и сильный полярный заряд. Они оседают на поверхности, проникают в пленку и реагируют с металлом, образуя растворимые хлориды. Пленка растворяется локально, а не равномерно, и там, где она растворяется, завязывается питтинг. Возникнув, питтинг поддерживает сам себя, поскольку химические процессы внутри ячейки агрессивнее среды снаружи.

Менее чем через два года после ввода в эксплуатацию опоры, смонтированные с блестящей поверхностью, покрылись бурыми пятнами и видимым питтингом. Проблема завода заключалась не в их внешнем виде. Ржавчина на опоре над открытой емкостью или конвейером — это инородное тело, готовое отслоиться. Независимый аудит пищевой безопасности зафиксировал опоры как негигиеничные поверхности оборудования, требующие устранения нарушений. Кроме того, питтинг разъедал несущее сечение, и некоторые опоры начали деформироваться.

Что мы поставили

Марка металла не изменилась. Изменилась поверхность.

Коррозия 304 в соленом воздухе почти всегда означает, что поверхность никогда не была должным образом обработана. При изготовлении остаются окалина, сварочные брызги, вкрапления железа от инструмента и обедненный хромом слой в зонах термического влияния. Выращенная поверх этого пассивная пленка тонка, неоднородна, и под нее легко проникает хлорид.

Поэтому опоры обрабатывали последовательно, а не просто очищали. Сначала абразивоструйная обработка для удаления окалины, масел, брызг и деградированной пленки. Затем травление, растворяющее обедненный хромом слой и оставляющее поверхность более богатой хромом, чем в исходном состоянии. И наконец, пассивация для формирования плотной и однородной оксидной пленки на металле, наконец-то достаточно чистом для ее роста.

Все три этапа выполняются в соответствии с ASTM A380. Результат проверяется ферроксиловым тестом (с синими точками), который выявляет свободное железо на поверхности. Деталь либо признается чистой, либо отправляется на повторную обработку. Те же приборы и тот же участок чистовой обработки используются для проверок на шероховатость поверхности. Марка стали подтверждается на спектрометре в рамках испытания материалов до начала какой-либо обработки.

Что изменилось

Стабильный срок службы в условиях прибрежного солевого тумана увеличился с менее чем двух лет до более чем пяти, а ежегодные расходы на обслуживание этих опор сократились примерно на 70%.

Замечания аудита исчезли вместе с ржавчиной — именно за это завод фактически и заплатил. Никто больше не проходит вдоль линии с металлической щеткой перед проверкой, и ничто над открытой емкостью не осыпается.

Пять лет — это рубеж измерений, а не предел для покрытия; по истечении пяти лет опоры по-прежнему успешно проходили проверки.

Почему они обратились к нам

Мы не относимся к кронштейну просто как к кронштейну. На прибрежном объекте это элемент системы обеспечения безопасности пищевой продукции, и его отказ обязательно попадет в чей-то отчет.

Заблуждение, с которым стоит поспорить — это утверждение, что 304 ржавеет. Марка 304 ржавеет, если она плохо обработана. Абразивоструйная обработка, травление и пассивация кажутся простой мойкой, но это не так. Это химический процесс, результат которого зависит от множества параметров: какой абразив используется, под каким давлением; из чего состоит травильный раствор и сколько времени в нем находится деталь; насколько тщательно она промыта и высушена после. Ошибитесь с промывкой — и вы заложили основу для следующей проблемы.

Каждый из этих параметров здесь строго выдерживается по ASTM A380 для каждой детали. Пассивная пленка либо плотна и однородна, либо служит плацдармом для хлоридов. Все, что покупает прибрежное предприятие — это возможность перестать думать о своих опорах.