Oțeluri rezistente la coroziune

Mediile corosive cele mai frecvente sunt apele, atmosfera, solurile şi foarte diverşii agenţi chimici (cei mai agresivi).

Coroziunea datorată apei. Apa de mare este un mediu particular agresiv. Solubilitatea oxigenului în apa de mare variază în funcţie de temperatură: 1,2 mg/l la 5°C; 7 mg/l la 25 °C.

Apele dulci posedă caracteristici diverse, în funcţie de compoziţia lor (conţinut de minerale dizolvate, conţinutul de oxigen şi de gaz carbonic, pH etc). Rezistenţa la coroziune a unui echipament pus în contact cu apa dulce poate varia considerabil după tipul de apă. în anumite locuri, conductele de apă din oţel pot rezista mai mult de 20 ani, în altele, ele trebuie înlocuite la 2 sau 3 ani.

Apele dulci pot fi mai puţin agresive (dure) sau mai agresive (apa dulce). în primul caz, este vorba de ape foarte mineralizate care lasă un depozit de calcar şi de carbonaţi provocând depunerea de tartru pe conducte. Această depunere izolează metalul de apă şi încetineşte astfel coroziunea. Totuşi, dacă această depunere nu este uniformă, poate avea loc o coroziune prin puncte. Apele agresive sunt puţin mineralizate; ele sunt deci mai corosive, deoarece nu favorizează formarea unei depuneri protectoare. De altfel, ele sunt mai agresive faţă de conductele din fontă sau oţel decât faţă de conductele din cupru.

Coroziunea atmosferică se datorează formării pe suprafeţele metalelor a unui film sau a picăturilor de apă. Aceste depuneri de apă, datorate ploii, condensării sau ceţei, conţin în soluţii contaminanţi ce provin din atmosferă; din cauza evaporării, concentraţia de contaminanţi creşte în mod apreciabil. De altfel, sub picăturile de apă, are loc o accelerare a coroziunii prin formarea de pile de concentraţie. Se disting mai multe tipuri de atmosfere: rurală, urbană, industrială, marină.

Atmosfera urbană şi industrială are ca principal contaminant SO2 format prin arderea produselor petroliere sau a cărbunelui. In prezenţa bioxidului de sulf are loc o acidifiere a apei, al cărei pH poate atinge 3,5. Atmosfera marină conţine cloruri.

în atmosfera rurală (cea mai puţin corosivă), acoperişurile executate din tablă de oţel zincat pot rezista timp de 20 ani înainte ca stratul de zinc să fie total dizolvat. în atmosfera industrială ele nu rezistă decât câţiva ani. Dimpotrivă, în atmosfera urbană acoperişurile cu tablă din cupru rezistă foarte bine, căci „verdele" care se formează (carbonaţi şi sulfaţi cuprici) constituie un strat protector. Totuşi, preţul cuprului face adesea această soluţie greu de adoptat. Pentru fiecare din aceste tipuri de atmosfere trebuie luaţi în consideraţie şi factori climatici: vânturi, pluviozităţi, umiditate şi temperatură.

Coroziunea prin soluri. Solurile nu sunt medii omogene, ci în funcţie de loc, prezintă caracteristici foarte variate. Caracterul corosiv al solului este în funcţie de următorii parametrii:

- permeabilitatea la aer şi apă, care depinde de porozitatea şi de granulaţia materialelor constitutive;

- gradul de umiditate;

- conţinutul în săruri;

- alcalinitatea sau aciditatea (adică pH-ul);

- conductibilitatea lor electrică.

In general, ultimii doi parametrii (pH şi conductibilitatea electrică) sunt uşor măsurabili. în marea majoritate a cazurilor, pH-ul este cuprins între 6 şi 9. Se consideră de exemplu, un sol acid umed, puţin aerat şi a cărui conductibilitate electrică este bună, că este foarte agresiv.

Coroziunea produsă de diferiţii agenţi chimici este foarte diversă, complexă, fiind tratată în continuare pentru toate tipurile de materiale anticorosive.

In practică pot fi întâlnite diferite forme de atac corosiv, cu consecinţe diferite, cum sunt:

Coroziunea generală de suprafaţă. Suprafaţa metalului este atacată de obicei în mod uniform, dar aceasta poate fi atacată şi neuniform, chiar în pete. Atacul este provocat de soluţii acide şi, în cazul celor oxidante, se observă la suprafaţa oţelurilor prezenţa unor pelicule de culoare închisă, formate din produse ale coroziunii (săruri bazice, carbonaţi etc). Pelicula formată este pasivă chimic faţă de agentul corosiv şi astfel metalul de bază devine anticorosiv prin pasivare.

Coroziunea unor oţeluri inoxidabile, de ex. în acid clorhidric are caracter uniform, în mediu atmosferic - caracter neuniform, iar în apă se produce o coroziune în pete.

Pierderea de 0,004g/m2 *h prin coroziune generală (uniformă) de suprafaţă în cazul oţelurilor inoxidabile corespunde unei subţieri de cea 0,0045mm/an.

Coroziunea punctiformă (prin ciupituri-pitting). Metalul este atacat numai în unele puncte ale suprafeţei şi atacul progresează în adâncime (putând provoca chiar perforare).In cazul oţelurilor inoxidabile, acest tip de coroziune este provocată de soluţii conţinând ioni de clor ş.a. Este o formă de coroziune periculoasă, deoarece este greu de supravegheat. Evaluarea cantitativă este dificilă, de obicei se indica numărul de puncte pe unitatea de suprafaţă şi adâncimea lor maximă.

Coroziunea intercristalină. Atacul se produce de-a lungul limitelor grăunţilor cristalini, consecinţa fiind o deteriorare a structurii, urmată de scăderea rezistenţei mecanice.