Точечная, питтинговая коррозия, стойкость к точечной коррозии PREN и критическая температура CPT

Нержавеющие стали по-разному реагируют на коррозионную среду по сравнению с обычными сталями. Они обладают способностью образовывать на своей поверхности пассивный слой оксидов хрома, поэтому нержавеющая сталь обычно не подвержена равномерной коррозии, однако проблемой являются различные виды локальной коррозии, важным видом которой является точечная коррозия.

Что такое точечная коррозия и почему она возникает?

Упомянутый пассивный слой подвергается постоянному разрушению, но также и постоянному обновлению. Поэтому, если слой обновляется быстрее, чем разрушается, элемент может сопротивляться коррозии в течение очень длительного времени. Однако в случае, когда слой начинает исчезать (например, в результате изменения условий эксплуатации или загрязнения поверхности), через некоторое время в самых слабых местах возникают очаги коррозии, называемые вмятинами. Они становятся самодостаточными с электрохимической точки зрения, поэтому точечную коррозию очень трудно остановить.

Что увеличивает риск возникновения точечной коррозии?

Основным фактором, вызывающим точечную коррозию, является присутствие галогенидов, прежде всего хлоридов, но также бромидов, фторидов и йодидов. Чем выше концентрация этих ионов, тем выше риск появления точечной коррозии. Еще одним важным фактором является температура – чем она выше, тем хуже. Вторичным фактором, ускоряющим коррозию, является высокая кислотность среды.

Вмятины возникают в местах ослабления пассивного слоя, например, в местах загрязненных (например, частицами обычной стали), механически поврежденных или в мелких углублениях (неровная поверхность является неблагоприятной) .

По вышеуказанным причинам хороший проект должен учитывать не только правильный выбор марки стали, но и соответствующую отделку поверхности и поддержание ее в относительной чистоте.

Но как проверить, какие марки стали устойчивы к точечной коррозии?

Устойчивость к точечной коррозии

Существует несколько показателей, позволяющих оценить устойчивость данного сплава к точечной коррозии. Наиболее популярными из них являются:

• Эквивалент стойкости к точечной коррозии PREN
• Критическая температура точечной коррозии CPT

Давайте поочередно обсудим эти показатели.

Эквивалент стойкости к точечной коррозии PREN

PREN (англ. Pitting Resistance Equivalent Number) — это общий показатель стойкости к точечной коррозии, основанный на химическом составе. Он не является слишком точным и служит только для предварительного выбора материала.

Добавки хрома, молибдена и азота имеют наибольшее значение для предотвращения точечной коррозии. Поэтому PREN рассчитывается по следующей формуле:

PREN = %Cr + 3,3% Mo + 16%N

Показатель PREN выбранных марок нержавеющей стали:

Марка стали	Мой Cr:	Ты мой любимый.	N:	Мин. PREN
Аустенитные стали
X1NiCrMoCu25-20-5	19	4	0,15	35
X6CrNiMoTi17-12-2	16 мая	2		23
X2CrNiMnMoN25-18-6-5	24	4	0,3	42
X1CrNiMoCuN20-18-7	19 мая	6	0,18	42
Сплавы дуплекс
X2CrMnNiN21-5-1	21	0,1	0,22	25
X2CrNiMoN22-5-3	21	02 мая	0,08	31
X2CrNiMoCuWN25-7-4	24	3	0,2	37
X2CrNiMoN25-7-4	24	3	0,2	37
Ферритные сплавы
X2CrMoTi18-2	17	01.они	0,03	23
X2CrTi12	10 мая	0	0	11
X14CrMoS17	16	0,2	0	17
Мартенситные стали
X20Cr13	12	0	0	12
X8CrNiMoAl15-7-2	14	2	0	21
X50CrMoV15	14	0,5	0	16

Расчеты при минимально допустимых значениях легирующих добавок. Результаты округлены.

PREN выше 30 означает хорошую стойкость к точечной коррозии.

Однако следует помнить, что вышеуказанный метод фокусируется исключительно на химическом составе сплава, а точечная коррозия зависит также от других факторов, таких как шероховатость элемента, коррозионная среда, термическая обработка и т. д.

Критическая температура точечной коррозии CPT

Температура ускоряет коррозию. Критическая температура точечной коррозии определяет минимальную температуру, при которой исследуемый сплав начинает подвергаться точечной коррозии, когда он погружен в данную среду. Ниже этой температуры коррозия не происходит. Это более надежный метод классификации сплавов по стойкости к точечной коррозии.

Существует несколько стандартов, определяющих процедуру испытания, например, требования к поверхности элемента или химическому составу раствора. Наиболее важными из них являются ASTM G150 и ASTM G48 (который описывает два конкретных метода). Не следует сравнивать значения критических температур точечной коррозии, определенных с помощью разных методов.

Значения CPT, определенные методом ASTM G48 для выбранных марок нержавеющей стали:

• X5CrNiMo17-12-2 - 20 °C
• X2CrNiMoN22-5-3 - 35°C
• X1NiCrMoCu25-20-5 - 40°C
• X2CrNiMnMoN25-18-6-5 - 90 °C

Примечание: В описании стандарта ASTM G48 указано, что эти результаты «могут использоваться для классификации устойчивости марок стали к точечной коррозии в среде, содержащей хлориды. Что касается сред, не содержащих хлоридов, то точно определить связь между результатами этого испытания и фактической стойкостью довольно сложно».

Значения CPT, определенные методом ASTM G150 для выбранных марок нержавеющей стали:

• X2CrMnNiN21-5-1 - 17 °C
• X2CrNiMoN22-5-3 - 52 °C
• X1CrNiMoCuN20-18-7 - 87 °C

Примечание: В описании стандарта ASTM G150 указано, что данный метод «не предназначен для проектных целей, а служит для сравнения, поскольку ход испытания ускоряет коррозию таким образом, который не моделирует никаких конкретных условий эксплуатации».