Waukesha Cherry-Burrell Produkte: FittingsKorrosion von EdelstahlEdelstahl wird seit über 50 Jahren bei der Herstellung von Geräten für die Verarbeitung von Milcherzeugnissen und Lebensmitteln verwendet. Für die meisten Umgebungsbedingungen in diesen Branchen bieten Edelstahllegierungen hohe Festigkeit, einfache Herstellung, attraktives Aussehen und gute Korrosionsbeständigkeit. Trotz dieser Vorteile ist Edelstahl jedoch nicht gegen Korrosion immun. Von allen korrosiven Medien, die in Milch- und Lebensmittelwerken vorgefunden werden, kann die große Mehrheit der Korrosionsschäden an Edelstahl Umgebungsbedingungen zugeschrieben werden, die Chloridionen enthalten. Die Ursache dafür wird in den folgenden Abschnitten dieses Artikels beschrieben. Wir möchten zunächst darauf hinweisen, dass die AISI-Sorten 304 und 316 (DIN 1.4301 und 1.4401) die in Betracht gezogenen Edelstähle sind.
Die korrosionsbeständigen Eigenschaften dieser beiden Legierungen basieren auf einem dünnen Chromoxid-Schutzfilm bzw. auf einer Passivierungsschicht, die auf natürliche Weise gebildet wird, wenn die Metalloberfläche Sauerstoff ausgesetzt ist. Solange diese Schutzschicht intakt ist, ist das Metall geschützt. Wenn dieser Film jedoch löchrig, beschädigt oder zerstört wird, geht der Schutz verloren und die Korrosion kann sehr schnell voranschreiten. Der Schutzfilm ist besonders gegen Angriffe durch Chlorionen empfindlich.
Interkristalline KorrosionInterkristalline Korrosion wird häufiger durch Schweißtechniken als alle anderen Faktoren verursacht. Unter dem Mikroskop betrachtet besteht eine Stahloberfläche aus einem Stückwerk von Bereichen, in denen die Körner des Metalls in verschiedene Richtungen weisen. Wenn Edelstähle der AISI 300er Serie (303, 304, 316 usw.) in einem Temperaturbereich zwischen 427°C und 899°C (800ºF und 1650ºF) gehalten werden, vereinigen sich das Chrom und der Kohlenstoff im Stahl und bilden Chromcarbid, das sich an den Korngrenzen ablagert bzw. ansammelt. Dadurch werden die umliegenden Bereiche an Chrom verarmt, und die Widerstandsfähigkeit dieser Bereiche gegen Korrosion nimmt ab. Da die Temperatur von Metall beim Schweißen bis auf 1600ºC (2900ºF) ansteigen kann, ist die Kontrolle der Wärme ein sehr wichtiger Faktor. Interkristalline Korrosion ist durch korrosive Angriffe auf das Grundmetall neben einer Schweißstelle charakterisiert. Sie tritt gewöhnlich auf, wenn Schweißarbeiten im Feld vorgenommen werden, wie z.B. beim Schweißen von Rohrleitungssystemen. Die Verwendung von Edelstählen mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, wie z.B. AISI 304L und 316L (DIN 1.4306 und 1.4404), ist eine Möglichkeit, um die Gefahr von Carbidablagerungen zu vermeiden. Es ist jedoch gebräuchlicher und wirtschaftlicher, die Schweißarbeiten zu kontrollieren, indem die Wärme so niedrig wie möglich gehalten und der geschweißte Bereich schnell abgekühlt wird.<
Spaltkorrosion Diese Form der Korrosion ist, wie der Name es sagt, ein intensiver örtlicher Angriff innerhalb der Spalten oder abgeschirmten Bereiche, die korrosiven Medien, besonders chlor- oder chloridhaltigen, ausgesetzt sind. Sie wird häufig durch defekte Dichtflächen, überlappende Stöße oder Oberflächenablagerungen verursacht. In Plattenwärmeaustauschern gibt es Hunderte von Kontaktpunkten, an denen eine Platte die nächste abstützt, wobei jeder dieser Punkte einen Spalt bildet. Art und Anzahl der Spalten in einem Prozesssystem müssen beim Festlegen der Verarbeitungs-/Reinigungs-/Sterilisierungstermine berücksichtigt werden. Ein Hauptaspekt ist dabei die gründliche Reinigung während des CIP-Zyklus, um zu gewährleisten, dass jeglicher Schmutz vollständig entfernt wird. Schmutzrückstände können als künstlicher Spalt wirken und stagnierende Pools von Hypochloritlösungen während der Sterilisierung einschließen. Bei Verwendung von Hypochloritlösungen zum Sterilisieren:
Vor Einführung eines Hypochlorit-Sterilisierungsmittels in ein System sicherstellen, dass das gesamte System auf Raumtemperatur abgekühlt wurde und alle Säuren des Reinigungszyklus durch gründliches Spülen abgeführt wurden.
LochfraßkorrosionSpaltkorrosion, die gewöhnlich durch das Vorhandensein von Chloriden, die in stagnanten Stellen eingeschlossen sind, verursacht wird. Dies führt zum Durchdringen des passiven Films und einem korrosiven Angriff auf den Stahl. Diese stagnanten Stellen können das Ergebnis schlechter Konstruktion sein, werden jedoch häufiger durch unsachgemäße Reinigungsverfahren verursacht. Auch Spuren von Schmutzresten können Chloride einschließen und so zum Ansatzpunkt für Lochfraß werden. Die Bedeutung einer gründlichen Reinigung, gefolgt von einem Entleerungs- und Lufttrocknungszyklus, kann bei der Pflege von Edelstahl nicht stark genug hervorgehoben werden.
SpannungsrisskorrosionSpannungsrisskorrosion in austenitischem Edelstahl (z.B. 1.4301 und 1.4401) wird durch eine Kombination von zwei Zuständen verursacht:
Wenn der Kontakt mit Chloriden bei einer bestimmten Anwendung nicht vermieden werden kann, sollte die Eliminierung von Oberflächenspannungen in Erwägung gezogen werden. Wärmebehandlung ist eine Methode zum Eliminieren von Spannungen, die aufgrund von Verzug oder Kosten jedoch oft unpraktisch ist. Eine weitere Methode, die erfolgreich eingesetzt wird, ist die Umwandlung von Zug- in Druckspannungen durch Strahlhämmern der Oberfläche. Bei diesen Methoden müssen die Betriebstemperaturen so niedrig wie möglich gehalten und makellose Reinigungsverfahren eingehalten werden, um die Bildung von Grübchen zu verhindern, die als Spannungskonzentrationspunkte wirken. |
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