Zašto okrugla cijev od nehrđajućeg čelika 304 korodira i perforira se?

Površina okrugle cijevi od nehrđajućeg čelika 304 ima visoku otpornost na koroziju zbog stvaranja gustog filma krom oksida i može se široko koristiti u kemijskoj industriji, nafti, nuklearnoj energiji i drugim poljima. Međutim, iako je otporan na ravnomjernu koroziju, često se pojavljuje lokalizirana rupičasta korozija (tj. rupičasta korozija) nehrđajućeg čelika. Pojava rupičaste korozije počinje s površine materijala, te prolazi kroz dvije faze: nukleaciju i rast, te se konačno brzo širi u smjeru dubine ispod površine materijala, lako uzrokujući perforaciju stijenke cijevi. Dakle, zašto okrugla cijev od nehrđajućeg čelika 304 korodira i perforira?
1. Kloridni ioni uništavaju oksidni film
Cr i Ni uzrokuju da cijev od nehrđajućeg čelika stvara vrlo gusti oksidni film u oksidirajućem mediju, pasivizirajući ga, smanjujući brzinu korozije nehrđajućeg čelika u oksidirajućem mediju i poboljšavajući otpornost na koroziju. Aktivacija kloridnih iona igra važnu ulogu u stvaranju i uništavanju oksidnog filma na čeličnim cijevima.
Teorija adsorpcije vjeruje da je temeljni razlog zašto kloridni ioni uništavaju oksidni film taj što kloridni ioni imaju jaku sposobnost adsorpcije od strane metala. Preferirano ih apsorbiraju metali i istiskuju kisik s površine cijevi od nehrđajućeg čelika 304. Budući da kisik određuje pasivno stanje metala, kloridni ioni i kisik natječu se za adsorpcijske točke na površini metala, te čak mogu zamijeniti adsorbirane pasivacijske ione i formirati klorid s metalom. Adsorpcija klorida na metalnu površinu nije stabilna, stvarajući topljive tvari, što dovodi do ubrzane korozije.
2. Ubrzanje korozije prema dolje uzrokovane kloridnim ionima
Nehrđajući čelik je sklon rupičastoj koroziji u medijima koji sadrže Cl. To je zato što Cl lako uništava oksidni film na površini zavarene cijevi od nehrđajućeg čelika, prodire kroz oksidni film i djeluje na čeličnu površinu, izlažući čeličnu površinu i stvarajući anodu, uzrokujući rupičastu koroziju. Rupe od korozije obično se razvijaju duž smjera gravitacije. Jednom kad se jamičasta korozija formira, ona ima moć kopanja dublje, odnosno automatski ubrzava do dubine.
U otopini koja sadrži kloridne ione, oksidni film na površini cijevi od nehrđajućeg čelika 304 je otopljen. Razlog je taj što se kloridni ioni mogu preferencijalno i selektivno adsorbirati na oksidnom filmu, izbaciti atome kisika i zatim se kombinirati s kationima u oksidnom filmu. Formira topljivi klorid, što rezultira malim korozijskim jamama s promjerom pora od 20~30 um na osnovnom metalu. Ove male korozijske jame su rupičaste jezgre korozije. U uvjetima vanjske anodne polarizacije, sve dok medij sadrži određenu količinu kloridnih iona, jezgre korozije mogu se razviti u korozijske rupe. U koroziji u prirodnim uvjetima, kada medij koji sadrži kloridne ione sadrži kisik ili kationski kisik ili kationske oksidanse, može uzrokovati rast jezgri korozije u korozijske rupe.
Dok se lokalni pasivacijski film uništava, ostatak zaštitnog filma ostaje netaknut, što omogućuje i pojačava uvjete za pojavu rupičaste korozije. Prema mehanizmu elektrokemijskog stvaranja, potencijal elektrode cijevi od nehrđajućeg čelika 304 u aktiviranom stanju puno je veći od potencijala pasivirane čelične cijevi. Otopina elektrolita zadovoljava termodinamičke uvjete elektrokemijske korozije. Aktivirano stanje postaje anoda, a pasivizirano stanje služi kao katoda. Točka korozije uključuje samo mali dio metala, ostatak površine je veliko katodno područje. U elektrokemijskoj reakciji, katodna reakcija i anodna reakcija odvijaju se istom brzinom, tako da je brzina korozije koncentrirana na točku korozije anode vrlo značajna i ima očito prodiranje, stvarajući tako rupičastu koroziju.