Tại sao ống thép không gỉ có thể bị gỉ đỏ

Tại sao Ống Thép Không Gỉ Có Thể Bị Gỉ Sắt Đỏ

Sự xuất hiện của gỉ sắt đỏ trên ống thép không gỉ là một vấn đề phổ biến, nhưng điều quan trọng là phải hiểu rằng đây thường là sự nhiễm bẩn bề mặt hoặc ăn mòn cục bộ, không phải là sự hỏng hóc của toàn bộ vật liệu. Thép không gỉ là "không gỉ" vì lớp bảo vệ thụ động của nó, không phải vì nó miễn nhiễm với gỉ.

Dưới đây là những lý do chính:

1. Nhiễm bẩn bề mặt (Nguyên nhân phổ biến nhất)

Điều này thường được gọi là nhiễm bẩn "sắt tự do".

• Cơ chế: Trong quá trình sản xuất, cắt, xử lý hoặc lắp đặt, các hạt thép carbon thông thường nhỏ từ dụng cụ, bàn chải dây hoặc các hoạt động mài gần đó có thể bị nhúng vào hoặc bôi lên bề mặt của ống thép không gỉ.

• Tại sao nó bị gỉ: Các hạt thép carbon này không có lớp oxit crom bảo vệ. Khi tiếp xúc với độ ẩm và oxy, chúng bị gỉ nhanh chóng, tạo thành đặc tính gỉ sắt đỏ (Fe₂O₃). Gỉ này chỉ ở trên bề mặt và thường có thể lau đi, nhưng nó có thể làm ố thép không gỉ bên dưới.

2. Hư hỏng lớp thụ động

Khả năng chống ăn mòn của thép không gỉ đến từ một lớp mỏng, vô hình và bám dính của oxit crom (Cr₂O₃) hình thành trên bề mặt của nó.

• Cơ chế: Hư hỏng cơ học (ví dụ: vết xước sâu, mài mòn), nhiệt hàn (tạo ra "màu nhiệt") hoặc hư hỏng hóa học có thể làm tổn hại đến lớp này.

• Tại sao nó bị gỉ: Nếu khu vực bị hư hỏng không được phép tái thụ động (tức là, tái tạo lớp oxit của nó) bằng cách tiếp xúc với oxy, sắt bên dưới dễ bị tổn thương và có thể bắt đầu ăn mòn. Đặc biệt, hàn có thể tạo ra một vùng trong đó crom đã kết hợp với carbon, làm cạn kiệt nó khỏi ma trận và làm cho khu vực này ít "không gỉ" hơn (nhạy cảm).

3. Tiếp xúc với hóa chất ăn mòn (Clorua)

• Cơ chế: Các ion clorua, được tìm thấy trong muối (nước biển, muối đường), một số chất tẩy rửa và thậm chí trong nước máy, cực kỳ ăn mòn. Chúng có thể phá vỡ cục bộ lớp oxit crom thụ động.

• Tại sao nó bị gỉ: Điều này dẫn đến một dạng ăn mòn cục bộ nghiêm trọng được gọi là Ăn mòn rỗ. Một lỗ nhỏ hình thành, và bên trong lỗ này, môi trường trở nên rất axit, ngăn cản lớp thụ động tái tạo. Sự ăn mòn tiếp tục, và gỉ sắt đỏ thường hình thành xung quanh lỗ mở.

4. Ăn mòn điện hóa

• Cơ chế: Khi thép không gỉ được kết nối trực tiếp với một kim loại kém "cao quý" hơn (như thép carbon, đồng hoặc nhôm) khi có chất điện phân (như nước), một pin điện hóa được tạo ra.

• Tại sao nó bị gỉ: Nếu thép không gỉ là catốt và kim loại khác là anốt, anốt sẽ bị ăn mòn hy sinh. Tuy nhiên, nếu tình huống bị đảo ngược, hoặc nếu kết nối làm phá vỡ lớp thụ động, nó có thể dẫn đến ăn mòn thép không gỉ. Quan trọng là, gỉ từ các phụ kiện thép carbon bị ăn mòn có thể trôi qua và làm ố ống thép không gỉ, làm cho nó trông như thép không gỉ đang bị gỉ.

5. Lựa chọn loại không phù hợp với môi trường

• Cơ chế: Có nhiều loại thép không gỉ. Các loại phổ biến như 304 cung cấp khả năng chống ăn mòn tốt trong môi trường nhẹ. Tuy nhiên, trong môi trường có nhiều clorua hoặc độ axit cao, chúng không đủ.

• Tại sao nó bị gỉ: Sử dụng thép không gỉ cấp thấp hơn (như 304) trong môi trường khắc nghiệt (ví dụ: khu vực ven biển, nhà máy hóa chất) sẽ dẫn đến sự phá vỡ lớp thụ động của nó và sự gỉ sau đó. Trong những trường hợp này, cần có một loại có khả năng chống chịu cao hơn như 316 (có chứa Molypden).

Bảng tóm tắt

Cách ngăn chặn:

• Ngăn ngừa ô nhiễm: Sử dụng các dụng cụ và vật liệu mài mòn chuyên dụng, sạch sẽ cho thép không gỉ.

• Thụ động hóa: Sau khi chế tạo, xử lý ống bằng axit (như axit nitric) để loại bỏ sắt tự do và tăng cường lớp oxit crom.

• Tẩy & Thụ động hóa: Đối với các khu vực hàn, sử dụng bột nhão để loại bỏ màu nhiệt và khôi phục lớp thụ động.

• Lựa chọn vật liệu chính xác: Chọn loại thép không gỉ thích hợp (ví dụ: 316 cho môi trường biển).

• Ngăn ngừa tiếp xúc điện hóa: Sử dụng miếng đệm hoặc phụ kiện cách điện khi kết nối với các kim loại khác nhau.