La vaiolatura è una forma di corrosione localizzata che porta alla creazione di piccoli fori nel metallo. Può rappresentare una preoccupazione significativa in vari settori, in particolare quelli in cui i materiali sono esposti ad ambienti aggressivi. In qualità di fornitore di UNS S31700, ho constatato in prima persona la straordinaria capacità di questa lega di resistere alla corrosione per vaiolatura. In questo blog approfondirò la scienza che sta dietro al modo in cui UNS S31700 raggiunge questa impresa.
Comprendere la corrosione per vaiolatura
Prima di esplorare il modo in cui UNS S31700 resiste alla corrosione per vaiolatura, è essenziale capire cos'è la corrosione per vaiolatura e cosa la causa. La corrosione per vaiolatura si verifica tipicamente nei metalli quando sono esposti ad un ambiente corrosivo contenente ioni cloruro, come l'acqua di mare o alcune soluzioni chimiche. Gli ioni cloruro possono penetrare nello strato protettivo di ossido sulla superficie metallica, creando piccoli siti anodici. Una volta che questi siti si sono formati, inizia un processo di corrosione autoaccelerata. Il metallo nei siti anodici si dissolve, formando fosse, mentre il metallo circostante agisce come un catodo.
Composizione chimica di UNS S31700
UNS S31700, noto anche come acciaio inossidabile 317, è un acciaio inossidabile austenitico. La sua composizione chimica gioca un ruolo cruciale nella sua resistenza alla corrosione per vaiolatura. La lega contiene circa il 18-20% di cromo (Cr), l'11-15% di nichel (Ni) e il 3-4% di molibdeno (Mo).
Il cromo è un elemento chiave negli acciai inossidabili poiché forma uno strato di ossido passivo sulla superficie del metallo. Questo strato di ossido è sottile, aderente e autoriparante. Quando il metallo è esposto all'ossigeno, il cromo reagisce con esso per formare ossido di cromo (Cr₂O₃). Questo strato di ossido funge da barriera, prevenendo l'ulteriore corrosione del metallo sottostante. Maggiore è il contenuto di cromo, più stabile e protettivo diventa lo strato di ossido.
Il nichel migliora la resistenza alla corrosione della lega, soprattutto in ambienti riducenti. Inoltre migliora la duttilità e la tenacità dell'acciaio, rendendolo più facile da fabbricare. Inoltre, il nichel aiuta a mantenere la struttura austenitica dell'acciaio, il che è vantaggioso per le sue prestazioni complessive.
Il molibdeno è un altro elemento critico per la resistenza alla corrosione puntiforme. Migliora la stabilità dello strato di ossido passivo in presenza di ioni cloruro. Il molibdeno forma ioni molibdato nello strato di ossido, che possono inibire la penetrazione degli ioni cloruro. Ciò riduce la probabilità della formazione di siti anodici e quindi previene la corrosione per vaiolatura.
Formazione e stabilità del film passivo
Il film passivo sulla superficie di UNS S31700 è una struttura complessa composta principalmente da ossido di cromo, con contributi di altri elementi come molibdeno e nichel. La formazione di questo film passivo è un processo dinamico. Quando la lega è esposta ad un ambiente ossidante, gli atomi di cromo sulla superficie reagiscono con l'ossigeno per formare ossido di cromo. La presenza di molibdeno nella lega favorisce la formazione di un film passivo più stabile e protettivo.
La stabilità del film passivo è fondamentale per la resistenza alla corrosione puntiforme. In presenza di ioni cloruro il film passivo può essere attaccato. Tuttavia, l'elevato contenuto di cromo e molibdeno nell'UNS S31700 aiuta a riparare rapidamente la pellicola passiva. Se una piccola area del film passivo viene danneggiata dagli ioni cloruro, il cromo e il molibdeno presenti nella lega reagiscono con l'ossigeno presente nell'ambiente per riformare lo strato protettivo.
Confronto con altri acciai inossidabili
Per comprendere meglio la resistenza alla corrosione per vaiolatura dell'UNS S31700, è utile confrontarlo con altri acciai inossidabili. Per esempio,Acciaio inossidabile 310S / UNS S31008 / 1.4845ha un contenuto elevato di cromo e nichel ma un contenuto di molibdeno relativamente basso. Sebbene abbia una buona resistenza generale alla corrosione, la sua resistenza alla corrosione per vaiolatura non è buona quanto quella di UNS S31700, specialmente in ambienti contenenti cloruri.
Acciaio inossidabile 316L Mod / UNS S31603 / 1.4435è un acciaio inossidabile austenitico ampiamente utilizzato. Contiene un contenuto di molibdeno inferiore rispetto a UNS S31700. Di conseguenza, UNS S31700 offre una migliore resistenza alla corrosione per vaiolatura, rendendolo più adatto per applicazioni in cui è prevista l'esposizione ad ambienti aggressivi contenenti cloruri.
Acciaio inossidabile 904L / UNS N08904 / 1.4539è un acciaio inossidabile austenitico altolegato con eccellente resistenza alla corrosione. Ha un alto contenuto di nichel e molibdeno. Mentre il 904L ha un'ottima resistenza alla corrosione per vaiolatura, UNS S31700 può rappresentare un'alternativa più economica in molte applicazioni, soprattutto quando i requisiti di corrosione non sono estremamente severi.
Fattori che influenzano la resistenza alla corrosione per vaiolatura
Diversi fattori possono influenzare la resistenza alla corrosione per vaiolatura di UNS S31700. La temperatura è un fattore importante. All’aumentare della temperatura, generalmente aumenta la velocità di corrosione. A temperature più elevate, il film passivo diventa meno stabile e la diffusione degli ioni cloruro attraverso il film è più rapida. Tuttavia, UNS S31700 mantiene comunque una buona resistenza alla corrosione per vaiolatura a temperature elevate rispetto a molti altri acciai inossidabili.
Anche la concentrazione di ioni cloruro nell’ambiente ha un impatto significativo. Concentrazioni di cloruro più elevate aumentano la probabilità di corrosione per vaiolatura. Tuttavia, l'elevato contenuto di molibdeno nell'UNS S31700 gli consente di resistere a concentrazioni di cloruro relativamente elevate rispetto ad altre leghe.
Anche il pH dell'ambiente può influenzare la corrosione per vaiolatura. In ambienti acidi il film passivo può essere attaccato più facilmente. Tuttavia, UNS S31700 ha una buona resistenza alla corrosione in un ampio intervallo di pH, soprattutto quando il pH è compreso tra neutro e leggermente alcalino.
Applicazioni di UNS S31700
Grazie alla sua eccellente resistenza alla corrosione per vaiolatura, UNS S31700 è ampiamente utilizzato in vari settori. Nell'industria della lavorazione chimica, viene utilizzato per apparecchiature quali reattori, scambiatori di calore e sistemi di tubazioni esposti a sostanze chimiche corrosive. Nell'industria nautica viene utilizzato per componenti quali scafi di navi, piattaforme offshore e impianti di desalinizzazione dell'acqua di mare. Nell'industria alimentare e delle bevande viene utilizzato per apparecchiature che entrano in contatto con soluzioni acide o contenenti cloruro.
Conclusione
La capacità di UNS S31700 di resistere alla corrosione per vaiolatura è dovuta alla sua composizione chimica unica e alla formazione di una pellicola passiva stabile. La combinazione di cromo, nichel e molibdeno nella lega fornisce un'eccellente protezione contro gli effetti aggressivi degli ioni cloruro. Che si operi nell'industria chimica, marina o alimentare e delle bevande, UNS S31700 può essere una scelta affidabile per le applicazioni in cui la corrosione per vaiolatura è un problema.
Se sei interessato a saperne di più su UNS S31700 o stai pensando di acquistare questa lega per il tuo progetto, non esitare a contattarci per ulteriori discussioni e approvvigionamenti. Ci impegniamo a fornire prodotti UNS S31700 di alta qualità e un eccellente servizio clienti.
Riferimenti
- Manuale ASM Volume 13A: Corrosione: principi fondamentali, test e protezione. ASM Internazionale.
- Acciaio inossidabile: una guida pratica. George E. Totten, D. Scott MacKenzie.
- Resistenza alla corrosione degli acciai inossidabili. Robert W. Staehle.
