El acero inoxidable se especifica por su resistencia a la corrosión,pero el término "inoxidable" describe una familia de aleaciones con diversos grados de resistencia no un material que es inmune a la corrosión en todas las condicionesDos de los mecanismos de corrosión localizados más importantes que afectan al acero inoxidable en servicio son:corrosión por agujerosycorrosión en las grietasAmbos son formas de ataque localizado que pueden causar fallas de componentes con relativamente poca pérdida de metal en general,haciendo que sean difíciles de detectar mediante inspección visual y potencialmente más peligrosos que la corrosión uniforme, que progresa de manera previsible y visible.
Equipo de acero inoxidable instalado en entornos que contienen cloruro, exposición a la atmósfera costera, procesamiento químico, sistemas de agua de mar,o incluso en las atmósferas de las piscinas interiores pueden desarrollar corrosión por agujeros o grietas a pesar de cumplir con los requisitos de composición química y propiedades mecánicas del grado especificadoEsto se debe a que la corrosión localizada está influenciada no sólo por la composición de la aleación, sino también porla concentración de cloruro, la temperatura, el pH, la disponibilidad de oxígeno, el estado de la superficie y la geometría de los componentes.La selección correcta del grado es necesaria, pero puede no ser suficiente, las prácticas de diseño, fabricación y mantenimiento son igualmente importantes.
| Categoría | Corrosión por agujeros | Corrosión de las grietas |
|---|---|---|
| Mecanismo de corrosión | Descomposición localizada de la película de óxido de cromo pasivo en puntos aislados de una superficie expuesta | Ataque localizado dentro de espacios protegidos o confinados donde el entorno local se vuelve más agresivo que el entorno masivo |
| Ubicación típica de iniciación | Superficies abiertas y expuestas a defectos microscópicos en la película pasiva | Las piezas de las piezas de acoplamiento, las piezas de acoplamiento y las piezas de acoplamiento, las piezas de acoplamiento y las piezas de acoplamiento, las piezas de acoplamiento y las piezas de acoplamiento |
| Causas principales | Iones de cloruro que interrumpen la película pasiva; contenido de aleación insuficiente (PREN bajo) para el entorno de cloruro | Agotamiento del oxígeno dentro de la grieta; aumento de la concentración de cloruro; caída del pH creando una célula ácida autocatalítica |
| Causas ambientales | Iones de cloruro, temperatura elevada, pH bajo, condiciones oxidantes, electrolito estancado | Presencia de una geometría de grieta, electrolito que contiene cloruro, diferencial de oxígeno entre el interior y el exterior de la grieta |
| Apariencia | Agujas pequeñas y discretas en superficies no afectadas; las agujas pueden estar cubiertas por tapas de productos de corrosión | Ataque localizado confinado al área de la grieta; a menudo invisible sin desmontaje |
| Dificultad para detectar | Las fosas pueden ser visibles en superficies expuestas, pero pueden estar ocultas por depósitos o productos de corrosión | Difícil de detectar sin desmontar; el ataque está oculto dentro de la grieta |
| Grados afectados comunes | 304/304L en ambientes con cloruro; 316/316L en condiciones más cálidas o con mayor cloruro | Incluso los grados de aleación más altos pueden sufrir corrosión por grieta si la geometría de la grieta es severa y el medio ambiente es agresivo |
| Enfoque de prevención primaria | Seleccionar el grado con el PREN adecuado para la concentración y la temperatura del cloruro | Eliminar la geometría de las grietas a través del diseño; seleccionar una aleación de mayor grado cuando las grietas son inevitables |
Conocimiento clave:El agujero es principalmente una interacción material-ambiente la película pasiva falla cuando la resistencia al agujero de la aleación es inadecuada para el nivel y la temperatura del cloruro. Crevice corrosion is a geometry-driven problem — even grades with adequate pitting resistance on exposed surfaces can suffer attack within a crevice where the local environment becomes more aggressive than the bulk environmentEsta distinción tiene implicaciones directas para la selección de grados y la práctica de diseño.
La corrosión por fosas es una forma de ataque extremadamente localizado que resulta en pequeñas cavidades o fosas en la superficie del acero inoxidable.capa superficial auto-reparadora que da al acero inoxidable su resistencia a la corrosión , más comúnmente cloruros.
El número equivalente de resistencia a la corrosión por agujeros (PREN) proporciona una medida comparativa de la resistencia de un grado de acero inoxidable a la corrosión por agujeros basada en su composición de aleación:
PREN = %Cr + 3,3 × %Mo + 16 × %N
El cromo (Cr) forma la película pasiva, el molibdeno (Mo) estabiliza la película pasiva y mejora su resistencia al ataque de cloruro.El nitrógeno (N) es particularmente eficaz para mejorar la resistencia a los agujeros, que se refleja en su elevado coeficiente de 16.
Valores PREN aproximados para los grados comunes:
Uso práctico de las PREN en la contratación pública:El PREN ayuda a comparar la resistencia relativa a los agujeros de diferentes grados, pero es una guía, no una garantía de servicio libre de corrosión.La resistencia real a las fendas en una aplicación específica depende de la concentración de cloruroEl PREN debe utilizarse como una herramienta de detección para limitar la selección de los grados, seguido de una evaluación en función de las condiciones de servicio específicas.
La corrosión de grietas es un ataque localizado que ocurre dentro de espacios estrechos y protegidos donde el entorno local puede volverse significativamente más agresivo que el entorno a granel fuera de la grieta.Es más insidioso que el agujero porque ataca el acero inoxidable en lugares que están ocultos de la inspección visual ̇ bajo las juntas, dentro de las juntas atornilladas, debajo de los depósitos y en los huecos de las bridas y pueden afectar a los grados que resisten el agujero en superficies expuestas en el mismo entorno de granel.
Importantes implicaciones de la contratación y el diseño:Incluso los grados de aleación alta con altos valores de PREN, como el super duplex 2507,puede experimentar corrosión por grieta si la geometría de la grieta es suficientemente apretada y el ambiente es suficientemente agresivo (alto contenido de cloruro), temperatura elevada). The critical crevice corrosion temperature (CCCT) for a given grade is typically lower than its critical pitting temperature (CPT) — meaning crevice corrosion initiates more readily than pitting for the same material and bulk environmentPor esta razón, la prevención de la corrosión por grietas es principalmente una responsabilidad de diseño y fabricación, no sólo un problema de selección de materiales.
| Aspecto | Las fosas | Corrosión de las grietas |
|---|---|---|
| Inicio del procedimiento | Descomposición de la película pasiva en una superficie abierta; requiere iones agresivos (normalmente cloruros) | Agotamiento del oxígeno dentro de una geometría confinada; puede comenzar en ambientes a granel menos agresivos de los requeridos para la fosa |
| Ubicación | Superficies expuestas; se forman hoyos en puntos débiles microscópicos de la película pasiva | Escondidas en las grietas; debajo de juntas, depósitos, cabezales de pernos, caras de bridas |
| Nivel de cloruro requerido | Requiere una concentración de cloruro superior al umbral para el grado y la temperatura específicos | Puede ocurrir en concentraciones de cloruro a granel más bajas que en las fosas porque los cloruros se concentran dentro de la grieta |
| Temperatura crítica | La CPT (temperatura crítica de perforación) es superior para un grado/entorno determinado | CCCT (Critical Crevice Corrosion Temperature) es típicamente más baja que CPT |
| Prevención | Principalmente selección de materiales (PREN más alto); condición de la superficie y pasivación | Diseño primordial (eliminar las grietas); selección de materiales cuando las grietas son inevitables |
La distinción práctica para la contratación pública:El agujero se aborda principalmente mediante la selección del grado La corrosión de las grietas se aborda tanto mediante la selección de grado como mediante el diseño , y en caso de que las grietas sean inevitables (flancas de junta, juntas atornilladas), especificar un grado con suficiente resistencia a la corrosión en las grietas para las condiciones de servicio.Aunque sea conservador., no puede compensar un diseño que crea condiciones de grieta agresivas.
Los diferentes grados de acero inoxidable ofrecen una resistencia cada vez mayor a la corrosión por agujeros y grietas, principalmente debido al aumento del contenido de molibdeno y nitrógeno.La selección de un grado adecuado implica que la resistencia a la corrosión de la aleación coincida con la concentración esperada de cloruro, temperatura y gravedad de las grietas del entorno de servicio:
| Grado | Aproximadamente | Resistencia a las fosas | Resistencia a la corrosión en grietas | Entornos típicos adecuados |
|---|---|---|---|---|
| Las demás partidas | ~ 18 ¢ 20 | Bajo susceptible a agujeros en entornos que contengan cloruro | Bajo susceptible a la corrosión por grietas incluso a niveles moderados de cloruro | Ambientes interiores, rurales y urbanos; agua dulce; entornos industriales sin cloruro |
| Se trata de un artículo de la Directiva 2006/112/CE. | ~ 24 ¢ 26 | Moderado ¢ molibdeno (~ 2%) mejora la resistencia a las fosas de cloruro | Moderado mejorado pero susceptible en grietas cálidas con alto contenido de cloruro | Atmosfera costera; ambientes químicos con cloruro moderado; procesamiento de alimentos con cloruros |
| Las demás máquinas | ~ 34 ¢ 36 | Buen mayor contenido de Cr, Mo y N proporciona una mayor resistencia | Buen resistente al ataque de grietas en muchos ambientes de cloruro | Tratamiento de aguas marinas; estructuras en alta mar; equipos para procesos químicos; celulosa y papel |
| Super duplex 2507 | ~ 40 ¢ 43 | Resistencia a los agujeros de cloruro muy buena | Alta resistencia a la corrosión por grietas en condiciones agresivas | Sistemas de agua de mar; petróleo y gas en alta mar; servicio químico de cloruro severo; desalinización |
Orientación para la contratación pública:Ningún grado de acero inoxidable es universalmente resistente a la corrosión. El grado correcto es el que tiene PREN suficiente para la concentración de cloruro esperada y la temperatura máxima de funcionamiento,Considerando si existen condiciones de grieta en el diseñoEl grado de especificación excesiva (por ejemplo, super duplex 2507 para una aplicación en interiores) añade costos sin beneficio de seguridad.304 para una instalación costera) crea un riesgo de corrosión que puede requerir una reparación o sustitución costosa.La selección del grado debe basarse en las condiciones ambientales específicas, no en una especificación predeterminada.
La prevención de la corrosión de las hendiduras requiere un enfoque integrado que abarque la selección de materiales, el diseño de equipos y las prácticas de fabricación y mantenimiento.La excelencia en una área no compensa la debilidad en otra..
La estrategia de prevención más eficaz combina los tres elementos: el grado correcto para el medio ambiente, un diseño que minimice las grietas y las condiciones de estancamiento,y prácticas de fabricación y mantenimiento que preserven la película pasivaUn grado alto de PREN especificado en un diseño lleno de grietas estancadas sin tratamiento de la superficie después de la soldadura no es una solución de corrosión, sino un riesgo de corrosión comprado a un precio superior.
1Selección del 304/304L para ambientes que contengan cloruro.304 carece de molibdeno y tiene un PREN bajo (~ 18 ¢ 20), por lo que es susceptible a la corrosión por agujeros y grietas en ambientes que contienen cloruros, incluidas las atmósferas costeras, la exposición a la sal deshieldora,y muchos fluidos de proceso industrialPara cualquier aplicación en la que se conozca la exposición al cloruro, debe evaluarse el 316/316L o una aleación de grado superior.
2Suponiendo que 316/316L pueda resistir todas las condiciones del agua de mar.El 316L proporciona una buena resistencia a la exposición a la atmósfera costera, pero puede sufrir corrosión por grietas en condiciones de agua de mar caliente y estancada, particularmente dentro de los huecos de las bridas, debajo de las juntas,y en otras geometrías de grietasEn el caso de las aplicaciones de servicio de agua de mar inmerso o de zonas de salpicaduras, se debe evaluar el dúplex 2205 o el súper dúplex 2507.
3Ignorar los riesgos de diseño de grietas al especificar el grado de material.Es posible que la especificación de un grado de aleación alta en un diseño que genere condiciones de grieta severas (flansas de mal diseño, bolsas estancadas, conexiones roscadas en fluido de proceso) no evite la corrosión de las grietas.La selección del material y la revisión del diseño deben proceder conjuntamente, no en secuencia.
4Selección del grado basándose únicamente en el coste del material sin evaluar el riesgo de corrosión.La diferencia de costes entre 304L y 316L para un componente dado es modesta en relación con el coste de fallas prematuras, sustitución y tiempo de inactividad.Una selección de grado basada únicamente en el menor costo del material que resulta en fallas de corrosión es una economía falsa.
5No se especifica el tratamiento de la superficie posterior a la fabricación.El tinte térmico de soldadura en acero inoxidable no es cosmético. La capa empobrecida de cromo debajo del tinte es susceptible a la corrosión local.El decapado y la pasivación posteriores a la soldadura deben especificarse como parte del ámbito de fabricación de los equipos de acero inoxidable en servicio corrosivo..
6- Omitir la certificación de materiales (MTC) de la orden de compra.Para las aplicaciones críticas para la corrosión, debe verificarse la composición química del material.1 MTC proporciona pruebas documentadas de que la composición química del material suministrado cumple los requisitos de grado especificadosEl contenido de molibdeno, en particular, debe verificarse para los grados 316L y duplex en los que la resistencia a los agujeros depende de él.
7. ordenando por el nombre común del grado sin especificar los requisitos de composición química.Los ejemplares en el extremo inferior del rango de molibdeno permitido (~ 2,0%) tienen PREN mensurablemente más bajos que los ejemplares en el rango medio a superior (~ 2,5%).Para las condiciones de servicio límite de cloruro, considerar la posibilidad de especificar un contenido mínimo de molibdeno dentro del rango admisible del grado si las condiciones de servicio lo justifican.
| Aplicación / Medio ambiente | Grado recomendado | Razón |
|---|---|---|
| Equipos para interiores, fabricación general | Las demás partidas | Sin exposición a cloruros; resistencia adecuada a la corrosión; más económico |
| Procesamiento de alimentos (limpiadores sin cloruro) | Las demás partidas de los artículos del capítulo 9 | 304L para contacto general con alimentos; 316L cuando se utilicen productos químicos de limpieza o desinfección que contengan cloruro |
| Arquitectura y estructuras costeras | Las demás: | El molibdeno proporciona resistencia al cloruro de la atmósfera marina; el 304 no se recomienda dentro de varios kilómetros de la costa |
| Equipo para procesos químicos (cloruros moderados) | Las partidas de las placas de aluminio de los tipos utilizados en la fabricación de las placas de aluminio | La selección del grado depende de la concentración de cloruro, temperatura y pH; 2205 donde 316L es marginal |
| Sistemas de refrigeración y manipulación del agua de mar | Las condiciones de producción de los productos incluidos en el anexo II se determinarán en el anexo II. | 316L es susceptible a la corrosión por grietas en agua de mar caliente; los grados dúplex proporcionan una resistencia adecuada |
| Construcciones de petróleo y gas en alta mar, equipos submarinos | Super duplex 2507 | PREN alto para condiciones severas de cloruro, temperatura y grieta; la alta resistencia permite una reducción de peso |
| Instalaciones de desalinización | Las condiciones de producción de los productos incluidos en el anexo II se determinarán en el anexo II. | Exposición continua a salmueras de cloruro concentrado; selección del grado en función de la temperatura y la concentración de cloruro del flujo de proceso específico |
Es importante:Esta tabla proporciona una orientación general: la selección del grado para condiciones de servicio específicas debe basarse en la concentración de cloruro, la temperatura de funcionamiento, el pH, la presencia de geometrías de grietas,y los códigos y normas aplicablesEn caso de duda sobre la idoneidad de un grado específico para un entorno corrosivo, consulte al proveedor de materiales o a un ingeniero de corrosión con las condiciones de servicio específicas documentadas.
Shaanxi Shangyou Stainless Steel Co., Ltd. suministra productos de acero inoxidable en grados que ofrecen una amplia gama de resistencia a la corrosión de las ranuras y grietas para diferentes entornos de servicio.Los productos están disponibles en 304/304L, 316/316L, dúplex 2205 y súper dúplex 2507, e incluyen hojas, placas, bobinas, tubos, tubos, barras y perfiles estructurales.
Ayudamos a los clientes a especificar el grado correcto para su entorno de corrosión, porque el costo del grado incorrecto se paga en el servicio, no en la orden de compra.
1¿Cuál es la diferencia entre la corrosión por agujeros y grietas en el acero inoxidable?
La corrosión por fosas es un ataque localizado a superficies expuestas, iniciado por la descomposición de la película pasiva en puntos aislados, generalmente provocada por iones cloruro.La corrosión por grietas es un ataque localizado dentro de espacios confinados (brechas), debajo de juntas, juntas atornilladas) donde el agotamiento del oxígeno crea un ambiente local agresivo que impide la repasivation.El agujero es principalmente un problema material-ambiental abordado a través de la selección del gradoLa corrosión por grietas es principalmente un problema de diseño, que puede iniciarse más fácilmente que la fosación para el mismo material y el mismo entorno a granel.y la prevención se basa en la eliminación de grietas a través del diseño o la selección de un grado con suficiente resistencia a la corrosión de grietas donde las grietas son inevitables.
2¿Por qué el acero inoxidable se agota en ambientes de cloruro?
Los iones de cloruro son pequeños, móviles y químicamente agresivos hacia la película de óxido de cromo pasiva que protege el acero inoxidable.rasguños en la superficie ∙ cloruros que rompen la película, impiden su reparación (repassificación) y crean una pequeña célula de ánodo/catodo grande donde el metal expuesto se disuelve rápidamente en un pozo.y los cloruros migran para mantener la neutralidad de carga, creando un ambiente ácido y alto en cloruro auto-sustentado que empuja el pozo más profundo.
3¿Qué es PREN y cómo se utiliza en la selección de acero inoxidable?
El PREN (Pitting Resistance Equivalent Number) se calcula como PREN = %Cr + 3,3 × %Mo + 16 × %N, donde Cr, Mo y N son los porcentajes en peso de cromo, molibdeno y nitrógeno en la aleación.El PREN proporciona una medida comparativa de la resistencia de un grado a la corrosión por agujeros ̇ un PREN más alto indica una mejor resistenciaLos valores aproximados: 304 ~ 18 ¢ 20, 316 L ~ 24 ¢ 26, dúplex 2205 ~ 34 ¢ 36, súper dúplex 2507 ~ 40 ¢ 43.La resistencia real a las fugas en una aplicación específica depende de la concentración de cloruro, temperatura, pH y estado de la superficie.
4¿Se puede utilizar acero inoxidable 316L en agua de mar?
El 316L es adecuado para la exposición a la atmósfera costera (estructuras al aire libre cerca del mar), pero es susceptible a la corrosión por grietas en el servicio de inmersión en agua de mar, especialmente en condiciones cálidas o estancadas,con una longitud de más de 20 mm,Para sistemas de tratamiento de agua de mar, intercambiadores de calor que utilizan agua de mar y estructuras marinas sumergidas,con una resistencia a la corrosión adecuada en las grietasEl grado específico debe seleccionarse en función de la temperatura esperada del agua de mar, las condiciones de flujo y la gravedad de la grieta.
5¿Cómo se puede prevenir la corrosión por grietas en los equipos de acero inoxidable?
La prevención combina el diseño y la selección de materiales: eliminar las grietas innecesarias mediante conexiones con soldadura de botón en lugar de bridas, diseño para el drenaje completo,seleccionar materiales de juntas no absorbentes, evitar las conexiones roscadas en contacto con el fluido de proceso y cuando las grietas sean inevitables,seleccionar un grado con una resistencia a la corrosión suficiente para las condiciones de grieta (normalmente un nivel PREN superior al que se seleccionaría solo para la resistencia a las hendiduras)El decapado y la pasivación después de la soldadura, y la limpieza regular para eliminar los depósitos, reducen aún más el riesgo.
6¿El acabado de la superficie afecta a la resistencia a la corrosión de los agujeros y las grietas?
El acabado superficial no cambia la química de la aleación y por lo tanto no cambia la resistencia a la corrosión inherente basada en PREN.superficies más ásperas (No.1, tierra gruesa) retienen más depósitos y proporcionan más sitios de iniciación que las superficies más lisas (2B, BA, pulidas).El tinte térmico de la soldadura y la contaminación de la superficie de la fabricación son factores mucho más importantes que la designación de acabado de molinoEl decapado y la pasivación posteriores a la fabricación son los tratamientos de superficie críticos para la resistencia a la corrosión, independientemente del acabado de la superficie inicial.
7¿Es el acero inoxidable 304 adecuado para uso al aire libre?
El 304/304L es adecuado para uso al aire libre en entornos rurales, urbanos y industriales suaves donde la exposición al cloruro es baja.No se recomienda para entornos costeros (a varios kilómetros del mar), zonas expuestas a la sal deshielante, o entornos industriales con productos químicos que contienen cloruro en el aire.La categoría de corrosividad atmosférica (ISO 9223) para la ubicación específica puede guiar la selección entre 304L y 316L.
8¿Por qué es importante el molibdeno para la resistencia a la corrosión del acero inoxidable?
El molibdeno (Mo) estabiliza la película de óxido de cromo pasivo y mejora su resistencia a la descomposición por iones cloruro, aumentando directamente la resistencia a la corrosión de las hendiduras y grietas.En la fórmula PRENPor lo tanto, el 316L (con ~ 2% Mo) tiene una resistencia al cloruro mensurablemente mejor que el 304L (sin adición deliberada de Mo).,y por qué los grados dúplex y súper dúplex con mayor contenido de molibdeno proporcionan una resistencia progresivamente mayor a la corrosión localizada inducida por cloruro.
9¿Qué prácticas de fabricación aumentan el riesgo de corrosión por agujeros y grietas?
El riesgo de corrosión más importante relacionado con la fabricación es la falta de eliminación del tinte térmico de la soldadura.El óxido de color adyacente a las soldaduras está subrayado por una capa de cromo empobrecido que es susceptible a la corrosión de hoyos y grietasOtras prácticas de alto riesgo incluyen: el uso de herramientas de acero al carbono que incrustan partículas de hierro en la superficie inoxidable (creando sitios de inicio de óxido), no pasivar después de la fabricación,dejando contaminación superficial por molienda o mecanizado, y creando grietas debido a la falta de ajuste de las juntas atornilladas o juntas.El decapado y la pasivación posteriores a la fabricación deben especificarse como un requisito estándar para los equipos de acero inoxidable en servicio corrosivo..
10¿Qué debe comprobar un comprador en el MTC cuando el acero inoxidable se especifica para el servicio corrosivo?
Verifique el contenido de cromo, molibdeno y nitrógeno con respecto al rango de composición del grado especificado.0 ¢ 3En el caso de los grados dúplex y súper dúplex, comprobar que todos los elementos clave (Cr, Mo, N, Ni) cumplen los requisitos del grado.El PREN se puede calcular a partir de los valores MTC para confirmar que la composición suministrada cumple con el nivel de resistencia a las fendas esperadoPara el servicio de corrosión crítica, considere especificar el contenido mínimo de molibdeno dentro del rango de grado si las condiciones de servicio límite lo justifican.
Shaanxi Shangyou Stainless Steel Co., Ltd. suministra chapas, placas, bobinas, tubos, tubos, barras y perfiles estructurales de acero inoxidable de los grados 304/304L, 316/316L, dúplex 2205 y súper dúplex 2507.Todos los productos se suministran de acuerdo con las normas ASTM aplicables con EN 10204 3.1 MTC que documente la composición química, incluido el contenido de cromo, molibdeno y nitrógeno.
Para una cotización, especifique:Grado / UNS / norma ASTM / Forma y dimensiones del producto / Requisito MTC (EN 10204 3.1) / Requisitos de ensayo o composición suplementarios / Cantidad / Calendario de entrega requerido.
Contacta con Shangyou Acero inoxidable de grado verificado, composición documentada, resistencia a la corrosión que puedes verificar.
Descargo de responsabilidad: los valores PREN son aproximados y se basan en las composiciones nominales de las aleaciones.incluida la concentración de cloruro, temperatura, pH, condiciones de flujo y geometría de las grietas. La selección del grado para el servicio corrosivo debe basarse en las normas aplicables, datos de corrosión para el entorno específico,y evaluación de ingeniería cualificadaEste artículo proporciona una guía general y no sustituye a la evaluación de la ingeniería de la corrosión de las condiciones de servicio específicas.
