ABC odprowadzania spalin. Kominy i korozja (1)

Korozja to zjawisko niszczenia materiałów pod wpływem działania otaczającego je środowiska (atmosfery, opadów, wód), jak i czynników technologicznych uwalnianych do atmosfery w wyniku działalności człowieka. Są nimi tlenki siarki, azotu, dwutlenek węgla, kurz itp. oraz wszelkiego rodzaju związki chemiczne. Najczęściej zjawisko korozji odnosimy do metali i ich stopów, jednakże dotyczy ono również tworzyw niemetalowych, takich jak beton, materiały ceramiczne, tworzywa sztuczne itp. O skali problemu zniszczeń wywołanych przez korozję świadczy fakt, że około 25% produkcji stali jest zużywane na zastąpienie strat spowodowanych korozją.

Skutki procesów korozyjnych określa się jakościowo na podstawie obserwowanych zniszczeń faz metalicznych w zależności od rozmieszczenia zniszczeń. W odniesieniu do kominów wyróżnia się korozję równomierną, wżerową oraz międzykrystaliczną.

* Korozja równomierna rozprzestrzenia się równomiernie na całej powierzchni przedmiotu metalowego. Ten rodzaj zniszczenia jest najmniej niebezpiecznym wynikiem działań korozyjnych. Nie wpływa bezpośrednio na zmianę właściwości wytrzymałościowych materiału, lecz pośrednio przez zmniejszenie przekroju poprzecznego przedmiotu.

* W przypadku korozji wżerowej za pierwiastek mający kluczowe znaczenie w procesie tworzenia odpornej na czynniki środowiskowe warstwy pasywnej uważany jest chrom. Stąd też popularność tego rodzaju stali jako materiału odpowiedniego na budowę kominów. Bogate w ten pierwiastek warstewki tlenkowe wykazują bardzo dobrą odporność na korozję. Szybkość korozji stali zawierających w swoim składzie chrom zależna jest przede wszystkim od zawartości tego pierwiastka w stopie. Przy zawartości chromu ok. 10% rejestrowane szybkości korozji stają się minimalne. Korozja wżerowa jest wynikiem niszczenia warstwy pasywnej pokrywającej powierzchnię metalu lub stopu.

Ogólną zasadą jest to, że intensywność korozji wżerowej zależy od sposobu przygotowania stali. Odporność korozyjna stali stopowych będzie się obniżała, gdy stosuje się do polerowania ścierniwa o zwiększającej się wielkości ziarna. Do oceny odporności stali stopowych na korozję wżerową używane są metody chemiczne. Opierają się one na roztworach, które zawierają jony chlorkowe spełniające rolę aktywatora (promotora) korozji wżerowej oraz na czynniku utleniającym. Obydwa składniki występują w ściśle zdefiniowanych proporcjach – tak jak w przypadku próby odporności kominów na korozję. Należy jednak pamiętać, że metody te nie powinny być używane do prognozowania odporności korozyjnej stali stopowych w warunkach rzeczywistych, a jedynie do uzyskania względnych różnic w odporności różnych stali.

Na kominy powszechnie stosuje się stale austenityczne. Podatność na korozję austenitycznych stali stopowych może być ograniczona poprzez ograniczenie zawartości węgla lub przez dodatek elementów tworzących stabilniejsze węgliki niż chrom. Dla większości austenitycznych stali stopowych ograniczenie zawartości węgla do 0,03% lub mniej zapobiega tzw. uczulaniu podczas procesu spawania i większości obróbek cieplnych. Nie jest to jednak efektywna metoda eliminująca podatność takich stali na korozję.

* Korozja międzykrystaliczna charakteryzuje się tym, iż w materiałach eksponowanych w korozyjnym środowisku preferencyjnie atakowane są obszary granic ziaren bądź stref bezpośrednio przylegających do nich. Jednocześnie same ziarna nie wykazują oznak zaatakowania lub są one niewielkie. Wynikiem tego typu korozji jest utrata wytrzymałości i plastyczności materiału. W niektórych przypadkach korozja postępuje poprzecznie, wzdłuż płaszczyzny rolującej się powierzchni. Zjawisko często obserwowane w stopach aluminium (korozja warstwowa).

Głównymi czynnikami wpływającymi na wzrost reaktywności granic ziaren są:

* segregacja specyficznych elementów lub związków na granicy ziaren, jak ma to miejsce np. w stopach aluminium i stopach niklowo-chromowych,

* wzbogacenie jednego ze składników stopu na granicy ziaren, jak ma to miejsce np. w przypadku brązów,

* wyczerpanie odpornego korozyjnie składnika na granicy ziaren, jak to ma miejsce np. w przypadku stali stopowych.

Przykładowo w stalach austenitycznych korozja międzykrystaliczna jest często wynikiem wydzieleń bogatych w chrom węglików na granicy ziaren w strefie wpływu ciepła. Wydzielenie się węglików jest równoznaczne w tym przypadku z uczuleniem materiału. Ich obecność na granicy ziaren powoduje ubożenie przyległych do nich obszarów w chrom. W wyniku tego strefa zubożona o chrom jest bardziej podatna na korozję w specyficznych środowiskach niż region oddalony od granicy ziaren. Inny przykład segregacji na granicy ziaren to tworzenie się fazy bogatej w chrom i molibden jako składowej na granicy ziaren w stopach bogatych w te dodatki. Faza ta jest zazwyczaj bardziej problematyczna do wykrycia za pomocą obserwacji mikroskopowych niż węgliki chromu.

dr inż. Wioletta Zając-Wstawska

Literatura:

1. PN-EN 1856-1 „Kominy. Wymagania dotyczące kominów metalowych. Część 1: Części składowe systemów kominowych.”

2. Procesy korozyjne, praca zbiorowa pod redakcją prof. dr. hab. inż. Kazimierza Darowickiego, Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej z 2008 roku, Katedra Elektrochemii, Korozji i Inżynierii Materiałowej.
Zobacz artykuł w wersji pdf pdf pdf

Prenumerata Magazynu Instalatora

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij