ชิ้นส่วนเหล็กดัดกับชิ้นส่วนสแตนเลส: วัสดุใดมีความต้านทานการกัดกร่อนได้ดีกว่า?

1 การทําความเข้าใจความต้านทานการกัดกร่อน: การเปรียบเทียบของ ชิ้นส่วนเหล็กดัด vs ชิ้นส่วนสแตนเลส

ความต้านทานการกัดกร่อนเป็นปัจจัยสําคัญในการเลือกวัสดุสําหรับงานอุตสาหกรรม ความสามารถของวัสดุในการทนต่อการเสื่อมโทรมของสิ่งแวดล้อม เช่น ออกซิเดชัน สนิม และรูพรุน เป็นตัวกําหนดอายุการใช้งานและความน่าเชื่อถือของวัสดุ เหล็กดัด และ สแตนเลส , สองวัสดุทั่วไปที่ใช้ในอุตสาหกรรมตั้งแต่การก่อสร้างไปจนถึงยานยนต์, มีพฤติกรรมที่แตกต่างกันเมื่อสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน แม้ว่าวัสดุทั้งสองจะมีชุดคุณสมบัติทางกลและทางกายภาพที่เป็นเอกลักษณ์ แต่การตอบสนองต่อการกัดกร่อนจะแตกต่างกันอย่างมีนัยสําคัญเนื่องจากองค์ประกอบขององค์ประกอบและโครงสร้างจุลภาค

เคมีพื้นฐานของการกัดกร่อนในเหล็กดัดและสแตนเลส

ในระดับพื้นฐานที่สุด การกัดกร่อน เกิดขึ้นเมื่อวัสดุเกิดปฏิกิริยาทางเคมีกับสารในสิ่งแวดล้อม ซึ่งโดยทั่วไปคือออกซิเจน น้ํา หรือสารเคมีต่างๆ เช่น เกลือและกรด ปฏิกิริยานี้นําไปสู่การสลายตัวของวัสดุ ซึ่งมักส่งผลให้ความแข็งแรงและฟังก์ชันการทํางานลดลง เหล็กดัด เหล็กหล่อชนิดหนึ่งที่มีโครงสร้างกราไฟท์เสริมด้วยแมกนีเซียมมีความต้านทานต่อการกัดกร่อนโดยธรรมชาติต่ํากว่า ปริมาณกราไฟท์แม้จะเพิ่มคุณสมบัติทางกล เช่น ความแข็งแรงและความเหนียว แต่ก็ไม่ได้ให้การป้องกันการกัดกร่อนในระดับเดียวกับโลหะผสมที่พบในสแตนเลส

สแตนเลส ในทางตรงกันข้าม มีโครเมียม—ในเปอร์เซ็นต์ที่สูงกว่าอย่างน้อย 10.5%— ซึ่งเป็นกุญแจสําคัญในการต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยม โครเมียมก่อตัวเป็นชั้นออกไซด์แบบพาสซีฟ ซึ่งโดยทั่วไปคือโครเมียมออกไซด์บนพื้นผิวของเหล็ก ชั้นออกไซด์นี้บางและมองไม่เห็นอย่างไม่น่าเชื่อ แต่ทําหน้าที่เป็นเกราะป้องกันที่มีประสิทธิภาพสูงซึ่งป้องกันการเกิดออกซิเดชันเพิ่มเติมและปกป้องเหล็กที่อยู่ด้านล่างจากสารกัดกร่อน เมื่อชั้นออกไซด์นี้เสียหายจะมีความสามารถในการงอกใหม่ได้อย่างรวดเร็วเมื่อมีออกซิเจนทําให้สแตนเลสทนต่อการกัดกร่อนอย่างต่อเนื่องแม้หลังจากความเสียหายผิวเผิน

การกัดกร่อนในเหล็กดัด: องค์ประกอบและข้อจํากัด

องค์ประกอบพื้นฐานของ เหล็กดัด ประกอบด้วยเหล็กที่มีคาร์บอนและซิลิคอนเป็นหลัก พร้อมด้วยธาตุอื่นๆ ในปริมาณเล็กน้อย เช่น แมงกานีส ซัลเฟอร์ และฟอสฟอรัส ความแตกต่างที่สําคัญที่สุดระหว่างเหล็กดัดและเหล็กหล่ออื่นๆ คือการมีแมกนีเซียม ซึ่งเปลี่ยนโครงสร้างของเหล็ก โดยเปลี่ยนจากรูปแบบกราไฟท์ที่เปราะให้เป็นวัสดุที่แข็งและเหนียวมากขึ้น

อย่างไรก็ตาม ความเหนียวนี้ต้องแลกมาด้วยความต้านทานการกัดกร่อน ในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้น เกลือ หรือกรดอยู่ เหล็กดัด เริ่มเสื่อมเร็วกว่าสแตนเลส พื้นผิวของวัสดุจะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันเกิดเป็นสนิมหรือเหล็กออกไซด์ ต่างจากสแตนเลสซึ่งก่อตัวเป็นชั้นออกไซด์ป้องกันตามธรรมชาติ เหล็กดัดขาดกลไกการรักษาตัวเอง เมื่อพื้นผิวของวัสดุได้รับความเสียหายหรือสัมผัสกับออกซิเจน กระบวนการกัดกร่อนจะเร่งตัวขึ้น ส่งผลให้วัสดุเกิดรูพรุน สะเก็ด และทําให้วัสดุอ่อนตัวลงเมื่อเวลาผ่านไป

วิธีสแตนเลสต้านทานการกัดกร่อน: บทบาทของโครเมียมและองค์ประกอบโลหะผสมอื่น ๆ

ใน สแตนเลส , องค์ประกอบอัลลอยด์หลักที่รับผิดชอบต่อความต้านทานการกัดกร่อนของมันคือ โครเมียม ● เมื่อโครเมียมสัมผัสกับออกซิเจนในสิ่งแวดล้อม โครเมียมจะทําปฏิกิริยาเพื่อสร้างชั้นโครเมียมออกไซด์ที่บางและเกาะติดกันบนพื้นผิว ชั้นพาสซีฟนี้จะปิดผนึกโลหะอย่างมีประสิทธิภาพ ป้องกันการสัมผัสกับออกซิเจนเพิ่มเติม และหยุดกระบวนการกัดกร่อน กระบวนการนี้เรียกว่า ทู่ .

อย่างไรก็ตาม ความต้านทานต่อการกัดกร่อนไม่ได้เกิดจากโครเมียมเพียงอย่างเดียว องค์ประกอบอื่นๆ ในสแตนเลส เช่น นิกเกิลโมลิบดีนัม , และ ไทเทเนียม , เพิ่มประสิทธิภาพการทํางานในสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน นิกเกิล ตัวอย่างเช่นช่วยปรับปรุงความเสถียรของชั้นโครเมียมออกไซด์ทําให้มีโอกาสสลายตัวน้อยลงในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง โมลิบดีนัม เพิ่มความต้านทานต่อหลุมที่เกิดจากคลอไรด์ซึ่งเป็นปัญหาทั่วไปในการใช้งานทางทะเลและชายฝั่งในขณะที่ ไทเทเนียม ช่วยรักษาเสถียรภาพของชั้นพาสซีฟในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงทําให้มั่นใจได้ถึงการป้องกันการกัดกร่อนในระยะยาว

องค์ประกอบโลหะผสมเหล่านี้ทําให้สแตนเลสมีประโยชน์อย่างยิ่งในอุตสาหกรรมต่างๆ มากมาย ซึ่งการสัมผัสกับสารกัดกร่อนเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ ตัวอย่างเช่น สภาพแวดล้อมทางทะเล , ในกรณีที่มีน้ําเค็ม, สามารถทําให้เกิดการกัดกร่อนอย่างรวดเร็วในโลหะที่ไม่มีชั้นออกไซด์ป้องกัน สแตนเลสที่มีคุณสมบัติทนต่อการกัดกร่อน มักใช้สําหรับส่วนประกอบที่สัมผัสกับน้ําเค็ม เช่น ในเรือ โครงสร้างนอกชายฝั่ง และโครงสร้างพื้นฐานชายฝั่ง

ความต้านทานการกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน

ทั้งสอง เหล็กดัด และ สแตนเลส อยู่ภายใต้ระดับการกัดกร่อนที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมที่พวกเขาสัมผัส ในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูงหรือได้รับสารเคมี, เหล็กดัด เริ่มแสดงสัญญาณการกัดกร่อนได้เร็วกว่าสแตนเลส ตัวอย่างเช่น เหล็กดัด ใช้ในระบบประปาหรือท่ออุตสาหกรรมมักเคลือบด้วยชั้นของ สังกะสี หรือ อีพ็อกซี่ เพื่อป้องกันความชื้นและการสัมผัสสารเคมี แม้ว่าการเคลือบเหล่านี้จะมีประสิทธิภาพในการยืดอายุการใช้งานของวัสดุ แต่ก็ไม่ได้ให้การปกป้องในระยะยาวในระดับเดียวกับการทู่ตามธรรมชาติของสแตนเลส

ในทางตรงกันข้าม สแตนเลส สามารถทนต่อสารกัดกร่อนได้โดยไม่จําเป็นต้องเคลือบภายนอกในหลายกรณี ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เช่น พืชเคมี , สิ่งอํานวยความสะดวกการแปรรูปอาหาร , และ การใช้งานทางทะเล , ในกรณีที่การสัมผัสกับสารก้าวร้าวเป็นเรื่องปกติ, สแตนเลสมักจะเป็นวัสดุที่เลือก ความสามารถตามธรรมชาติในการต้านทานการกัดกร่อนช่วยให้วัสดุยังคงสภาพเดิมและใช้งานได้นานขึ้นโดยไม่มีการย่อยสลายอย่างมีนัยสําคัญ

ผลกระทบของการกัดกร่อนต่อคุณสมบัติทางกล

การกัดกร่อนไม่เพียงแต่ส่งผลต่อรูปลักษณ์ของวัสดุเท่านั้น แต่ยังส่งผลกระทบอย่างมีนัยสําคัญต่อคุณสมบัติทางกล เช่น ความแข็งแรง ความแข็ง และความยืดหยุ่น เหล็กดัด , เมื่อสัมผัสกับการกัดกร่อน, จะประสบกับการสูญเสียความแข็งแรงเชิงกลของมัน ชั้นนอกจะสลายตัวก่อน และเมื่อการกัดกร่อนแทรกซึมลึกเข้าไปในวัสดุ โครงสร้างภายในอาจอ่อนตัวลง ทําให้ชิ้นส่วนมีแนวโน้มที่จะเสียหายมากขึ้นภายใต้ความเครียด

สแตนเลส อย่างไรก็ตาม ยังคงคุณสมบัติทางกลได้นานกว่ามาก แม้ว่าจะมีองค์ประกอบที่มีฤทธิ์กัดกร่อนก็ตาม เดอะ ชั้นทู่ ไม่เพียงแต่ป้องกันการกัดกร่อน แต่ยังช่วยรักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างของวัสดุอีกด้วย เช่น ส่วนประกอบสแตนเลสที่ใช้ใน การบินและอวกาศ และ อุตสาหกรรมทางทะเล ยังคงทํางานได้ดีภายใต้ความเครียด แม้ว่าจะสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนเป็นเวลานานก็ตาม

ในขณะที่ เหล็กดัด สามารถออกแบบทางวิศวกรรมให้มีความต้านทานแรงดึงสูงและทนต่อแรงกระแทกได้ดีเยี่ยม การกัดกร่อนอาจทําให้คุณสมบัติเหล่านี้ลดลงอย่างรวดเร็ว ซึ่งหมายความว่าในการใช้งานที่ต้องการทั้งความแข็งแรงและความต้านทานการกัดกร่อน, สแตนเลส เป็นวัสดุที่ต้องการ เนื่องจากความต้านทานการกัดกร่อนจะช่วยยืดอายุการใช้งานของวัสดุโดยไม่ทําให้ประสิทธิภาพลดลง

ข้อกําหนดในการบํารุงรักษาและการเคลือบสําหรับเหล็กดัด

เพื่อตอบโต้ข้อจํากัดการกัดกร่อนของ เหล็กดัด , ผู้ผลิตใช้การเคลือบเพื่อเพิ่มความต้านทาน การชุบสังกะสี (กระบวนการเคลือบเหล็กด้วยสังกะสีบาง ๆ) เป็นวิธีทั่วไปที่ใช้ในการป้องกันเหล็กดัดจากสนิม สังกะสีทําหน้าที่เป็นขั้วบวกบูชายัญ ซึ่งกัดกร่อนแทนที่เหล็กที่อยู่ด้านล่าง สารเคลือบอื่นๆ เช่น อีพ็อกซี่ หรือ โพลียูรีเทน สารเคลือบยังใช้เพื่อสร้างสิ่งกีดขวางที่ป้องกันไม่ให้เหล็กสัมผัสกับน้ําและออกซิเจน

แม้ว่าสารเคลือบเหล่านี้จะมีข้อดี แต่ก็ไม่ใช่วิธีแก้ปัญหาแบบถาวร เมื่อเวลาผ่านไป สารเคลือบสามารถเสื่อมสภาพได้ โดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง ตัวอย่างเช่น สารเคลือบสามารถลอกหรือสึกหรอได้ภายใต้ความเค้นเชิงกล ส่งผลให้เหล็กดัดที่อยู่ด้านล่างสัมผัสกับองค์ประกอบต่างๆ ซึ่งจําเป็นต้องมีการตรวจสอบเป็นระยะและการเคลือบซ้ํา ซึ่งเพิ่มค่าใช้จ่ายในการบํารุงรักษาและเวลาหยุดทํางาน

สแตนเลส อย่างไรก็ตาม ต้องการการบํารุงรักษาน้อยกว่ามาก ของมัน ชั้นโครเมียมออกไซด์ มีความทนทานมากกว่าโดยธรรมชาติและไม่สึกหรอง่ายแม้ว่าจะสัมผัสกับสภาวะที่ไม่เอื้ออํานวยก็ตาม เป็นผลให้ชิ้นส่วนสแตนเลสมักจะมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าและมีความต้องการการบํารุงรักษาปกติน้อยกว่ามากเมื่อเทียบกับชิ้นส่วนเหล็กดัด

2 กลไกการกัดกร่อนที่ส่งผลต่อชิ้นส่วนเหล็กดัดกับชิ้นส่วนสแตนเลส

การกัดกร่อนเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนและมีหลายแง่มุม ซึ่งส่งผลต่อวัสดุเมื่อสัมผัสกับปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมบางอย่าง เช่น ความชื้น ออกซิเจน สารเคมี และแม้แต่สารทางชีวภาพ กลไกการกัดกร่อนของทั้งสองอย่าง ชิ้นส่วนเหล็กดัด และ ชิ้นส่วนสแตนเลส แตกต่างกันอย่างมีนัยสําคัญเนื่องจากองค์ประกอบและโครงสร้างจุลภาคที่แตกต่างกัน การทําความเข้าใจกลไกเหล่านี้มีความสําคัญอย่างยิ่งต่อการเลือกวัสดุ เนื่องจากไม่เพียงส่งผลต่ออายุการใช้งานและประสิทธิภาพของส่วนประกอบเท่านั้น แต่ยังส่งผลต่อการบํารุงรักษาที่จําเป็นและความคุ้มค่าของวัสดุในการใช้งานที่แตกต่างกันอีกด้วย

การกัดกร่อนของกัลวานิก: ปฏิสัมพันธ์ระหว่างเหล็กดัดและเหล็กกล้าไร้สนิม

หนึ่งในกลไกการกัดกร่อนที่แพร่หลายที่สุดซึ่งอาจส่งผลต่อทั้งสองอย่าง ชิ้นส่วนเหล็กดัด และ ชิ้นส่วนสแตนเลส คือ การกัดกร่อนของกัลวานิก ● สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อโลหะสองชนิดที่แตกต่างกันซึ่งมีคุณสมบัติทางเคมีไฟฟ้าที่แตกต่างกันสัมผัสกันต่อหน้าอิเล็กโทรไลต์ เช่น น้ําหรือของเหลวที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ในเซลล์กัลวานิก โลหะชิ้นหนึ่งจะกลายเป็นขั้วบวก (ในกรณีที่เกิดการกัดกร่อน) ในขณะที่อีกชิ้นหนึ่งกลายเป็นแคโทด (ซึ่งมีโอกาสน้อยที่จะเกิดการกัดกร่อน) โลหะที่มีศักยภาพทางเคมีไฟฟ้าเป็นลบมากกว่าจะกัดกร่อนในอัตราที่เร็วกว่าโลหะอื่น

ในกรณีของ เหล็กดัด และ สแตนเลส , เมื่อวัสดุทั้งสองสัมผัสกันโดยตรงในสภาพแวดล้อมที่มีอิเล็กโทรไลต์, เหล็กดัด มีแนวโน้มที่จะกลายเป็นขั้วบวกมากขึ้นเนื่องจากมีความต้านทานการกัดกร่อนต่ํากว่าเมื่อเทียบกับ สแตนเลส ● เป็นผลให้ชิ้นส่วนเหล็กดัดจะสึกกร่อนเร็วขึ้นในขณะที่ชิ้นส่วนสแตนเลสได้รับการปกป้อง ปรากฏการณ์นี้เป็นปัญหาโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานทางทะเลซึ่งโลหะทั้งสองถูกนํามาใช้ในโครงสร้างเดียวกัน (เช่นการต่อเรือหรือแพลตฟอร์มนอกชายฝั่ง) หากโลหะทั้งสองสัมผัสกัน การกัดกร่อนของกัลวานิกอาจทําให้ส่วนประกอบเหล็กดัดเสียหายก่อนเวลาอันควร ซึ่งต้องมีการตรวจสอบและบํารุงรักษาเป็นประจํา

การป้องกันการกัดกร่อนของกัลวานิกมักเกี่ยวข้องกับการหุ้มฉนวนโลหะจากกันผ่านวัสดุที่ไม่นําไฟฟ้า เช่น การเคลือบยางหรือพลาสติก การแยกนี้จะช่วยลดโอกาสที่จะเกิดปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าระหว่างวัสดุทั้งสอง

การกัดกร่อนของหลุม: ภัยคุกคามต่อเหล็กกล้าไร้สนิมในสภาพแวดล้อมที่อุดมด้วยคลอไรด์

การกัดกร่อนของหลุม เป็นรูปแบบการกัดกร่อนเฉพาะที่ซึ่งนําไปสู่การก่อตัวของหลุมหรือรูเล็กๆ บนพื้นผิวโลหะ การกัดกร่อนประเภทนี้เป็นปัญหาอย่างยิ่งสําหรับ ชิ้นส่วนสแตนเลส , โดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่ คลอไรด์ , เช่นน้ําเค็มหรือสารเคมีอุตสาหกรรม, มีอยู่ สแตนเลส แม้จะมีความต้านทานการกัดกร่อนโดยรวม แต่ก็เสี่ยงต่อการเกิดรูพรุนเมื่อสัมผัสกับคลอไรด์ไอออน การมีอยู่ของคลอไรด์ไอออนจะทําให้ชั้นโครเมียมออกไซด์ป้องกันบนพื้นผิวสแตนเลสไม่เสถียร ส่งผลให้การกัดกร่อนเฉพาะจุดทะลุผ่านโลหะได้ เมื่อเวลาผ่านไป หลุมนี้สามารถเติบโตได้ลึกขึ้น ส่งผลให้สูญเสียความแข็งแรงของวัสดุและเพิ่มความเสี่ยงต่อความล้มเหลว

ใน สภาพแวดล้อมทางทะเล , โดยที่การสัมผัสน้ําเค็มคงที่, สแตนเลส มักเป็นวัสดุที่เลือกใช้เนื่องจากมีความต้านทานการกัดกร่อนโดยทั่วไป อย่างไรก็ตาม หากไม่ได้เลือกอย่างระมัดระวังหรือผสมอย่างเหมาะสม (เช่น โมลิบดีนัมที่มีความเข้มข้นสูงกว่า) สแตนเลสก็ยังคงไวต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อสัมผัสกับพื้นที่นิ่งหรือมีออกซิเจนต่ํา เช่น รอยแยก ข้อต่อ หรือใต้ปะเก็น เดอะ การเจาะ ในเหล็กกล้าไร้สนิมอาจนําไปสู่การรั่วไหล โครงสร้างอ่อนตัวลง หรือแม้แต่ความล้มเหลวร้ายแรงในการใช้งานที่สําคัญบางอย่าง

เหล็กดัด ในทางกลับกัน มีแนวโน้มที่จะเกิดการกัดกร่อนแบบรูพรุนน้อยกว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์สูง แม้ว่าจะยังคงสามารถกัดกร่อนได้ แต่ความต้านทานโดยรวมต่อการย่อยสลายเฉพาะที่ประเภทนี้ยังดีกว่าความต้านทานของสแตนเลส อย่างไรก็ตาม ในพื้นที่ที่เหล็กดัดสัมผัสกับความชื้นหรือสารกัดกร่อนอื่นๆ ในระยะยาวโดยไม่มีการเคลือบป้องกัน เหล็กดัดยังคงอาจเกิดสนิมโดยทั่วไปและทําให้วัสดุบางลงเมื่อเวลาผ่านไป

การกัดกร่อนของรอยแยก: ภัยคุกคามที่ซ่อนอยู่สําหรับเหล็กกล้าไร้สนิม

การกัดกร่อนของรอยแยก เป็นอีกหนึ่งกลไกการกัดกร่อนเฉพาะที่ที่ส่งผลกระทบเป็นพิเศษ ชิ้นส่วนสแตนเลส ● เกิดขึ้นในพื้นที่จํากัดหรือซอกมุมที่สภาพแวดล้อมนิ่งและขาดออกซิเจนเพียงพอ ตําแหน่งทั่วไปที่อาจเกิดการกัดกร่อนตามรอยแยก ได้แก่ ช่องว่างระหว่างข้อต่อแบบสลักเกลียว ใต้ปะเก็น หรือในบริเวณรอบๆ รอยเชื่อมและตะเข็บ ในพื้นที่จํากัดเหล่านี้ การสะสมของสารกัดกร่อน เช่น คลอไรด์หรือซัลเฟอร์ อาจส่งผลให้ชั้นออกไซด์แบบพาสซีฟบนสแตนเลสแตกตัว ซึ่งนําไปสู่การกัดกร่อนเฉพาะที่ เนื่องจากออกซิเจนมีจํากัดในรอยแยกเหล่านี้ ชั้นพาสซีฟจึงไม่สามารถสร้างใหม่ได้เหมือนกับบนพื้นผิวของโลหะ ส่งผลให้การกัดกร่อนดําเนินไปโดยไม่ได้รับการตรวจสอบ

การกัดกร่อนของรอยแยกเป็นเรื่องปกติโดยเฉพาะในการใช้งานเช่น เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน , อุปกรณ์ทางทะเล , หรือ โรงงานแปรรูปเคมี , ที่ส่วนประกอบสแตนเลสมักสัมผัสกับสารเคมีที่รุนแรงและความชื้น ในขณะที่ สแตนเลส สามารถต้านทานการกัดกร่อนทั่วไปในสภาพแวดล้อมแบบเปิดได้ ความเปราะบางต่อการกัดกร่อนตามรอยแยกในพื้นที่จํากัดทําให้การออกแบบที่เหมาะสมและการตรวจสอบอย่างสม่ําเสมอเป็นสิ่งสําคัญ วิศวกรมักจะต่อสู้กับสิ่งนี้โดยทําให้แน่ใจว่าการออกแบบไม่มีรอยแยก หรือใช้ปะเก็นและซีลที่ช่วยให้สามารถระบายอากาศและระบายน้ําได้อย่างเหมาะสม

สําหรับ เหล็กดัด , การกัดกร่อนรอยแยกเป็นเรื่องปกติน้อยกว่าเนื่องจากวัสดุไม่ได้สร้างชั้นออกไซด์แบบพาสซีฟเช่นเดียวกับสแตนเลสและด้วยเหตุนี้จึงไม่พบการสลายเฉพาะที่ในรอยแยกเดียวกัน อย่างไรก็ตาม หากเหล็กดัดสัมผัสกับความชื้นหรือสภาวะการกัดกร่อนเป็นเวลานานโดยไม่มีการป้องกันที่เหมาะสม เหล็กดัดอาจเกิดการกัดกร่อนโดยทั่วไป ซึ่งในที่สุดอาจทําให้วัสดุเสียหายในลักษณะที่คล้ายกับการเกิดรูพรุนหรือการเกิดสนิม

การแตกร้าวจากการกัดกร่อนของความเครียด: ปัญหาสําคัญสําหรับเหล็กกล้าไร้สนิม

การแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเครียด (SCC) เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นเมื่อวัสดุสัมผัสกับทั้งความเค้นดึงและสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน นําไปสู่การพัฒนาของรอยแตกร้าวเมื่อเวลาผ่านไป ชิ้นส่วนสแตนเลส มีความไวต่อ SCC เป็นพิเศษ โดยเฉพาะอย่างยิ่งภายใต้สภาวะที่มีการสัมผัสกับคลอไรด์สูง เมื่อ สแตนเลส อยู่ภายใต้ความเค้นเชิงกล เช่น แรงดึง รวมกับการสัมผัสกับองค์ประกอบที่มีฤทธิ์กัดกร่อน เช่น คลอไรด์ ทําให้เกิดรอยแตกร้าวที่แพร่กระจายเมื่อเวลาผ่านไป รอยแตกร้าวอาจทําให้ความสมบูรณ์ของโครงสร้างของวัสดุลึกขึ้นและลดลง ซึ่งมักนําไปสู่ความล้มเหลวอย่างกะทันหันและเป็นหายนะ

ในทางตรงกันข้าม ชิ้นส่วนเหล็กดัด มีแนวโน้มที่จะเกิดการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นน้อยกว่าเนื่องจากความสามารถของวัสดุในการเปลี่ยนรูปพลาสติกก่อนที่จะเกิดความล้มเหลว คุณลักษณะนี้ช่วยให้เหล็กดัดสามารถดูดซับแรงดึงได้โดยไม่เกิดรอยแตกร้าว แม้ว่าเหล็กดัดอาจประสบกับการกัดกร่อนในรูปแบบอื่นๆ เช่น การเกิดสนิมหรือการกัดกร่อนของกัลวานิก แต่ก็มีโอกาสน้อยที่จะได้รับผลกระทบจาก SCC ในลักษณะเดียวกับที่สแตนเลสทํา อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติทางกลโดยรวมของเหล็กดัด รวมถึงความแข็งแรงและการยืดตัวของเหล็ก อาจลดลงเมื่อเวลาผ่านไปหากสัมผัสกับสภาวะที่มีฤทธิ์กัดกร่อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีที่ไม่มีการเคลือบหรือการบําบัดที่เหมาะสม

SCC เป็นอันตรายอย่างยิ่งในการใช้งานที่ใช้สแตนเลสที่มีความแข็งแรงสูง เช่น ใน การบินและอวกาศ , พืชเคมี , และ สิ่งอํานวยความสะดวกนิวเคลียร์ ซึ่งแม้แต่รอยแตกเล็กๆ ก็สามารถส่งผลร้ายแรงได้ การตรวจสอบอย่างสม่ําเสมอและการใช้โลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อนที่มีความต้านทานต่อ SCC สูงกว่า เช่น เหล็กกล้าไร้สนิมโลหะผสมสูง เมื่อมีโมลิบดีนัมมากขึ้น จึงเป็นสิ่งสําคัญในการลดความเสี่ยงของความล้มเหลวในรูปแบบนี้

ออกซิเดชันและการกัดกร่อนที่อุณหภูมิสูง: ความท้าทายสําหรับเหล็กดัด

ออกซิเดชัน เป็นกระบวนการที่โลหะทําปฏิกิริยากับออกซิเจนเพื่อสร้างชั้นออกไซด์บนพื้นผิว ในกรณีของ เหล็กดัด , ออกซิเดชันเกิดขึ้นค่อนข้างง่ายเมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิสูงและออกซิเจน, นําไปสู่การก่อตัวของสนิม, ซึ่งสะเก็ดออก, เปิดเผยมากขึ้นของโลหะที่อยู่ด้านล่าง อัตราการเกิดออกซิเดชันในเหล็กดัดจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิ ทําให้มีความเสี่ยงเป็นพิเศษในสภาพแวดล้อมที่เกี่ยวข้องกับความร้อน เช่น ใน เตา หรือ หม้อไอน้ํา ● ออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูงอาจทําให้เหล็กดัดอ่อนลงอย่างมากเมื่อเวลาผ่านไป ลดคุณสมบัติทางกลและนําไปสู่ความล้มเหลวที่อาจเกิดขึ้น

สแตนเลส ในทางกลับกันมีความทนทานต่อการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูงได้ดีกว่ามาก โครเมียมในสแตนเลสจะสร้างชั้นออกไซด์บางๆ ที่เสถียร ซึ่งเกาะติดกับพื้นผิวอย่างแน่นหนา ป้องกันการเกิดออกซิเดชันเพิ่มเติม สิ่งนี้ทําให้ สแตนเลส เหมาะสําหรับการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง เช่น เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน , กังหันก๊าซ , และ เครื่องปฏิกรณ์เคมี , ที่การสัมผัสกับอุณหภูมิที่รุนแรงและก๊าซปฏิกิริยาเป็นเรื่องปกติ

ในขณะที่ สแตนเลส มีความพร้อมในการต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูงได้ดีกว่าเหล็กเหนียว แต่ก็ยังไวต่อ การกัดกร่อนที่อุณหภูมิสูง ต่อหน้าสารที่มีฤทธิ์รุนแรง เช่น ซัลเฟอร์หรือคลอไรด์ ตัวอย่างเช่น ในสภาพแวดล้อมที่มีก๊าซที่มีกํามะถัน สแตนเลสสามารถก่อตัวเป็นโลหะซัลไฟด์ ซึ่งทําให้คุณสมบัติทางกลของวัสดุลดลงและเร่งการกัดกร่อน นี่เป็นปัญหาที่เหล็กดัดมักจะไม่เผชิญอย่างรุนแรงเนื่องจากมีการใช้งานที่จํากัดมากขึ้นในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงเช่นนี้

3 อิทธิพลของสิ่งแวดล้อมต่อความต้านทานการกัดกร่อน: ชิ้นส่วนเหล็กดัดกับชิ้นส่วนสแตนเลส

ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมมีบทบาทสําคัญในการพิจารณาว่าวัสดุเป็นอย่างไร เหล็กดัด และ สแตนเลส ดําเนินการในแง่ของความต้านทานการกัดกร่อน พฤติกรรมการกัดกร่อนของวัสดุทั้งสองได้รับอิทธิพลจากปัจจัยต่างๆ เช่น อุณหภูมิ ความชื้น การสัมผัสกับสารเคมี น้ําเค็ม และแม้แต่องค์ประกอบทางชีวภาพ สภาพแวดล้อมเหล่านี้สามารถเร่งหรือชะลอกระบวนการกัดกร่อนได้ และอิทธิพลอาจแตกต่างกันอย่างมาก ขึ้นอยู่กับว่าใช้เหล็กดัดหรือสแตนเลส ด้วยการตรวจสอบปัจจัยเหล่านี้โดยละเอียด เราจะเข้าใจจุดแข็งและจุดอ่อนของวัสดุทั้งสองได้ดีขึ้นเมื่อสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน

ผลกระทบของความชื้นและความชื้นต่อความต้านทานการกัดกร่อน

ความชื้นและความชื้นเป็นปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่พบบ่อยที่สุดสองประการที่ส่งผลกระทบอย่างมีนัยสําคัญต่อความต้านทานการกัดกร่อนของ ชิ้นส่วนเหล็กดัด และ ชิ้นส่วนสแตนเลส ● เมื่อโลหะสัมผัสกับความชื้นหรือความชื้นสูง การมีอยู่ของโมเลกุลของน้ําอาจทําให้เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันได้ อย่างไรก็ตาม วิธีที่ความชื้นส่งผลต่อเหล็กดัดและเหล็กกล้าไร้สนิมนั้นแตกต่างกันเนื่องจากคุณสมบัติของวัสดุที่เป็นเอกลักษณ์

เหล็กดัด ค่อนข้างไวต่อการกัดกร่อนทั่วไปเมื่อสัมผัสกับความชื้นหรือความชื้นสูง ความชื้นทําให้เกิดปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าที่นําไปสู่การเกิดสนิม ในการปรากฏตัวของน้ําโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่มีระดับความชื้นที่ผันผวน, เหล็กดัด สามารถสร้างชั้นเหล็กออกไซด์ (สนิม) ได้อย่างรวดเร็ว ซึ่งจะลดความแข็งแรงลงเมื่อเวลาผ่านไป การกัดกร่อนประเภทนี้อาจรุนแรงขึ้นได้เมื่อมีสารปนเปื้อน เช่น เกลือ ซึ่งสามารถเร่งกระบวนการเกิดสนิมได้ ตัวอย่างเช่น ท่อเหล็กดัดที่ฝังอยู่ใต้ดินหรือสัมผัสกับความชื้นคงที่อาจเกิดสนิมทั้งภายนอกและรอยแตกร้าว ส่งผลให้วัสดุเสื่อมสภาพและล้มเหลวในที่สุดหากไม่ได้รับการปกป้องอย่างเหมาะสมด้วยการเคลือบ

สแตนเลส ในทางกลับกัน โดยทั่วไปจะทํางานได้ดีกว่าในสภาพแวดล้อมที่ชื้นเนื่องจากมีชั้นออกไซด์แบบพาสซีฟ ชั้นโครเมียมออกไซด์ที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวของสแตนเลสสามารถป้องกันการกัดกร่อนได้ในระดับสูงแม้ในที่ที่มีน้ํา ในสภาพแวดล้อมที่ สแตนเลส เมื่อสัมผัสกับความชื้น ชั้นออกไซด์ป้องกันจะป้องกันการเกิดออกซิเดชันเพิ่มเติมโดยป้องกันไม่ให้น้ําสัมผัสโดยตรงกับเหล็ก อย่างไรก็ตาม หากชั้นป้องกันได้รับความเสียหาย เช่น ในสภาพแวดล้อมทางทะเลหรือพื้นที่ที่มีคลอไรด์สูง อาจเกิดการกัดกร่อนแบบรูพรุนได้ ในกรณีเช่นนี้ สแตนเลส มีโอกาสน้อยมากที่จะเกิดการกัดกร่อนโดยทั่วไปเมื่อเปรียบเทียบกับเหล็กดัด แต่การกัดกร่อนเฉพาะที่ (เช่น การกัดกร่อนแบบรูพรุนหรือรอยแยก) ยังคงเป็นข้อกังวล โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาวะที่นิ่งหรือมีออกซิเจนต่ํา

การสัมผัสน้ําเค็มและผลกระทบต่อความต้านทานการกัดกร่อน

การสัมผัสกับน้ําเค็มเป็นหนึ่งในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงที่สุดสําหรับโลหะ เนื่องจากจะช่วยเร่งกระบวนการกัดกร่อนได้อย่างมากเนื่องจากมีปริมาณคลอไรด์สูงในน้ําทะเล สําหรับ ชิ้นส่วนเหล็กดัด , การสัมผัสกับน้ําเค็มก่อให้เกิดความเสี่ยงที่สําคัญเนื่องจากวัสดุขาดชั้นออกไซด์ป้องกันที่สแตนเลสที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ ในสภาพแวดล้อมทางทะเล เหล็กดัด จะเริ่มสึกกร่อนอย่างรวดเร็วเนื่องจากการสัมผัสโดยตรงกับคลอไรด์ไอออนซึ่งจะทําลายพื้นผิวของวัสดุและนําไปสู่การก่อตัวของสนิม โดยทั่วไปการกัดกร่อนประเภทนี้จะสม่ําเสมอทั่วทั้งพื้นผิวของเหล็ก แต่อาจนําไปสู่การเสื่อมสภาพของวัสดุได้อย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเหล็กสัมผัสกับน้ําเค็มหรือความชื้นอย่างต่อเนื่อง

ในทางกลับกัน, ชิ้นส่วนสแตนเลส มีความทนทานต่อการกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมน้ําเค็มได้ดีกว่าด้วยการก่อตัวของชั้นโครเมียมออกไซด์ เปิดเลเยอร์พาสซีฟแล้ว สแตนเลส ทําหน้าที่เป็นอุปสรรคป้องกันไม่ให้คลอไรด์ไอออนทําปฏิกิริยากับเหล็กและทําให้เกิดออกซิเดชัน อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพของสแตนเลสในน้ําเค็มขึ้นอยู่กับโลหะผสมเฉพาะที่ใช้เป็นอย่างมาก ตัวอย่างเช่น สแตนเลส 304 ซึ่งเป็นเกรดทั่วไปของสแตนเลส สามารถทนต่อการสัมผัสกับน้ําเค็มได้ในระยะเวลาที่จํากัด แต่ในที่สุดอาจเกิดการกัดกร่อนแบบรูพรุนในสภาพแวดล้อมที่อุดมด้วยคลอไรด์ 316 สแตนเลส ซึ่งมีโมลิบดีนัมในระดับที่สูงขึ้นมีความทนทานต่อการกัดกร่อนของหลุมและรอยแยกมากขึ้นทําให้เหมาะสําหรับใช้ในสภาพแวดล้อมทางทะเลที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง โดยทั่วไปแล้ว สแตนเลส ทํางานได้ดีกว่าเหล็กดัดในน้ําทะเลเนื่องจากความสามารถในการสร้างชั้นออกไซด์ที่ป้องกันและรักษาตัวเองได้แม้ว่าวัสดุยังคงต้องคํานึงถึงเกรดโลหะผสมเพื่อประสิทธิภาพที่ดีที่สุด

การสัมผัสสารเคมี: กรด เบส และสารเคมีอุตสาหกรรม

ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่สําคัญอีกประการหนึ่งที่ส่งผลต่อความต้านทานการกัดกร่อนของวัสดุทั้งสองคือการสัมผัสกับสารเคมีหลายชนิด รวมถึงกรด เบส และสารเคมีทางอุตสาหกรรม ในสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรม วัสดุมักจะสัมผัสกับสารที่มีฤทธิ์รุนแรงซึ่งสามารถเร่งกระบวนการกัดกร่อนได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากสารเคมีมีฤทธิ์กัดกร่อนหรือทําปฏิกิริยากับวัสดุ

เหล็กดัด ในขณะที่ให้คุณสมบัติทางกลที่ดีเยี่ยมไม่ทนต่อสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดหรือด่างโดยเฉพาะ ในการปรากฏตัวของกรดที่แข็งแกร่ง (เช่นกรดซัลฟิวริกหรือกรดไฮโดรคลอริก) หรือเบส, เหล็กดัด มีแนวโน้มที่จะสลายตัวอย่างรวดเร็วเนื่องจากไม่มีชั้นออกไซด์ป้องกัน โลหะทําปฏิกิริยากับสารที่เป็นกรดหรือด่าง ทําให้เกิดการกัดกร่อน การเกิดสนิม และทําให้วัสดุอ่อนตัวลง ในแอปพลิเคชันเช่น ถังเคมี , ท่ออุตสาหกรรม , หรือ เรือจัดเก็บ ในกรณีที่มีการจัดการสารเคมีที่เป็นกรดหรือด่างเหล็กดัดสามารถกัดกร่อนได้อย่างรวดเร็วเว้นแต่จะเคลือบหรือป้องกันด้วยชั้นที่ทนต่อการกัดกร่อน แม้จะมีการเคลือบป้องกัน สารเคลือบอาจเสื่อมสภาพเมื่อเวลาผ่านไป ส่งผลให้เหล็กที่อยู่ด้านล่างเสี่ยงต่อการกัดกร่อน

สแตนเลส มีความทนทานต่อการกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดและด่างมากขึ้นอย่างเห็นได้ชัด ชั้นโครเมียมออกไซด์บนสแตนเลสให้การป้องกันในระดับสูง แม้ว่าจะสัมผัสกับสารเคมีที่มีฤทธิ์กัดกร่อนก็ตาม การปรากฏตัวของ นิกเกิล ในโลหะผสมสแตนเลสช่วยปรับปรุงความต้านทานของวัสดุต่อการเกิดออกซิเดชันและการกัดกร่อนทั้งในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดและพื้นฐาน ตัวอย่างเช่น 316 สแตนเลส , ด้วยปริมาณโมลิบดีนัมที่สูงขึ้น, มีความทนทานสูงต่อการกัดกร่อนที่เกิดจากกรดซัลฟิวริก, กรดไฮโดรคลอริก, และสารเคมีอุตสาหกรรมอื่น ๆ ใน โรงงานแปรรูปเคมี , การผลิตอาหาร , และ อุตสาหกรรมยา , สแตนเลสเป็นวัสดุที่ต้องการเนื่องจากความสามารถในการทนต่อการสัมผัสสารเคมีโดยไม่ย่อยสลาย อย่างไรก็ตาม สิ่งสําคัญคือต้องทราบว่าแม้แต่สแตนเลสก็มีขีดจํากัด สารเคมีที่มีฤทธิ์รุนแรงบางชนิด เช่น กรดไนตริกเข้มข้น ยังคงทําให้เกิดการกัดกร่อนในสเตนเลสเกรดเฉพาะได้

อุณหภูมิสุดขั้วและอิทธิพลต่อความต้านทานการกัดกร่อน

อุณหภูมิสุดขั้วทั้งสูงและต่ําสามารถส่งผลกระทบอย่างมากต่อความต้านทานการกัดกร่อนของทั้งสองอย่าง ชิ้นส่วนเหล็กดัด และ ชิ้นส่วนสแตนเลส ● อุณหภูมิสูงสามารถเร่งการเกิดออกซิเดชันและการกัดกร่อนในรูปแบบอื่นๆ ได้ ในขณะที่อุณหภูมิที่ต่ํามากสามารถเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกลของวัสดุได้ ซึ่งส่งผลต่อความสามารถในการต้านทานการแตกร้าวหรือการแตกหัก

เหล็กดัด มีความเสี่ยงต่อการกัดกร่อนที่อุณหภูมิสูงเป็นพิเศษ เมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิที่สูงขึ้น ชั้นออกไซด์ป้องกันที่ก่อตัวบนพื้นผิวของเหล็กดัดจะสลายตัว ทําให้วัสดุทําปฏิกิริยากับออกซิเจนและก่อตัวเป็นเหล็กออกไซด์ (สนิม) เมื่อเวลาผ่านไป วงจรออกซิเดชันที่ต่อเนื่องนี้อาจทําให้ความแข็งแรงและความสมบูรณ์ของวัสดุเสื่อมลงอย่างรุนแรง ในสภาพแวดล้อมที่ เหล็กดัด สัมผัสกับอุณหภูมิสูง (เช่นส่วนประกอบของเตาเผาเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน) มันสามารถสัมผัสได้ทั้งการออกซิเดชันและความเมื่อยล้าจากความร้อนนําไปสู่การแตกร้าวและความอ่อนแอของวัสดุ

สแตนเลส ในทางกลับกัน เหมาะกว่ามากสําหรับสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง ชั้นโครเมียมออกไซด์ที่เกิดขึ้นบนสแตนเลสไม่เพียงแต่ให้การปกป้องที่ดีเยี่ยมที่อุณหภูมิห้องเท่านั้น แต่ยังมีความเสถียรที่อุณหภูมิสูงอีกด้วย สแตนเลส สามารถทนต่ออุณหภูมิที่สูงกว่า เหล็กดัด , และมันไม่ได้ออกซิไดซ์อย่างรวดเร็ว ทําให้สแตนเลสเหมาะสําหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูง เช่น ใน กังหันก๊าซ , เครื่องปฏิกรณ์เคมี , และ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน , ที่ความทนทานและความต้านทานต่อการย่อยสลายความร้อนเป็นสิ่งจําเป็น ความสามารถของสแตนเลสในการต้านทานการเกิดออกซิเดชันและการกัดกร่อนที่อุณหภูมิสูงเป็นผลมาจากองค์ประกอบโลหะผสม โดยเฉพาะโครเมียมและนิกเกิล อย่างไรก็ตาม แม้แต่สแตนเลสก็สามารถเกิดการกัดกร่อนที่อุณหภูมิสูงได้หากสัมผัสกับก๊าซที่มีฤทธิ์รุนแรง เช่น ซัลเฟอร์หรือคลอไรด์ ที่อุณหภูมิสูง ในกรณีเหล่านี้ โลหะผสมเฉพาะทางมากขึ้น เช่น เหล็กกล้าไร้สนิมอุณหภูมิสูง หรือ ซูเปอร์อัลลอย , มักใช้เพื่อให้ความต้านทานที่ดีขึ้น

การได้รับรังสียูวีและปัจจัยทางชีวภาพ

ในสภาพแวดล้อมกลางแจ้ง วัสดุมักจะได้รับรังสีอัลตราไวโอเลต (UV) จากดวงอาทิตย์ ซึ่งอาจทําให้คุณสมบัติพื้นผิวของโลหะลดลง ทําให้เกิดการกัดกร่อนได้ แม้ว่าโดยทั่วไปจะเป็นปัญหามากกว่าสําหรับวัสดุที่ทาสีหรือเคลือบ แต่ก็ยังอาจส่งผลกระทบได้ เหล็กดัด และ สแตนเลส โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแง่ของการเสื่อมสภาพของพื้นผิว

เหล็กดัด การสัมผัสกับรังสียูวีและสภาวะกลางแจ้งโดยไม่มีการเคลือบที่เพียงพออาจทําให้พื้นผิวเสื่อมสภาพเมื่อเวลาผ่านไป นําไปสู่ความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นต่อความชื้นและเกลือ ซึ่งอาจเร่งการกัดกร่อนได้ นอกจากนี้, ปัจจัยทางชีวภาพ เช่น การเจริญเติบโตของสาหร่าย แบคทีเรีย และเชื้อรา อาจทําให้การกัดกร่อนในทั้งสองอย่างรุนแรงขึ้น เหล็กดัด และ สแตนเลส เมื่อเจริญเติบโตในสภาพแวดล้อมที่เปียกหรือชื้น ตัวอย่างเช่นใน ระบบท่อระบายน้ํา หรือ สภาพแวดล้อมทางทะเล , ที่จุลินทรีย์สิ่งมีชีวิตเจริญเติบโต, เหล็กดัด สามารถทนทุกข์จากการกัดกร่อนที่เกิดจากจุลินทรีย์ซึ่งสามารถเร่งกระบวนการกัดกร่อนต่อไปได้

สแตนเลส ยังเผชิญกับการเสื่อมสภาพจากรังสียูวี แม้ว่าความต้านทานต่อการกัดกร่อนโดยธรรมชาติจะช่วยป้องกันความเสียหายในระยะยาวที่รุนแรงยิ่งขึ้น ในสภาพแวดล้อมทางทะเล การปนเปื้อนทางชีวภาพ (การสะสมของจุลินทรีย์และสิ่งมีชีวิตในทะเลบนพื้นผิว) อาจส่งผลกระทบต่อสแตนเลส นําไปสู่การก่อตัวของแผ่นชีวะที่อาจส่งเสริมการกัดกร่อนเฉพาะที่ เช่น การเกิดรูพรุน อย่างไรก็ตาม, สแตนเลส โดยทั่วไปจะได้รับผลกระทบจากปัจจัยทางชีวภาพน้อยกว่า เหล็กดัด เนื่องจากมีความต้านทานต่อการกัดกร่อนของจุลินทรีย์สูงกว่า

4 การเปรียบเทียบต้นทุนของชิ้นส่วนเหล็กดัดกับชิ้นส่วนสแตนเลสในแง่ของความต้านทานการกัดกร่อน

เมื่อประเมินวัสดุสําหรับงานอุตสาหกรรม, ค่าใช้จ่าย มักเป็นการพิจารณาเบื้องต้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมที่ต้องใช้ชิ้นส่วนหรืออุปกรณ์จํานวนมาก อย่างไรก็ตาม การเลือกวัสดุที่เหมาะสมนั้นเกี่ยวข้องมากกว่าราคาซื้อเริ่มแรก เดอะ ต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของ —ซึ่งประกอบด้วยปัจจัยต่างๆ เช่น ค่าบํารุงรักษา , ค่าใช้จ่ายในการเปลี่ยนทดแทน , เวลาหยุดทํางาน , และ อายุการใช้งานที่คาดหวัง ของวัสดุ—ต้องพิจารณา ความต้านทานการกัดกร่อน มีบทบาทสําคัญในสมการต้นทุนนี้ ทั้งสอง เหล็กดัด และ สแตนเลส มีโปรไฟล์ต้นทุนที่เป็นเอกลักษณ์ของตัวเอง และการเลือกระหว่างวัสดุทั้งสองนี้มักจะขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมเฉพาะที่พวกเขาจะต้องเผชิญและต้นทุนตลอดอายุการใช้งานทั้งหมด

ต้นทุนวัสดุเริ่มต้น: เหล็กดัดกับสแตนเลส

ปัจจัยแรกและชัดเจนที่สุดที่ต้องพิจารณาเมื่อเปรียบเทียบต้นทุนของ ชิ้นส่วนเหล็กดัด และ ชิ้นส่วนสแตนเลส คือ ต้นทุนวัสดุเริ่มต้น . เหล็กดัด โดยทั่วไปมีราคาถูกกว่า สแตนเลส ทําให้เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจสําหรับโครงการที่มีงบประมาณจํากัดหรือความคุ้มค่าเป็นหลัก เหล็กดัดทําจากเหล็ก คาร์บอน และซิลิคอนจํานวนเล็กน้อย ทําให้เป็นวัสดุที่มีต้นทุนค่อนข้างต่ํา เดอะ กระบวนการผลิต สําหรับเหล็กดัดยังประหยัดกว่าเมื่อเทียบกับสแตนเลสซึ่งต้องเพิ่มองค์ประกอบโลหะผสมที่มีราคาแพงเช่น โครเมียม , นิกเกิล , และ โมลิบดีนัม เพื่อให้มีความต้านทานการกัดกร่อน

ในทางกลับกัน, สแตนเลส มีราคาแพงกว่าเหล็กดัดอย่างเห็นได้ชัด ราคาได้รับแรงหนุนจากต้นทุนวัตถุดิบที่สูงโดยเฉพาะ นิกเกิล และ โครเมียม , ซึ่งเป็นสิ่งจําเป็นสําหรับการสร้างคุณสมบัติทนต่อการกัดกร่อนของสแตนเลส ในความเป็นจริงต้นทุนของ สแตนเลส 304 (เกรดที่ใช้กันทั่วไป) โดยทั่วไปจะสูงกว่าเหล็กดัดสองถึงสามเท่า และ 316 สแตนเลส , ซึ่งประกอบด้วยเพิ่มเติม โมลิบดีนัม เพื่อเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อน อาจมีราคาสูงกว่าเหล็กดัดถึงสี่เท่า

เดอะ ค่าใช้จ่ายเริ่มต้น เป็นปัจจัยสําคัญในการเลือกวัสดุสําหรับผลิตภัณฑ์เช่น ระบบท่อ , ส่วนประกอบโครงสร้าง , หรือ ชิ้นส่วนยานยนต์ ● ถ้างบประมาณมีจํากัดและความต้านทานการกัดกร่อนไม่ได้เป็นปัญหาสําคัญ เหล็กดัด อาจเป็นวัสดุทางเลือกสําหรับต้นทุนล่วงหน้าที่ต่ํากว่า อย่างไรก็ตาม เมื่อความทนทานและประสิทธิภาพในระยะยาวในสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนเป็นสิ่งสําคัญ การลงทุน สแตนเลส อาจพิสูจน์ได้ว่าประหยัดกว่าในระยะยาว โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานที่ต้องเผชิญกับสภาวะที่รุนแรง เช่น สภาพแวดล้อมทางทะเล หรือ การแปรรูปทางเคมี .

ค่าบํารุงรักษาและการเคลือบสําหรับชิ้นส่วนเหล็กดัด

แม้ว่า ชิ้นส่วนเหล็กดัด มีราคาถูกกว่าล่วงหน้า ความต้านทานการกัดกร่อนที่ค่อนข้างต่ํามักจะทําให้สูงขึ้น ค่าบํารุงรักษา เมื่อเวลาผ่านไป เมื่อสัมผัสกับความชื้น สารเคมี หรือสารกัดกร่อนอื่นๆ เหล็กเหนียวอาจเริ่มสึกกร่อนได้ ส่งผลให้จําเป็นต้องได้รับการปกป้องเพิ่มเติมในรูปแบบของการเคลือบหรือการปรับสภาพพื้นผิว ตัวเลือกการเคลือบประกอบด้วย เคลือบอีพ็อกซี่ , การชุบสังกะสี (เคลือบสังกะสี) และ เคลือบยูรีเทน , ซึ่งทั้งหมดนี้เพิ่มต้นทุนวัสดุโดยรวม

กระบวนการของ เคลือบ เหล็กดัดเพื่อป้องกันการกัดกร่อนเป็นค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมที่อาจมีนัยสําคัญ ขึ้นอยู่กับการใช้งาน ตัวอย่างเช่น การชุบสังกะสี เป็นวิธีที่นิยมในการป้องกัน เหล็กดัด ท่อ แต่ต้องมีขั้นตอนการผลิตเพิ่มเติมและทําให้เกิดต้นทุนล่วงหน้าที่สูงขึ้น เมื่อเวลาผ่านไป สารเคลือบอาจสึกหรอหรือเสื่อมสภาพได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาวะที่ไม่เอื้ออํานวย ซึ่งจําเป็นต้องเคลือบใหม่หรือซ่อมแซม วงจรของการเคลือบซ้ําและการบํารุงรักษานี้อาจส่งผลให้มีความต่อเนื่องสูง ค่าบํารุงรักษา และการหยุดทํางานเนื่องจากอาจจําเป็นต้องถอดอุปกรณ์ออกจากการให้บริการเพื่อตรวจสอบและตกแต่งใหม่

ในสภาพแวดล้อมที่ เหล็กดัด มีการสัมผัสกับสารกัดกร่อนอย่างต่อเนื่องความจําเป็นในการบํารุงรักษาบ่อยขึ้นสามารถเพิ่มต้นทุนวงจรชีวิตทั้งหมดของวัสดุได้อย่างรวดเร็ว ในขณะที่ ต้นทุนวัสดุเริ่มต้น มีน้อย ความจําเป็นในการเคลือบ การตรวจสอบ และการเปลี่ยนทดแทนอย่างสม่ําเสมออาจทําให้เหล็กดัดมีราคาแพงขึ้นในระยะยาว โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อการกัดกร่อนส่งผลกระทบอย่างมีนัยสําคัญต่อประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของวัสดุ

การบํารุงรักษาและความทนทานของชิ้นส่วนสแตนเลส

สแตนเลส ให้ความต้านทานการกัดกร่อนที่เหนือกว่าและชั้นออกไซด์แบบพาสซีฟช่วยปกป้องจากการกัดกร่อนในรูปแบบส่วนใหญ่แม้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เป็นผลให้ สแตนเลส โดยทั่วไปต้องการการบํารุงรักษาไม่บ่อยนักเมื่อเทียบกับ เหล็กดัด ● ในสภาพแวดล้อมที่การกัดกร่อนเป็นเรื่องที่น่ากังวล ชิ้นส่วนสแตนเลส มักจะมีอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นซึ่งช่วยลดความจําเป็นในการซ่อมแซมหรือเปลี่ยนใหม่ ตัวอย่างเช่นใน สภาพแวดล้อมทางทะเล , ที่การสัมผัสน้ําเค็มคงที่, สแตนเลส ส่วนประกอบต่างๆ เช่น สลักเกลียว ตัวยึด และส่วนประกอบโครงสร้างสามารถมีอายุการใช้งานหลายปีโดยไม่มีการเสื่อมสภาพอย่างมีนัยสําคัญ เหล็กดัด จะต้องมีการบํารุงรักษาเป็นประจําหรือแม้กระทั่งการเปลี่ยนใหม่ทั้งหมดหลังจากสัมผัสกับน้ําเค็มเพียงไม่กี่ปี

ตั้งแต่ สแตนเลส ไม่จําเป็นต้องเคลือบหรือบําบัดภายนอกเพื่อรักษาความต้านทานการกัดกร่อนก็มี ไม่มีค่าใช้จ่ายในการเคลือบหรือเคลือบซ้ําอย่างต่อเนื่อง ที่เกี่ยวข้อง นอกจากนี้, สแตนเลส ไม่จําเป็นต้องมีการตรวจสอบหรือซ่อมแซมบ่อยครั้งสําหรับปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการกัดกร่อน ซึ่งแปลเป็นระดับล่าง เวลาหยุดทํางาน และการหยุดชะงักในการปฏิบัติงานน้อยลง สําหรับการใช้งานใน พืชเคมี , การแปรรูปอาหาร , หรือ น้ํามันและก๊าซ อุตสาหกรรมที่อุปกรณ์ขัดข้องเนื่องจากการกัดกร่อนอาจนําไปสู่การปิดระบบที่มีค่าใช้จ่ายสูงและความเสี่ยงด้านความปลอดภัย ค่าใช้จ่ายในการบํารุงรักษาที่ต่ํากว่า ของสแตนเลสสามารถชดเชยต้นทุนวัสดุเริ่มต้นที่สูงขึ้น

นอกจากนี้, สแตนเลส มีความทนทานสูงและทนทานต่อการย่อยสลายในรูปแบบอื่นๆ เช่น การแตกร้าวจากการกัดกร่อนแบบรูพรุนหรือความเครียด ความทนทานนี้ช่วยลดโอกาสที่จะเกิดความล้มเหลว ส่งผลให้ประสิทธิภาพมีความน่าเชื่อถือมากขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป เดอะ ความน่าเชื่อถือในระยะยาว ของเหล็กกล้าไร้สนิมหมายความว่าไม่จําเป็นต้องเปลี่ยนบ่อยเท่าเหล็กดัดทําให้เป็น ตัวเลือกที่คุ้มค่า สําหรับการใช้งานที่จําเป็นต้องมีอายุการใช้งานยาวนาน

ต้นทุนวงจรชีวิต: เหล็กดัดกับเหล็กกล้าไร้สนิมในสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน

ข้อควรพิจารณาที่สําคัญที่สุดประการหนึ่งในการประเมินต้นทุนของวัสดุที่เกี่ยวข้องกับความต้านทานการกัดกร่อนคือ ต้นทุนวงจรชีวิตทั้งหมด , ซึ่งรวมถึงต้นทุนวัสดุเริ่มต้น, การบํารุงรักษา, การซ่อมแซม, และค่าใช้จ่ายในการเปลี่ยนตลอดอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์ ในกรณีของ เหล็กดัด เทียบกับ สแตนเลส ความแตกต่างของต้นทุนวงจรชีวิตอาจมีนัยสําคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงและมีฤทธิ์กัดกร่อน

ในขณะที่ เหล็กดัด อาจจะคุ้มค่ากว่าในเบื้องต้น ต้นทุนวงจรชีวิตทั้งหมด มักจะชอบ สแตนเลส ในการใช้งานที่การกัดกร่อนเป็นปัญหาสําคัญ ตัวอย่างเช่นใน การก่อสร้างทางทะเล , การแปรรูปทางเคมี , หรือ ระบบท่อระบายน้ํา , ที่การกัดกร่อนหลีกเลี่ยงไม่ได้, ชิ้นส่วนเหล็กดัด จําเป็นต้องมีการบํารุงรักษาอย่างต่อเนื่อง การเคลือบซ้ําเป็นระยะ และแม้กระทั่งการเปลี่ยนใหม่ตั้งแต่เนิ่นๆ ในบางกรณี ตลอดอายุการใช้งานของส่วนประกอบ ต้นทุนที่เพิ่มขึ้นเหล่านี้อาจทําให้วัสดุมีราคาแพงกว่าสแตนเลส แม้ว่าการลงทุนเริ่มแรกจะต่ํากว่าก็ตาม

สแตนเลส ด้วยความต้านทานต่อการกัดกร่อนในตัว ต้องการการบํารุงรักษาน้อยกว่ามากและคงอยู่นานกว่ามากในสภาพแวดล้อมเหล่านี้ เมื่อเวลาผ่านไป การขาดการซ่อมแซม การเปลี่ยนทดแทน และการหยุดทํางานที่เกี่ยวข้องกับการกัดกร่อนอาจเกิดขึ้นได้ สแตนเลส ทางเลือกที่คุ้มค่ามากขึ้น แม้ว่าต้นทุนวัสดุเริ่มต้นจะสูงกว่าก็ตาม ตัวอย่างเช่นใน การแปรรูปอาหาร หรือ อุตสาหกรรมยา , ที่ซึ่งความสะอาดและความทนทานเป็นสิ่งสําคัญ, สแตนเลส สามารถทนได้นานหลายทศวรรษโดยไม่ต้องเปลี่ยนในขณะที่ เหล็กดัด อาจต้องเปลี่ยนทุกๆ 5-10 ปี

นอกจากนี้, สแตนเลส โดยทั่วไปจะมีความทนทานต่อการเสื่อมโทรมของสิ่งแวดล้อมในรูปแบบอื่นๆ ได้มากกว่า เช่น การกัดกร่อนที่อุณหภูมิสูงและผลกระทบของรังสียูวี ทําให้เป็นวัสดุที่มีความหลากหลายมากขึ้นสําหรับการใช้งานที่หลากหลายมากขึ้น เดอะ ความทนทานที่สูงขึ้น ของสแตนเลสหมายถึงความล้มเหลวของวัสดุน้อยลงและก อายุการใช้งานยาวนานขึ้น , ซึ่งโดยตรงมีส่วนช่วยให้ ต้นทุนวงจรชีวิตลดลง เมื่อเปรียบเทียบกับ เหล็กดัด .

การพิจารณาต้นทุนสําหรับโครงการขนาดใหญ่

สําหรับโครงการขนาดใหญ่ที่มีส่วนประกอบจํานวนมากเกี่ยวข้อง ความแตกต่างของต้นทุนระหว่าง เหล็กดัด และ สแตนเลส เด่นชัดยิ่งขึ้น ตัวอย่างเช่นใน การก่อสร้างท่อส่งขนาดใหญ่ , เหล็กดัด อาจดูเหมือนเป็นตัวเลือกที่คุ้มค่าในตอนแรกเนื่องจากมีต้นทุนวัสดุต่ํา อย่างไรก็ตาม เมื่อเวลาผ่านไป ความจําเป็นในการซ่อมแซม การเปลี่ยน และการเคลือบป้องกันเป็นระยะอาจนําไปสู่ค่าบํารุงรักษาจํานวนมากซึ่งอาจเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ในทางกลับกัน, สแตนเลส อาจมีราคาแพงกว่าในตอนแรก แต่มัน การบํารุงรักษาต่ํา และ ความทนทานสูง หมายถึงต้นทุนที่เกี่ยวข้องกับการบํารุงรักษาน้อยลง และส่วนประกอบต่างๆ สามารถใช้งานได้นานขึ้นโดยไม่จําเป็นต้องเปลี่ยนใหม่

ในบางกรณี, สแตนเลส อาจเสนอการประหยัดต้นทุนในโครงการขนาดใหญ่เนื่องจาก ลดเวลาหยุดทํางาน ● ใน โครงสร้างพื้นฐานที่สําคัญ , เช่น โรงกลั่นน้ํามัน หรือ โรงไฟฟ้า , วัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อนเช่นสแตนเลสสามารถลดการหยุดชะงักในการดําเนินงานนําไปสู่ประสิทธิภาพโดยรวมที่สูงขึ้นและลดต้นทุนการหยุดทํางาน ปัจจัยนี้มีความสําคัญอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมที่เวลาคือเงิน และความล้มเหลวขององค์ประกอบเดียวอาจส่งผลให้เกิดการสูญเสียทางการเงินอย่างมีนัยสําคัญ

5 ความทนทานและอายุการใช้งาน: ชิ้นส่วนเหล็กดัดกับชิ้นส่วนสแตนเลสในสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน

ความทนทานและอายุการใช้งานเป็นปัจจัยที่สําคัญที่สุดที่ต้องพิจารณาเมื่อเลือกวัสดุสําหรับงานอุตสาหกรรม โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อวัสดุเหล่านั้นสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่รุนแรงหรือมีฤทธิ์กัดกร่อน ทั้งสอง เหล็กดัด และ สแตนเลส เป็นวัสดุที่ใช้กันทั่วไปในหลากหลายอุตสาหกรรม รวมถึงการก่อสร้าง ทางทะเล การแปรรูปทางเคมี และภาคยานยนต์ อย่างไรก็ตาม วัสดุทั้งสองนี้มีพฤติกรรมแตกต่างกันมากเมื่ออยู่ภายใต้ สภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ● เดอะ ความทนทาน และ อายุการใช้งาน ของ ชิ้นส่วนเหล็กดัด และ ชิ้นส่วนสแตนเลส อาจได้รับอิทธิพลอย่างมีนัยสําคัญจากปัจจัยต่างๆ เช่น ความชื้น สารเคมี อุณหภูมิสุดขั้ว และสารชีวภาพ การทําความเข้าใจว่าวัสดุเหล่านี้มีปฏิกิริยาอย่างไรในสภาวะที่มีฤทธิ์กัดกร่อนเป็นสิ่งสําคัญสําหรับการตัดสินใจอย่างรอบรู้เกี่ยวกับการเลือกวัสดุ เนื่องจากจะส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพโดยรวม อายุการใช้งานที่ยาวนาน และความต้องการในการบํารุงรักษาของส่วนประกอบ

ความต้านทานการกัดกร่อนและผลกระทบต่อความทนทาน

ความแตกต่างพื้นฐานที่สุดระหว่าง เหล็กดัด และ สแตนเลส โกหกในพวกเขา ความต้านทานการกัดกร่อน , ซึ่งมีผลโดยตรงต่อพวกเขา ความทนทาน และ อายุการใช้งาน . เหล็กดัด แม้ว่าจะแข็งแรงและยืดหยุ่นกว่าเหล็กหล่อแบบดั้งเดิม แต่ก็ไม่ได้มีความต้านทานการกัดกร่อนในระดับเดียวกับ สแตนเลส ● ความแตกต่างนี้มีสาเหตุหลักมาจากการขาด ชั้นออกไซด์ป้องกัน บนพื้นผิวของ เหล็กดัด ● เมื่อ เหล็กดัด สัมผัสกับความชื้น อากาศ หรือสารกัดกร่อนอื่นๆ เช่น เกลือหรือสารเคมี จึงเริ่ม ออกซิไดซ์ และแบบฟอร์ม สนิม (เหล็กออกไซด์) สนิมนี้จะกระทบต่อความสมบูรณ์ของวัสดุเมื่อเวลาผ่านไป ส่งผลให้ส่วนประกอบบางลง เป็นรูพรุน และล้มเหลวในที่สุด

ในทางตรงกันข้าม สแตนเลส ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อต้านทานการกัดกร่อนเนื่องจากมี โครเมียม ในองค์ประกอบของมัน โครเมียมทําปฏิกิริยากับออกซิเจนในอากาศจนเกิดเป็นบางๆ มองไม่เห็น ชั้นโครเมียมออกไซด์ นั่นเป็นอุปสรรคที่มีประสิทธิภาพสูงต่อการเกิดออกซิเดชันเพิ่มเติม ชั้นพาสซีฟนี้รักษาตัวเองได้ ซึ่งหมายความว่าหากได้รับความเสียหายหรือมีรอยขีดข่วน ชั้นจะงอกใหม่อย่างรวดเร็วเมื่อมีออกซิเจน ซึ่งช่วยป้องกันการกัดกร่อนได้อย่างต่อเนื่อง เป็นผลให้ สแตนเลส โดยทั่วไปส่วนประกอบจะมีความทนทานที่เหนือกว่าในสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน โดยคงความแข็งแรง ความสมบูรณ์ของโครงสร้าง และรูปลักษณ์ไว้ได้ในระยะเวลาที่นานกว่ามากเมื่อเทียบกับ เหล็กดัด .

ผลกระทบของความชื้นและความชื้นต่ออายุการใช้งานของวัสดุ

ความชื้น และ ความชื้น เป็นปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่พบบ่อยที่สุดสองประการที่เร่งการกัดกร่อน ชิ้นส่วนเหล็กดัด การสัมผัสกับความชื้นในระดับสูงหรือความชื้นคงที่มีแนวโน้มที่จะกัดกร่อนได้เร็วกว่า ชิ้นส่วนสแตนเลส ● ในสภาพแวดล้อม เช่น ท่อใต้ดิน ระบบท่อระบายน้ําทิ้ง หรือบริเวณชายฝั่งที่ น้ําเค็ม ปัจจุบันความชื้นทําหน้าที่เป็นอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งเอื้อต่อปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าที่นําไปสู่การสลายตัวของวัสดุ อัตราของ การกัดกร่อน เพิ่มขึ้นอย่างมากในพื้นที่ที่มีระดับความชื้นผันผวน เนื่องจากน้ําบนพื้นผิวเหล็กอาจทําให้วัสดุเกิดสนิมและสลายตัวอย่างรวดเร็ว

ในทางกลับกัน, สแตนเลส ชิ้นส่วนมีความทนทานต่อการกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมที่ชื้นหรือชื้นได้ดีกว่ามาก เดอะ ชั้นโครเมียมออกไซด์ บนสแตนเลสช่วยป้องกันไม่ให้น้ําสัมผัสโดยตรงกับโลหะที่อยู่ด้านล่าง ป้องกันไม่ให้เกิดออกซิเดชัน ในสภาพแวดล้อมที่ เหล็กดัด อาจต้องมีการบํารุงรักษาเป็นประจําเคลือบซ้ําหรือแม้กระทั่งการเปลี่ยนเนื่องจากการกัดกร่อน, สแตนเลส โดยทั่วไปจะยังคงดําเนินการต่อไปโดยไม่มีการย่อยสลายอย่างมีนัยสําคัญ ความต้านทานต่อการกัดกร่อนที่เกิดจากความชื้นที่สูงขึ้นนี้แปลเป็น อายุการใช้งานยาวนานขึ้น สําหรับ ส่วนประกอบสแตนเลส ในสภาพแวดล้อมเช่น การใช้งานทางทะเล , ระบบบําบัดน้ําเสีย , หรือ โรงงานแปรรูปเคมี .

การสัมผัสสารเคมีและผลกระทบต่อความทนทาน

การสัมผัสกับ สารเคมี เป็นอีกปัจจัยสําคัญที่ส่งผลกระทบอย่างมีนัยสําคัญต่อ ความทนทาน และ อายุการใช้งาน ของวัสดุ ทั้งสอง เหล็กดัด และ สแตนเลส ใช้ในการใช้งานที่อาจสัมผัสกับกรด ด่าง และสารเคมีอุตสาหกรรมต่างๆ อย่างไรก็ตาม วิธีที่วัสดุเหล่านี้มีปฏิกิริยากับสารเคมีอาจส่งผลกระทบอย่างมากต่อสารเคมีเหล่านี้ ความต้านทานการกัดกร่อน และ อายุการใช้งานโดยรวม .

ใน สภาพแวดล้อมที่เป็นกรด , เช่นใน พืชเคมี หรือ กระบวนการทางอุตสาหกรรมที่ไวต่อค่า pH , เหล็กดัด มีแนวโน้มที่จะเกิดการกัดกร่อนแบบเร่งมากขึ้น กรดจะทําปฏิกิริยากับธาตุเหล็ก ทําลายชั้นป้องกันและทําให้เกิด สนิม ให้ก่อตัวได้อย่างรวดเร็ว แม้จะเคลือบหรือบําบัดด้วย อีพ็อกซี่ , เหล็กดัด อาจประสบปัญหาการกัดกร่อนที่ ขอบ หรือบริเวณที่สารเคลือบเสื่อมสภาพจนเกิดสนิมเฉพาะจุด สิ่งนี้สามารถลดระยะเวลาลงอย่างมาก อายุการใช้งาน ของชิ้นส่วนเหล็กดัด จําเป็นต้องซ่อมแซมหรือเปลี่ยนบ่อยครั้งเพื่อให้แน่ใจว่าส่วนประกอบยังคงทํางานได้อย่างถูกต้อง

สแตนเลส ในทางกลับกัน มีความทนทานต่อการกัดกร่อนในทั้งสองอย่างโดยธรรมชาติมากกว่า เป็นกรด และ อัลคาไลน์ สภาพแวดล้อมเนื่องจาก ชั้นโครเมียมออกไซด์ ● เดอะ ชั้นทู่ ปกป้องเหล็กจากสารเคมีที่มีฤทธิ์กัดกร่อนอย่างมีประสิทธิภาพ ป้องกันไม่ให้เข้าถึงโลหะและทําให้เกิดการย่อยสลาย ตัวอย่างเช่น 316 สแตนเลส , ซึ่งประกอบด้วยระดับที่สูงขึ้นของ โมลิบดีนัม , ให้ความต้านทานที่เหนือกว่าเพื่อ การกัดกร่อนที่เกิดจากคลอไรด์ ทําให้เหมาะอย่างยิ่งสําหรับการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับการสัมผัสน้ําเค็ม กรด หรือสารเคมีอุตสาหกรรม ในสภาพแวดล้อมที่ เหล็กดัด อาจได้รับความเสียหายอย่างต่อเนื่องและต้องมีการเปลี่ยนเป็นระยะหรือการเคลือบซ้ําที่มีค่าใช้จ่ายสูง, สแตนเลส สามารถรักษาไว้ได้ ความสมบูรณ์ของโครงสร้าง เป็นเวลาหลายทศวรรษแม้ในสภาพแวดล้อมทางเคมีที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง

อุณหภูมิสุดขั้วและผลกระทบต่อความทนทาน

ทั้งสอง อุณหภูมิสูง และ อุณหภูมิต่ํา สามารถมีอิทธิพลต่อ ความทนทาน และ อายุการใช้งาน ของวัสดุแม้ว่าผลกระทบต่อ เหล็กดัด และ สแตนเลส แตกต่างได้อย่างมีนัยสําคัญ เหล็กดัด มีแนวโน้มที่จะ ออกซิเดชัน ที่อุณหภูมิสูงส่งผลให้วัสดุสลายตัวและสูญเสีย ความแข็งแรง ● ในการใช้งานที่อุณหภูมิสูง เช่น เตา , หม้อไอน้ํา , หรือ ระบบทําความร้อนอุตสาหกรรม , เหล็กดัด สามารถสัมผัสกับการกัดกร่อนแบบเร่งเนื่องจากการเสื่อมสภาพของชั้นออกไซด์ของพื้นผิว กระบวนการออกซิเดชันจะดําเนินต่อไปเมื่อวัสดุสัมผัสกับความร้อนทําให้เกิด สนิม เพื่อสร้างและทําให้วัสดุอ่อนตัวลงในที่สุด

ในทางตรงกันข้าม สแตนเลส มีความยืดหยุ่นต่ออุณหภูมิสูงมากขึ้นเนื่องจากความเสถียรของ ชั้นโครเมียมออกไซด์ , ซึ่งให้การป้องกันการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูงถึงรอบ ๆ 1000°C (1832°F) ขึ้นอยู่กับโลหะผสมเฉพาะ สําหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูง สแตนเลส มีประสิทธิภาพเหนือกว่า เหล็กดัด โดยคงไว้ ความแข็งแรง และ ความต้านทานการกัดกร่อน ในระยะเวลาที่ยาวนานกว่า เดอะ โมลิบดีนัม และ นิกเกิล เนื้อหาในโลหะผสมสแตนเลสบางชนิดเช่น 316 สแตนเลส , เพิ่มประสิทธิภาพการทํางานที่อุณหภูมิสูง, ตรวจสอบให้แน่ใจว่าวัสดุยังคงความสมบูรณ์แม้ในที่ที่มีความร้อนและสารกัดกร่อน

ที่ อุณหภูมิต่ํา , เหล็กดัด มีข้อได้เปรียบในการใช้งานบางอย่างเนื่องจากยังคงความแข็งแรงและความเหนียวได้ดีกว่า เหล็กหล่อแบบดั้งเดิม ● อย่างไรก็ตาม, สแตนเลส สามารถทํางานได้ดีขึ้นในสภาพแวดล้อมที่เย็นจัดเช่นกันเนื่องจากความสามารถในการทนต่อ สภาวะไครโอเจนิกส์ โดยไม่เปราะ วัสดุเช่น ออสเทนนิติกสแตนเลส มักใช้ใน การใช้งานไครโอเจนิกส์ , เช่น การขนส่งก๊าซธรรมชาติเหลว (LNG) หรือ เทคโนโลยีตัวนํายิ่งยวด , เนื่องจากความเหนียวที่อุณหภูมิต่ําที่ดีเยี่ยมและความต้านทานการกัดกร่อน เหล็กดัด อาจประสบปัญหาการเปราะที่อุณหภูมิต่ํา โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากสัมผัสกับ การปั่นจักรยานด้วยความร้อน ซึ่งสามารถลดลงได้ ความทนทาน และ อายุการใช้งาน ในสภาพแวดล้อมดังกล่าว

ผลกระทบของปัจจัยทางชีวภาพต่อความทนทาน

ในบางสภาพแวดล้อม ตัวแทนทางชีวภาพ , เช่น จุลินทรีย์ , แบคทีเรีย , หรือ ชีวิตทางทะเล , สามารถเร่งการกัดกร่อนโดยเฉพาะอย่างยิ่งใน เปียก หรือ ชื้น เงื่อนไข เหล็กดัด , โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อสัมผัสกับ ระบบท่อระบายน้ํา , ท่อส่งน้ํา , หรือ สภาพแวดล้อมทางทะเล , มีความเสี่ยงมากขึ้นต่อการกัดกร่อนที่เกิดจากจุลินทรีย์ (MIC) ซึ่งสามารถเร่งการย่อยสลายของวัสดุ แบคทีเรียลดซัลเฟต และจุลินทรีย์อื่น ๆ สามารถสร้างสภาวะการกัดกร่อนที่นําไปสู่การก่อตัวของหลุมและรอยแตกในวัสดุทําให้โดยรวมรุนแรงขึ้นอีก กระบวนการกัดกร่อน และการย่นอายุการใช้งานของชิ้นส่วน

สแตนเลส , ในขณะที่ยังอ่อนแอต่อ การปนเปื้อนทางชีวภาพ (การสะสมของสิ่งมีชีวิตในทะเลบนพื้นผิว) โดยทั่วไปจะมีความทนทานต่อ การกัดกร่อนทางชีวภาพ เมื่อเทียบกับ เหล็กดัด ● เดอะ ชั้นโครเมียมออกไซด์ ให้การป้องกันการกัดกร่อนที่เกิดจากจุลินทรีย์ เนื่องจากจะจํากัดความสามารถของแบคทีเรียในการเจาะพื้นผิวของโลหะ อย่างไรก็ตาม แม้แต่เหล็กกล้าไร้สนิมก็ไม่รอดพ้นจากปัจจัยทางชีวภาพ โดยเฉพาะในพื้นที่ที่มีระดับสูง คลอไรด์ หรือสารก้าวร้าวอื่น ๆ ในสภาพแวดล้อมทางทะเล 316 สแตนเลส นิยมใช้ใน แท่นขุดเจาะน้ํามันนอกชายฝั่ง , การต่อเรือ , และ โครงสร้างพื้นฐานชายฝั่ง , ที่ไหน การเปรอะเปื้อนทางชีวภาพ และ การกัดกร่อนของน้ําเค็ม เป็นที่แพร่หลาย โดยทั่วไปส่วนประกอบสแตนเลสในการตั้งค่าเหล่านี้ได้รับการออกแบบให้ทนทานต่อการสัมผัสทั้งสารชีวภาพและสารเคมีที่มีฤทธิ์รุนแรง โดยให้อายุการใช้งานยาวนานกว่า ชีวิตการบริการ เมื่อเทียบกับ เหล็กดัด ในสภาวะที่คล้ายคลึงกัน