Na działanie środowiska azotowego najbardziej odporne są chromowe i chromowo-niklowe stale odporne na korozję, które w zasadzie rozwiązują wszelkie problemy związane z korodowaniem stali w kwasie azotowym.

Odporność stali chromowych

Stale węglowe oraz żelazo nie są odporne na działanie rozcieńczonego kwasu azotowego. Jego maksymalna agresywność odnotowywana jest przy stężeniu 30 – 35%, natomiast przy większych stężeniach jego agresywność maleje. Przy stężeniu 30 – 35% stale węglowe i żelazo całkowicie pasywują się. Wraz ze zwiększaniem ilości chromu w stali, agresywność środowiska powoli ustępuje. Wzrost temperatury nie wpływa na tempo korodowania ani pasywacji. Minimalną wartością chromu w stali, która zapewnia jej całkowitą odporność na działanie kwasu azotowego to 16%.

Słabszą odpornością na działanie środowiska kwasu azotowego odznaczają się stale wyżarzone i odpuszczone – zwłaszcza odpuszczane w temperaturze 400 – 600 stopni Celsjusza. Zjawisko to powodowane jest wydzielaniem się węglików chromu oraz dechromizacją. Stale wygrzewane w temperaturze 475 stopni Celsjusza mają z kolei skłonność do międzykrystalicznego korodowania. Szybkość korozji międzykrystalicznej jest niemal dwukrotnie większa od korozji stali obrabianej cieplnie w temperaturze 900 stopni Celsjusza.

Do eksploatacji w ośrodku kwasu siarkowego wykorzystuje się najczęściej odporne stale zawierające od 16 do 18% Cr. Do bardzo ciężkich warunków używa się stali zawierających nawet 30% Cr.

Odporność korozyjna stali chromowo-niklowych

W szczególnie agresywnym roztworze kwasu azotowego oraz gdy ciągliwość stali ferrytycznych nie jest wystarczająca, wykorzystywane są stale austenityczne typu 18/8 lub stale zawierające dużą ilość domieszek niklu oraz chromu. Nikiel domieszkowany jest głównie w roli pierwiastka stabilizującego austenit, co w towarzystwie chromu poprawia odporność stali na oddziaływanie środowiska kwasowego.

Wpływ zanieczyszczeń kwasu azotowego na korozję

Zwykle roztwory kwasu azotowego zanieczyszczone są jonami chlorowymi, HCL, czy jony Fe i Cu. Obecność jonów chlorowych nie wpływa zbytnio na korozję, natomiast duże ilości HCL mogą znacząco obniżyć odporność stali na oddziaływania środowiska kwasowego. Jony metali są w stanie zmniejszać agresywność kwasu azotowego w stosunku do stali o 12% domieszce Cr.

Słowem podsumowania

Stale ferrytyczne o 16 – 18% domieszce Cr mogą być stosowane w kwasach azotowych stężonych do 65% w temperaturach nie większych niż 100 stopni Celsjusza.

Stale ferrytyczne o większej domieszce Cr – na poziomie 25 – 30% mogą być wykorzystywane w kwasach azotowych o stężeniu do 65% w temperaturach jego wrzenia. W takich samych warunkach można użyć stali austenitycznych typu 18/8.

Zanieczyszczenia kwasu azotowego jonami metali mogą wpływać dodatnio lub ujemnie na agresywność środowiska kwasu azotowego. Dlatego też w takich przypadkach rekomendowane jest stosowanie stali austenitycznych typu 18/8 z domieszką molibdenu.

Robert Piotrkowski


comments powered by Disqus