Ar Monel 400 atsparumas korozijai blogėja esant aukštos temperatūros jūros vandeniui?
Monel 400 yra nikelio ir vario kieto tirpalo lydinys, plačiai naudojamas jūrų ir atviroje jūroje. Jo atsparumas korozijai yra glaudžiai susijęs su jūros vandens temperatūra, o jo veikimas labai pasikeis esant aukštai temperatūrai. Šiame straipsnyje išsamiai analizuojama, ar jo atsparumas korozijai nepablogėja esant aukštai temperatūrai jūros vandenyje ir atitinkami mechanizmai.
1. Bendras Monel 400 korozinis elgesys aplinkos jūros vandenyje
Esant kambario arba artimos aplinkos jūros vandens temperatūrai (apie 0–25 laipsnius), Monel 400 sudaro kompaktišką, lipnią pasyvią plėvelę, kurią daugiausia sudaro nikelio ir vario oksidai bei hidroksidai. Ši plėvelė puikiai apsaugo nuo bendros korozijos, taškinės korozijos, plyšių korozijos ir chlorido sukeltų įtempių korozijos įtrūkimų neutraliame ir šiek tiek šarminiame jūros vandenyje. Jis taip pat pasižymi geru atsparumu jūriniam biologiniam užteršimui ir srauto sukeltai erozijai įprastomis darbo sąlygomis.
2. Viršutinės temperatūros ribos ir taikomi scenarijai
Praktinėje jūrų inžinerijoje rekomenduojama ilgalaikė Monel 400 eksploatavimo temperatūra jūros vandenyje paprastai yra žemesnė nei 100 laipsnių.
Žemiau 50 laipsnių: Atsparumas korozijai išlieka puikus, tik šiek tiek padidėja korozijos greitis, o vietinė korozijos ir SCC rizika yra maža.
50–100 laipsnių: Atsparumas korozijai palaipsniui mažėja. Padidėja vienodos korozijos, duobių ir plyšių korozijos rizika, o SCC kelia susirūpinimą dėl įtemptų komponentų.
Virš 100 laipsnių: jūros vanduo artėja arba pereina į perkaitintą būseną. Monel 400 atsparumas korozijai labai pablogėja ir jis nebetinkamas ilgalaikiam ir patikimam aptarnavimui, nebent apsaugotas korozijos inhibitoriais arba uždaro ciklo valdomomis sistemomis.
3. Palyginimas su alternatyviais lydiniais
Norint pabrėžti „Monel 400“ veikimo pablogėjimą, jį galima palyginti su medžiagomis, kurios geriau atsparios aukštai temperatūrai jūros vandeniui:
C71500 (70–30 vario ir nikelio lydinys): geresnis pasyviosios plėvelės terminis stabilumas nei Monel 400, lėtesnis korozijos greičio padidėjimas vidutinės ir aukštos temperatūros jūros vandenyje.
Titano lydiniai (2 klasė, 7 klasė): sudaro termiškai stabilią TiO₂ plėvelę, beveik nesumažina atsparumo korozijai aukštoje temperatūroje ir net verdančiame jūros vandenyje, kur kas pranašesnis už Monel 400.
Dvipusis nerūdijantis plienas (2205, 2507): didesnis atsparumas chlorido duobėms ir plyšių korozijai aukštesnėje temperatūroje, stabilesnis veikimas nei Monel 400.
Išvada
Aukštos temperatūros jūros vandenyje Monel 400 atsparumas korozijai mažėja. Kylant temperatūrai pagreitėja elektrocheminė kinetika, pažeidžiama pasyvioji plėvelė, padidėja vietinės korozijos ir įtempių korozijos įtrūkimų rizika, o tekančiomis sąlygomis – erozija-korozija. Nors Monel 400 vis dar pranoksta daugelį konstrukcinių metalų vidutinės aukštos temperatūros jūros vandenyje, jo apsaugos nuo korozijos savybės silpsta kylant temperatūrai. Ilgalaikei eksploatacijai aukštesnėje nei 50 laipsnių temperatūroje, ypač esant įtemptoms ar tekančioms sąlygoms, reikia atidžiai įvertinti medžiagų pasirinkimą, korozijos stebėjimą ir apsaugos priemones. Jei reikalingas ypatingai aukštos temperatūros jūros vandens stabilumas, labiau tinka didesnio našumo lydiniai, tokie kaip titanas arba labai legiruotas nerūdijantis plienas.
