Korrosionsbeständigkeit von Monel K500 gegenüber starken Säuren wie Salzsäure und Schwefelsäure
1. Korrosionsbeständigkeit gegenüber Salzsäure
Verdünnte Salzsäure (Konzentration kleiner oder gleich 5 %) bei Raumtemperatur: In Abwesenheit von Luft oder Oxidationsmitteln weist Monel K500 eine niedrige Korrosionsrate (weniger als oder gleich 0,1 mm/Jahr) und eine gute Korrosionsbeständigkeit auf. Das Kupferelement in der Legierung bildet auf der Oberfläche einen dünnen, dichten Kupferchloridfilm, der eine weitere Korrosion der Matrix verhindern kann. Wenn die Lösung jedoch belüftet ist oder oxidierende Ionen (z. B. Fe³⁺, Cu²⁺) enthält, wird der Passivierungsfilm zerstört und die Korrosionsrate nimmt erheblich zu.
Konzentrierte Salzsäure (Konzentration > 10 %) oder erhöhte Temperatur: Monel K500 kann in dieser Umgebung der Korrosion nicht widerstehen. Wenn die Temperatur 60 Grad übersteigt, führt selbst verdünnte Salzsäure zu starker gleichmäßiger Korrosion oder Lochfraß der Legierung, begleitet von Wasserstoffentwicklung. In konzentrierter Salzsäure kann die Korrosionsrate 1 mm/Jahr überschreiten, was zu einer schnellen Verdünnung oder einem Versagen des Materials führt.
Einschränkung der industriellen Anwendung: Monel K500 wird nicht für Geräte empfohlen, die in direktem Kontakt mit konzentrierter Salzsäure oder heißer verdünnter Salzsäure stehen. Es kann nur in bestimmten Szenarien verwendet werdenverschlossene, entlüftete Systeme mit verdünnter Salzsäure bei Raumtemperatur.
2. Korrosionsbeständigkeit gegenüber Schwefelsäure
Verdünnte Schwefelsäure (Konzentration kleiner oder gleich 10 %) bei Raumtemperatur: Ähnlich wie verdünnte Salzsäure weist Monel K500 eine gute Korrosionsbeständigkeit in entgaster verdünnter Schwefelsäure auf, mit einer Korrosionsrate von weniger als 0,05 mm/Jahr. Die Nickel- und Kupferelemente in der Legierung bilden synergetisch einen schützenden Sulfatfilm, der die Matrix vom korrosiven Medium isoliert.
Schwefelsäure mittlerer-Konzentration (10 % < Konzentration < 70 %): Die Korrosivität von Schwefelsäure nimmt in diesem Bereich stark zu. Bei Raumtemperatur kann die Korrosionsrate von Monel K500 0,5–2 mm/Jahr erreichen; Wenn die Temperatur auf 50 Grad oder mehr ansteigt, kann es zu Lochfraß und interkristalliner Korrosion kommen, was für einen langfristigen Einsatz nicht geeignet ist.
Konzentrierte Schwefelsäure (Konzentration größer oder gleich 90 %) bei Raumtemperatur: Konzentrierte Schwefelsäure hat starke oxidierende Eigenschaften, die dazu führen können, dass die Oberfläche von Monel K500 einen dichten Passivierungsfilm aus Nickelsulfat und Kupfersulfat bildet und somit eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit aufweist (Korrosionsrate kleiner oder gleich 0,02 mm/Jahr). Dies liegt daran, dass die stark oxidierende Umgebung den Passivierungsfilm stabilisiert und verhindert, dass er durch die Säure aufgelöst wird. Sobald die Temperatur jedoch 80 Grad übersteigt, verliert der Passivierungsfilm seine Schutzwirkung und die Legierung erleidet starke Korrosion.
Tipps für industrielle Anwendungen: Monel K500 kann für Bauteile in verwendet werdenSysteme mit konzentrierter Schwefelsäure bei Raumtemperatur(z. B. Lagertankauskleidungen, Rohrleitungsventile), es muss jedoch vermieden werden, mit Schwefelsäure mittlerer Konzentration oder heißer konzentrierter Schwefelsäure in Kontakt zu kommen.
3. Schlüsselfaktoren, die die Korrosionsbeständigkeit beeinflussen
Belüftungszustand: Sauerstoff in der Säurelösung ist ein Schlüsselfaktor, der die Korrosion beschleunigt. Durch Entgasung kann die Korrosionsbeständigkeit von Monel K500 in verdünnten Säuren deutlich verbessert werden; im Gegenteil, Belüftung führt zu örtlicher Korrosion.
Temperatur: Ein Temperaturanstieg führt zu einem exponentiellen Anstieg der Korrosionsrate. Bei den meisten sauren Medien verdoppelt sich die Korrosionsrate von Monel K500 bei jedem Temperaturanstieg um 20 Grad.
Verunreinigungsionen: Das Vorhandensein von Cl⁻, Br⁻, Fe³⁺ und anderen Ionen zerstört den Passivierungsfilm auf der Legierungsoberfläche und führt zu Lochfraß und Spannungsrisskorrosion.
