1 Beschleunigte elektrochemische Reaktionskinetik
Die Temperatur ist ein Schlüsselfaktor für die elektrochemische Korrosionsrate. Nach kinetischen Prinzipien verdoppelt jeder Temperaturanstieg um 10 Grad etwa die Reaktionsgeschwindigkeit vieler Korrosionsprozesse.
Höhere Temperaturen fördern eine schnellere Diffusion von Chloridionen, gelöstem Sauerstoff und anderen aggressiven Spezies im Meerwasser und beschleunigen die anodische Auflösung und die kathodischen Reduktionsreaktionen auf der Legierungsoberfläche.
Die insgesamt gleichmäßige Korrosionsrate steigt merklich an. Obwohl Monel 400 immer noch eine bessere Korrosionsbeständigkeit aufweist als Kohlenstoffstahl und herkömmliche Kupferlegierungen, steigt sein absoluter Korrosionsverlust mit der Temperatur.
2 Destabilisierung und Abbau des Passivfilms
Der schützende Passivfilm von Monel 400 ist thermisch empfindlich.
Erhöhte Temperaturen schwächen die Haftung und Integrität des Oxidfilms. Der Film kann porös werden, Risse bekommen oder sich teilweise ablösen, wodurch seine Barrierewirkung verloren geht.
Chloridionen dringen bei hohen Temperaturen eher in den defekten Passivfilm ein und lösen örtliche Korrosion wie Lochfraß und Spaltkorrosion aus. Bei stehendem Hochtemperatur-Meerwasser mit Spalten, Ablagerungen oder Meeresverschmutzung wird die lokale Korrosion schwerwiegender.
Im Gegensatz zu einigen hochkorrosionsbeständigen Legierungen wie Titan und hochlegierten Edelstählen bildet Monel 400 keine extrem thermisch stabile Passivschicht, wodurch sein Film bei erhöhten Temperaturen anfälliger wird.
3 Erhöhtes Risiko von Spannungsrisskorrosion (SCC)
Monel 400 ist im Allgemeinen bei Raumtemperatur beständig gegen Chlorid-Spannungskorrosionsrisse, diese Leistung lässt jedoch in Meerwasser mit hoher Temperatur deutlich nach.
Hohe Temperaturen verstärken die Aktivität von Eigenspannungen durch Kaltumformung, Schweißen oder Montage.
In Kombination mit Chloridionen und hoher Temperatur sinkt die kritische Spannungsschwelle für SCC. Bauteile mit Eigenzugspannung sind anfälliger für interkristalline oder transkristalline Risse, insbesondere in Schweißverbindungen, Wärmeeinflusszonen und kaltverformten Bereichen.
4 Beschleunigte Erosionskorrosion in fließendem Meerwasser mit hoher Temperatur
In dynamischem Meerwasser mit hoher Temperatur, insbesondere mit Sand, Schlick oder anderen festen Partikeln, ist die kombinierte Wirkung von hoher Temperatur und Strömung schädlicher.
Hohe Temperaturen beschleunigen die Filmauflösung, während Strömung und Partikelaufprall den neu gebildeten passiven Film kontinuierlich ablösen.
Der synergistische Effekt von Erosion und Korrosion führt zu einer viel höheren Materialverlustrate als statische Hochtemperaturbedingungen. Die Korrosionsbeständigkeit von Monel 400 nimmt deutlicher ab, wenn Meerwasser mit hoher Geschwindigkeit und hoher Temperatur eingesetzt wird.
