Beschleunigen wechselnde nasse -trockene Umgebungen die Korrosion von 400 Monel?

Monel 400 ist eine Nickel-Kupfer-Mischkristalllegierung mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit in vielen neutralen, reduzierenden und marinen Umgebungen. Im Allgemeinen können wechselnde nasse-trockene Bedingungen die Korrosion von Monel 400 im Vergleich zu kontinuierlichem Eintauchen oder vollständig trockenen Bedingungen beschleunigen, und der Mechanismus spiegelt sich hauptsächlich in den folgenden Aspekten wider:

Im vollständig eingetauchten Zustand ist der gelöste Sauerstoff in der Lösung relativ begrenzt und auf der Oberfläche von Monel 400 kann sich ein relativ stabiler passiver oder korrosionsbeständiger Film bilden. Im Nass-Trocken-Zyklus verdampft und kondensiert der Flüssigkeitsfilm auf der Legierungsoberfläche wiederholt. Während der Trockenphase dringt Sauerstoff kontinuierlich in den dünnen Flüssigkeitsfilm ein und reichert sich lokal an, wodurch sich an der Oberfläche eine Sauerstoffkonzentrationszelle bildet. Dies führt zu lokaler elektrochemischer Heterogenität, wodurch die Bereiche mit niedrigem Sauerstoffgehalt als Anoden fungieren und die lokale Auflösung beschleunigt werden.

Wenn die Oberflächenfeuchtigkeit verdunstet, konzentrieren sich Chloridionen, Sulfidionen und andere korrosive Medien im Meerwasser, im Boden oder in der Industrieatmosphäre im verbleibenden Flüssigkeitsfilm. Die Erhöhung der Ionenkonzentration verringert die Stabilität des Oberflächenfilms von Monel 400 erheblich, fördert den Abbau des Passivfilms und führt zu Lochfraß und Spaltkorrosion. Insbesondere in atmosphärischen Meeres- und Küstenspritzgebieten, bei denen es sich um typische Nass-Trocken-Wechselumgebungen handelt, ist die Lochfraßkorrosionsrate von Monel 400 offensichtlich höher als bei tiefem Eintauchen in Meerwasser.

Bei wiederholter Benetzung und Trocknung kommt es durch die Adsorption und Desorption von Wassermolekülen sowie die Bildung und Dehydrierung von Korrosionsprodukten zu einer leichten Volumenausdehnung und -kontraktion der Oberflächenschicht. Diese zyklische Volumenänderung erzeugt wechselnde mechanische Spannungen, die leicht zu Rissen und Abblättern des Oberflächenkorrosionsproduktfilms führen können. Die neu freigelegte Legierungsmatrix ist aktiver und die Korrosionsreaktion schreitet kontinuierlich voran und bildet einen Zyklus aus Filmbruch, erneuter Korrosion und erneutem Bruch.

Wechselnde Nass-Trocken-Umgebungen eignen sich für das Überleben und die Vermehrung von Mikroorganismen wie sulfatreduzierenden Bakterien und Eisenbakterien. Mikroben bilden Biofilme auf der Legierungsoberfläche und schaffen so eine lokale saure und reduzierende Mikroumgebung. Dieser biologische Effekt wird die thermodynamische Stabilität von Monel 400 weiter beeinträchtigen und die elektrochemische Korrosion beschleunigen, insbesondere in Industrieabwässern und Bodenumgebungen mit organischem Material.

Es sollte jedoch betont werden, dass Monel 400 unter nass-trockenen Wechselbedingungen immer noch eine bessere Leistung als gewöhnlicher Kohlenstoffstahl und viele rostfreie Stähle zeigt. Der Beschleunigungseffekt ist nur in rauen Umgebungen mit hohem Chloridgehalt und sauren Verunreinigungen relativ signifikant.