يكمن السبب الأساسي لمقاومة التآكل للفولاذ المقاوم للصدأ في عنصر صناعة السبائك الرئيسي - Chromium (CR) ، مع محتوى الكروم عادة ما يتجاوز 10.5 ٪.

تشكيل الفيلم السلبي:في بيئة مؤكسدة ، يتفاعل الكروم مع الأكسجين لتشكيل فيلم أكسيد رفيع للغاية وكثيف غني بالكروم (بشكل رئيسي cr₂o₃) على سطح الفولاذ المقاوم للصدأ. هذا الفيلم هو فقط 2-5 نانومترات سميكة وغير مرئية للعين المجردة.

وظائف الحماية المزدوجة:

• الحاجز المادي:يعزل هذا الفيلم تمامًا المصفوفة المعدنية من الوسائط المسببة للتآكل الخارجي (مثل الماء ، والأكسجين ، والأحماض ، والقلويات ، وأيونات الكلوريد ، وما إلى ذلك) ، وحظر المسارات الكهروكيميائية لتفاعلات التآكل.

• الاستقرار الكيميائي:أكسيد الكروم نفسه مستقر للغاية كيميائيًا ويظل خاملًا في معظم البيئات ، مما يجعله مقاومًا للحل أو التحلل.

إذا تعرض هذا الفيلم السلبي للتلف محليًا بسبب الخدش ، فسيتفاعل السطح المعدني المكشوف حديثًا على الفور مع الأكسجين ويعمل بسرعة على الإصلاح الذاتي ، ويشكل فيلمًا وقائيًا جديدًا. هذا يمنح الفولاذ المقاوم للصدأ مع قدرة "الشفاء الذاتي" المستمرة.

بالإضافة إلى الكروم ، فإن العنصر الأساسي ، وعناصر السبائك الأخرى التي تضاف عادةً إلى الفولاذ المقاوم للصدأ تلعب أيضًا دورًا تآزريًا حاسمًا في تعزيز مقاومة التآكل في بيئات قاسية مختلفة:

الموليبدينوم (MO):إنه يعزز بشكل كبير مقاومة أيونات الكلوريد (CL⁻). أيونات الكلوريد هي واحدة من "الجناة" الرئيسيين الذين يدمرون الفيلم السلبي ، مما تسبب في حفر خطير وتآكل الشق. يمكن أن تمنع إضافة الموليبدينوم بشكل فعال هذا الدمار. لذلك ، عادةً ما تستخدم المبادلات الحرارية للواجبات البحرية أو التي تحتوي على الملح الدرجات الحاملة مثل 316L (S31603) ، 317L (S31703) ، 2205 (S32205) ، 2507 (S32750) أو 254SMO (S31254).

النيكل (NI):وتتمثل وظيفتها الرئيسية في تثبيت الهيكل الأوستنيتي ، وتحسين صلابة المواد والليونة الشاملة للمادة. كما أنه يعزز استقرار الفيلم السلبي ويقلل من خطر تكسير تآكل الإجهاد ، وهو أمر بالغ الأهمية للمبادلات الحرارية التي تخضع لضغوط حرارية وميكانيكية (مثل 304L/S30403 ، 316L/S31603 ، 904L/N08904 ، 254SMO/S31254 ، Alloy 625/N066625).

النيتروجين (ن):في الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج (2205/S32205 ، 2507/S32750) ، يمكن للنيتروجين تحسين حجم الحبوب بشكل فعال ، وزيادة قوة المادة ، ويعزز بشكل كبير مقاومته لتآكل التآكل.

على الرغم من أن الفولاذ المقاوم للصدأ لديه مقاومة ممتازة متأصلة في التآكل ، إلا أن مقاومة التآكل للمبادلات الحرارية تتأثر أيضًا بظروف التشغيل الفعلية وجودة التصميم والتصنيع:

الخصائص المتوسطة:تعد تكوين الوسائط المسببة للتآكل (مثل تركيز أيون كلوريد ، وقيمة الرقم الهيدروجيني) ، ودرجة الحرارة ، والضغط من العوامل الرئيسية. على سبيل المثال ، عندما يتجاوز تركيز أيون كلوريد 50PPM ، قد يواجه الفولاذ المقاوم للصدأ 304 (S30400) عاديًا. في مثل هذه الحالات ، يجب اختيار المزيد من 316L (S31603) أو الوجهين 2205 (S32205).

عملية التصنيع:يعد اللحام جزءًا حاسمًا من تصنيع المبادل الحراري ، ولكن المنطقة المتأثرة بالحرارة معرضة للتوعية ، مما يزيد من حساسية التآكل بين الخلايا. لذلك ، من الضروري عادةً استخدام عمليات مثل معالجة الحلول للقضاء على الإجهاد المتبقي لحام واستعادة مقاومة تآكل المادة (خاصة بالنسبة للدرجات منخفضة الكربون مثل 304L/S30403 و 316L/S31603).

المعالجة السطحية:يمكن للتلميع الكهربائي أو التخليل الحمضي وتخميل سطح الفولاذ المقاوم للصدأ إزالة العيوب السطحية البسيطة ، والشوائب ، والملوثات ، مما يجعل السطح أكثر سلاسة. هذا يعزز تشكيل فيلم سلبي أكثر اتساقًا وعملية ، مما يعزز مقاومة التآكل.