A razão fundamental para a resistência à corrosão do aço inoxidável reside em seu elemento de liga chave—cromo (Cr), com um teor de cromo tipicamente superior a 10,5%.

Formação da película passiva: Em um ambiente oxidativo, o cromo reage com o oxigênio para formar espontaneamente uma película de óxido rica em cromo extremamente fina e densa (principalmente Cr₂O₃) na superfície do aço inoxidável. Esta película tem apenas 2-5 nanômetros de espessura e é invisível a olho nu.

Funções de proteção dupla:

• Barreira física: Esta película isola completamente a matriz metálica de meios corrosivos externos (como água, oxigênio, ácidos, álcalis, íons cloreto, etc.), bloqueando os caminhos eletroquímicos das reações de corrosão.

• Estabilidade química: O óxido de cromo em si é altamente estável quimicamente e permanece inerte na maioria dos ambientes, tornando-o resistente à dissolução ou degradação.

Se esta película passiva for danificada localmente devido a arranhões, a superfície metálica recém-exposta reagirá imediatamente com o oxigênio e se autorreparará rapidamente, formando uma nova película protetora. Isso confere ao aço inoxidável uma capacidade persistente de "autorreparação".

Além do cromo, o elemento central, outros elementos de liga comumente adicionados ao aço inoxidável também desempenham um papel sinérgico crucial no aprimoramento de sua resistência à corrosão em vários ambientes agressivos:

Molibdênio (Mo): Aumenta significativamente a resistência a íons cloreto (Cl⁻). Os íons cloreto são um dos principais "culpados" que destroem a película passiva, causando corrosão por pites e fendas perigosas. A adição de molibdênio pode inibir efetivamente essa destruição. Portanto, os trocadores de calor para serviços marítimos ou que contenham sal normalmente usam graus que contêm Mo, como 316L (S31603), 317L (S31703), 2205 (S32205), 2507 (S32750) ou 254SMO (S31254).

Níquel (Ni): Sua principal função é estabilizar a estrutura austenítica, melhorando a tenacidade e ductilidade geral do material. Também aumenta a estabilidade da película passiva e reduz o risco de fissuração por corrosão sob tensão, o que é crucial para trocadores de calor sujeitos a tensões térmicas e mecânicas (por exemplo, 304L/S30403, 316L/S31603, 904L/N08904, 254SMO/S31254, Liga 625/N06625).

Nitrogênio (N): No aço inoxidável duplex (2205/S32205, 2507/S32750), o nitrogênio pode refinar efetivamente o tamanho do grão, aumentar a resistência do material e aumentar significativamente sua resistência à corrosão por pites.

Embora o aço inoxidável tenha uma excelente resistência à corrosão inerente, a resistência à corrosão dos trocadores de calor também é afetada pelas condições reais de operação e pela qualidade do projeto e fabricação:

Características do meio: A composição dos meios corrosivos (como concentração de íons cloreto, valor de pH), temperatura e pressão são fatores-chave. Por exemplo, quando a concentração de íons cloreto excede 50 ppm, o aço inoxidável 304 (S30400) comum pode enfrentar o risco de corrosão por pites. Nesses casos, é necessário selecionar 316L (S31603) ou duplex 2205 (S32205) mais resistentes à corrosão.

Processo de fabricação: A soldagem é uma parte crítica da fabricação de trocadores de calor, mas a zona afetada pelo calor da soldagem é propensa à sensibilização, aumentando a sensibilidade à corrosão intergranular. Portanto, geralmente é necessário usar processos como tratamento de solução para eliminar a tensão residual da soldagem e restaurar a resistência à corrosão do material (particularmente para graus de baixo carbono, como 304L/S30403 e 316L/S31603).

Tratamento de superfície: O polimento eletrolítico ou decapagem ácida e passivação da superfície do aço inoxidável podem remover pequenos defeitos de superfície, impurezas e contaminantes, tornando a superfície mais lisa. Isso promove a formação de uma película passiva mais uniforme e densa, aprimorando ainda mais sua resistência à corrosão.