Kontakt z podchlorynem sodu

Czy stal AISI304 może być stosowana na elementy konstrukcyjne narażone na styczność z podchlorynem sodu (NaOCl)? A może już należałoby stosować stale AISI316?

Podchloryn sodu
Pod względem chemicznym podchloryn sodu jest solą sodową kwasu podchlorawego o wzorze chemicznym NaOCl. NaOCl rozpuszczony w wodzie jest przeźroczystym żółtozielonym płynem o wartości pH od 12 do 13, który działa silnie utleniająco. Procentowość NaOCl odnosi się do ilości czynnego chloru.
Podchloryn sodu (NaOCl) jest stosowany w przemyśle chemicznym, włókienniczym, celulozowo-papierniczym oraz w gospodarce komunalnej, jako środek wybielający i dezynfekujący. Jest dostępny na rynku jako substancja zawierająca do 15-20% aktywnego chloru oraz poniżej 2% wodorotlenku sodu, zwiera także dodatek alkaliów działających stabilizująco na roztwór. Do przechowywania tej substancji stosuje się opakowanie z tworzyw sztucznych o ograniczonej przepuszczalności światła. Podchloryn sodu znajduje także zastosowanie w medycynie. Jest popularnym środkiem płuczącym podczas leczenia kanałowego, a także, jako substancja dezynfekującą w endodencji. W stomatologii używa się NaOCl o maksymalnym stężeniu 5%.
Podchloryn sodu (NaOCl), jako komercyjnie dostępna substancja chemiczna występuje zazwyczaj w stężeniu 15-20%, a jako środek wybielający stosowany w gospodarstwie domowym w stężeniu 5,25%.

Odporność korozyjna stali nierdzewnych na podchloryn sodu
Zarówno tak jak jony chlorków (Cl-), jony podchlorynu (OCl-) są agresywnie chemicznie dla stali nierdzewnych i powodują ich korozję wżerową. Oddziaływanie tych jonów powoduje występowanie korozji szczelinowej dla większości stali nierdzewnych przy stężeniu ok. 5% w temperaturze pokojowej. Ponadto obecność wymienionych jonów z powodzeniem może doprowadzić do powstania korozji naprężeniowej w wyższej temperaturze eksploatacji. Generalnie przyjmuje się, że stale nierdzewne nie powinny być stosowane na elementy do przechowywania i transportowania stężonych roztworów podchlorynu (15%) i środków wybielających (o stężeniu 5%). Stale nierdzewne chromowo niklowe typu EN 1.4301 (AISI 304) oraz z dodatkiem molibdenu EN 1.4401 (AISI 316) wykazują ograniczoną odporność korozyjną na podchloryn sodu i powinno się unikać długotrwałego oddziaływania tej substancji z powierzchnią stali. Porównując zastosowanie wymienionych stali w obecności podchlorynu sodu wyższą odporność na korozję wżerową i szczelinową będzie wykazywać stal z dodatkiem molibdenu, czyli gatunki typu EN 1.4401 (AISI 316). Wyższą odporność na oddziaływanie tak korozyjnego środowiska wykazują wysokostopowe stale austenityczne typu 1.4539 (AISI 904L), choć należy pamiętać, że w ich przypadku też może wystąpić zjawisko korozji wżerowej w wyniku długotrwałego kontaktu z powierzchnią stali (tab. 1).
W przypadku popularnych w gospodarstwach domowych środków wybielających, ich kontakt ze stalą nierdzewną powinien być ograniczony. Gdy dojdzie do takiego kontaktu powierzchnię stali należy dokładnie spłukać strumieniem czystej wody, co pozwoli uniknąć wystąpienia korozji wżerowej stali.
W przypadku wykonywania operacji dezynfekcji lub odkażania elementów urządzeń lub instalacji ze stali nierdzewnych gatunków EN 1.4301 (AISI 304) lub EN 1.4401 (AISI 316) należy zminimalizować temperaturę oraz czas oddziaływania substancji na stal. Po wykonaniu takiego zabiegu powierzchnię stali należy dokładnie spłukać dużą ilością wody.
Stężenie chlorków w wodzie przyjmowane, jako bezpieczny poziom dla wymaganej sterylizacji wynosi 15-20 ppm (mg/l) w temperaturze pokojowej. Oddziaływanie takiego stężenia jest dopuszczalne dla stali typu EN 1.4401 (AISI 316) przez maksymalnie 24 godziny, po czym elementy muszą być dokładnie spłukane strumieniem czystej wody.

 

Tablica. 1. Odporność korozyjna wybranych gatunków stali nierdzewnych w środowisku NaOCl

Oznaczenie stali		Podchloryn sodu (NaOCl), stężenie 5%
AISI	EN	Temperatura 20°C	Temperatura wżenia
304L	1.4307	1p	1ps
304	1.4301
316L	1.4404
316	1.4401
904L	1.4539	0p	1ps
0 – Szybkość korozji mniejsza od 0.1 mm/rok. Materiał jest odporny na korozję. 1 – Szybkość korozji 0.1 - 1.0 mm/rok. Materiał nie jest odporny na korozję, ale możliwy do zastosowania w niektórych wypadkach. p – Ryzyko wystąpienia korozji wżerowej i szczelinowej. s  –  Ryzyko wystąpienia pękania w wyniku korozji naprężeniowej.

 

 

 

Literatura

1. Outokompu, Steel Professional Tool, www.outokumpu.com
2. Wszystko o podchlorynie sodowym (NaOCl) www.endodoncja.pl
3. Karta charakterystyki substancji: Podchloryn sody, Przedsiębiorstwo ATA.