Stal nierdzewna do pracy w gruncie
Bardzo proszę o opinię na temat odporności na korozję stali pracującej w ziemi (gruncie). Chodzi o gatunki 1.4404 oraz 1.4301, bo takie głównie brane są pod uwagę w moim projekcie. Stale te mają być użyte do budowy przedłużek trzpieni zaworów ciepłowniczych (obudowa przedłużki), które pozostają w gruncie powyżej 35lat. Przedłużki będą pracować w temp.: -40 ÷ +40. Generalnie nie będą przenosić żadnych obciążeń. Produkty te stosowane będą na całym świecie dlatego nie podam warunków gruntowych. Czy do zastosowań w gruncie wystarczy stal trudnordzewiejąca czy jednak kwasoodporna?
Konstrukcje i rurociągi ze stali nierdzewnych zakopane w glebie mogą ulegać korozji w wyniku wystąpienia jednego bądź kilku z wymienionych poniżej czynników:
- wysoki poziom wilgoci,
- pH gleby < 4,5,
- rezystywność gleby < 1000 Ω·cm,
- obecności chlorków, siarczków i bakterii,
- występowanie prądów błądzących.
Pod względem korozyjności gleby można sklasyfikować w zależności od rezystywności (tab. 1). Gleby o niskiej rezystywności stanowią lepszy elektrolit dla procesów korozyjnych i dla nich zjawiska korozji stali nierdzewnych mogą zachodzić szybciej niż dla gleb będących słabym elektrolitem (wysoka rezystywność).
Analizując dobór stali nierdzewnych do pracy w glebie można się posłużyć zaleceniami podanymi w tablicy 2, które można stosować dla stali nierdzewnych do racy w gruncie, przy braku prądów wirowych, braku bakterii beztlenowych i dla gleby o wartości pH>4,5.
W praktyce występuje niskie prawdopodobieństwo korozji stali nierdzewnych austenitycznych typu 304/316 (1.4301,1.4307/1.4401,1.4404) w glebach o rezystywności 2000 Ω·cm i większej jeżeli wartość pH gleby przekracza 4,5 oraz występuje prawidłowe i czyste odwodnienie oraz zasypka konstrukcji.
Podobnie jak dla innych środowisk eksploatacji stali nierdzewnych stężenie występujących chlorków i możliwość wywołania przez nie korozji wżerowej i szczelinowej może także wpływać na trwałość konstrukcji ze stali nierdzewnych zakopanych w glebie. Dla obszarów śródlądowych, gdzie występuje wysokie stężenie chlorków, nie pływowych obszarów przybrzeżnych lub po prostu, gdzie wymagany jest większy stopień pewności konstrukcji preferowane są stale austenityczne typu 1.4401/1.4401 (AISI 316/316L). Dla obszarów przybrzeżnych lub innych zastosowań, w których może być wymagany większy stopień odporności korozyjnej stosuje się stale nierdzewne typu duplex 1.4462 oraz super-duplex.
Jeżeli zajdzie taka konieczność można stosować zewnętrzne zabezpieczenia konstrukcji w formie obudów lub taśm izolacyjnych a ponadto stale nierdzewne mogą być chronione przed korozją za pomocą technik ochrony katodowej
Tablica 1. Klasyfikacja gleb pod względem rezystywności.
|
Korozyjność gleby |
Rezystywność gleby Ω · cm |
|
Bardzo korozyjna |
<100 |
|
Agresywna |
1.000 -5.000 |
|
Średnio korozyjna |
5.000 -10.000 |
|
Lekko korozyjna |
10.000 -20.000 |
|
Bardzo słabo korozyjna |
> 20.000 |
|
Nie korozyjna |
30.000 -100.000 |
Tablica 2. Dobór stali nierdzewnych do racy w gruncie, przy braku prądów wirowych, braku bakterii beztlenowych dla gleby o pH>4,5.
| Rezystywność (Ω·m) |
Stężenie jonów chlorkowych (ppm) |
|||
|
200 |
1000 |
2000 |
15000 |
|
|
> 5000 |
1.4301 |
|||
|
2000 - 5000 |
1.4401 1.4521 1.4362 |
1.4462 |
1.4507 1.4410 1.4547 |
|
|
1000 - 2000 |
1.4462 |
1.4507, 1.4410, 1.4547 |
||
|
< 1000 |
1.4507, 1.4410, 1.4547 |
|||
Literatura
[1]. P.J. Cunat, Corrosion Resistance of Stainless Steels in Soils and in Concrete, Paper presented at the Plenary Days of the Committee on the Study of Pipe Corrossion and Protection, Ceocor, Biarritz, October 2001