Principio del decapaggio e passivazione dell'acciaio inossidabile

1. Resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile

La resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile è dovuta principalmente al suo alto contenuto di cromo (Cr) contenuto. Per esempio, in acciaio inossidabile 316L, il contenuto di cromo varia tra 16.00% E 18.00%. Il cromo si ossida facilmente per formare un sottile, denso film di ossido Cr₂O₃ sulla superficie. Questo film aumenta significativamente il potenziale dell’elettrodo dell’acciaio, migliorandone la resistenza alla corrosione in ambienti ossidanti.

La pellicola protettiva, circa 1 nm di spessore, funge da barriera contro le sostanze corrosive. Tuttavia, se il film è incompleto, danneggiato, o difettoso, l'acciaio inossidabile sottostante diventa suscettibile alla corrosione.

2. Sfide per le superfici in acciaio inossidabile

Durante la fabbricazione e la lavorazione di cisterne chimiche in acciaio inossidabile, possono verificarsi i seguenti contaminanti e danni:

Impurità superficiali: Olio, ruggine, e inquinanti metallici a basso punto di fusione.
Danni meccanici: Graffi, colpo di saldatura, e schizzi.
Residui di ispezione: Vernici e sostanze provenienti da prove di rilevamento difetti o pressione.

Questi fattori compromettono il film di passivazione, riducendo la resistenza alla corrosione ed esponendo il materiale a rischi come la vaiolatura, corrosione intergranulare, e tensocorrosione.

La pulizia del serbatoio dell'acqua di mare durante il funzionamento aumenta la sfida. Gli ioni cloruro presenti nell'acqua di mare accelerano la corrosione attaccando il film di passivazione. In condizioni così dure, il decapaggio e la passivazione diventano processi di manutenzione essenziali.

3. Natura dinamica del film di passivazione

Il film di passivazione sull'acciaio inossidabile non è statico. Agisce come uno strato protettivo dinamico che risponde all'ambiente circostante:

Danno: Agenti riducenti, come gli ioni cloruro, può degradare la pellicola.
Riparazione: Agenti ossidanti, come l'aria, aiutano a ripristinare la pellicola formando nuovi strati protettivi.

Sebbene l'acciaio inossidabile formi naturalmente una pellicola di ossido nell'aria, questo strato spesso non ha sufficiente forza protettiva.

4. Efficacia del decapaggio e della passivazione

Il decapaggio rimuove approssimativamente 10 μm della superficie dell’acciaio inossidabile. L'attività chimica dell'acido garantisce che le aree difettose si dissolvano più velocemente, risultando più liscio, superficie più uniforme. Questo processo ottiene anche quanto segue:

Dissoluzione selettiva: Il ferro e gli ossidi di ferro vengono rimossi preferibilmente rispetto al cromo e agli ossidi di cromo.
Arricchimento di cromo: La superficie diventa ricca di cromo eliminando gli strati carenti di cromo.

Successivamente, viene applicato un agente ossidante, formando un film di passivazione completo e stabile. Il potenziale di questo strato ricco di cromo può raggiungere +1,0 V (SCE), paragonabile ai metalli preziosi, migliorandone la resistenza alla corrosione e la stabilità.

5. Conclusione

Il decapaggio e la passivazione sono fondamentali per mantenere la resistenza alla corrosione dell’acciaio inossidabile, soprattutto in ambienti esigenti. Questi processi ripristinano e potenziano il film protettivo di passivazione, garantendo la durata e la funzionalità dei componenti in acciaio inossidabile nelle cisterne chimiche e in altre applicazioni.