Adakah-Keluli Karbon Rendah Berkarat? Mekanisme Asas
ya. -karat keluli karbon rendah. Karat bukanlah kecacatan haba atau kilang tertentu, tetapi tindak balas elektrokimia semula jadi: besi, yang membentuk sebahagian besar daripada mana-mana keluli karbon, tidak stabil dengan kehadiran kedua-dua oksigen dan air. Gred seperti ASTM A53, ASTM A106, EN 10255 S195T dan GB/T 3091 Q235B semuanya berkarat di bawah keadaan yang sama, kerana kandungan pengaloian yang akan membina filem pasif sememangnya tiada.
Keluli-karbon rendah biasanya ditakrifkan sebagai keluli dengan kandungan karbon kira-kira 0.25 % atau kurang, biasanya 0.05–0.25 % untuk produk paip dan tiub. Karbon pada tahap itu meningkatkan kekuatan dan kekerasan tetapi hampir tidak mempunyai kesan ke atas rintangan kakisan. Tindak balas bermula di tapak anodik di mana besi larut sebagai Fe2+; elektron bergerak melalui logam ke kawasan katodik, dan oksigen dikurangkan di sana. Besi hidroksida yang terhasil dehidrasi menjadi oksida besi terhidrat berwarna coklat kemerahan{1}}, Fe2O3·nH2O. Lapisan oksida berliang dan tidak{1}}melekat, jadi ia tidak menutup permukaan dan prosesnya berterusan ke dalam.
Keluli tahan karat menahan serangan ini kerana kromium melebihi kira-kira 10.5 % membentuk filem pasif yang-baik pulih sendiri. -Keluli karbon rendah tidak mempunyai filem sedemikian, itulah sebabnya ia digambarkan sebagai-terdedah daripada kakisan-tahan.
Keadaan yang Mempercepatkan Pengaratan
Pengaratan memerlukan filem elektrolit di permukaan, jadi kelembapan relatif adalah pembolehubah tunggal yang paling penting. Serangan boleh diabaikan dalam udara kering, bersih dan pantas apabila permukaan kekal basah atau berulang kali dibasahi.
| Faktor | Kesan ke atas kadar kakisan |
|---|---|
| Kelembapan relatif melebihi 60% | Filem lembapan berterusan terbentuk dan kakisan menjadi ketara |
| Klorida, air laut, de-garam aising | Pecahkan sebarang oksida pelindung dan menyebabkan pitting setempat; agresif kepada paip bersalut di kawasan yang rosak |
| Suasana berasid atau industri | JADI2dan asid menurunkan pH permukaan dan melarutkan produk kakisan, mendedahkan logam segar |
| Skala kilang dan skala kimpalan | Katodik berbanding keluli telanjang, jadi ia memacu sel galvanik dan serangan setempat di tepinya |
| Air bertakung, celah-celah, sentuhan tanah | Sel pembezaan oksigen terbentuk; pengudaraan tanah dan arus sesat menambah-kakisan semasa |
| Oksigen terlarut dan suhu | Kandungan oksigen yang lebih tinggi meningkatkan kadar tindak balas katodik; kira-kira setiap 10 darjah kenaikan suhu meningkatkan kadar dalam sistem terbuka |
Seberapa Pantas Karat Membangun dalam Perkhidmatan
Dalam persekitaran pedalaman, panas dan kering, karat permukaan yang boleh dilihat pada paip keluli karbon yang tidak dilindungi mungkin mengambil masa berbulan-bulan untuk muncul. Dalam perkhidmatan perindustrian pantai atau lembap, pewarnaan oren boleh muncul dalam beberapa hari, dan kehilangan bahagian menjadi boleh diukur pada tahun pertama. Paip terendam dan tertimbus berkelakuan berbeza sekali lagi: di bawah garisan air, oksigen adalah terhad dan serangan cenderung disetempatkan pada kimpalan, cuti salutan dan penyokong, manakala kehilangan logam yang paling teruk biasanya berlaku di zon kering percikan atau bergantian-basah.
Oleh kerana kadarnya sangat bergantung pada persekitaran, pereka bentuk merawat elaun kakisan secara berasingan daripada reka bentuk mekanikal dinding paip. Untuk perkhidmatan saluran paip dan proses, kawalan kakisan ialah salutan dan{1}}keputusan perlindungan katodik dan bukannya keputusan gred bahan, melainkan gred tahan karat atau aloi diterima pakai.
Melindungi-Paip Keluli Karbon Rendah daripada Karat
Penyediaan permukaan terlebih dahulu.Pembersihan letupan kasar kepada ISO 8501-1 gred Sa 2½ atau lebih baik, dengan profil kebersihan dan kekasaran yang jelas, adalah prasyarat untuk prestasi salutan. Pembersihan tangan atau alatan kuasa hanya boleh diterima untuk suasana yang paling tidak memerlukannya.
Salutan luar.Tiga-polietilena atau polipropilena dan gabungan-epoksi terikat ialah pilihan standard untuk saluran paip tertimbus dan terendam dan digunakan di bawah ISO 21809-1 dan ISO 21809-2. Untuk kerja di atas tanah dan seni bina, sistem epoksi cecair, poliuretana atau akrilik kepada kategori ketahanan ISO 12944 adalah perkara biasa.
Salutan logam.Galvanizing-panas pada EN ISO 1461 memberikan halangan serta perlindungan korban dan digunakan secara meluas untuk tiub EN 10255, perancah dan paip struktur. Jisim salutan ditentukan oleh kelas ketebalan dinding; aloi aluminium dan zink yang disembur secara terma-digunakan untuk-suhu tinggi dan tugas marin.
Perlindungan dalaman.Pelapik mortar simen, pelapik epoksi dan paip berlapis polietilena-digunakan untuk saluran paip air; untuk cecair yang agresif, aloi atau paip tahan karat lebih diutamakan berbanding larutan pelapik.
Perlindungan katodik.Anod korban atau sistem arus terkesan melengkapkan salutan dan melindungi keluli terdedah pada cuti salutan, kerosakan mekanikal dan sambungan kimpalan.
Disiplin reka bentuk dan pengendalian.Toskan dan buang titik rendah, elakkan perangkap air, jauhkan paip dari tanah basah semasa penyimpanan, gunakan dunnage dan penutup hujung yang betul, dan baiki kerosakan salutan sebelum mengisi semula.
Titik Pemeriksaan dan Kesilapan Biasa
Penilaian karat pada paip dihantar biasanya direkodkan terhadap gred visual ISO 8501-1 (gred karat A hingga D) dan gambar yang diambil di lokasi yang sama supaya keadaan salutan boleh dibandingkan dari semasa ke semasa. Pengesahan ketebalan dinding melalui pengukuran ultrasonik, pengesanan cuti dengan penguji voltan tinggi dan tolok ketebalan salutan adalah pemeriksaan medan standard.
Kesilapan yang paling kerap adalah ini: salutan pada skala kilang atau karat ringan dan bukannya meletupkannya; menggunakan salutan yang tidak boleh bertolak ansur dengan suhu reka bentuk; meninggalkan kawasan serong dan kimpalan dalaman tidak bersalut, di mana kakisan garisan biasanya bermula; dan mencampurkan kelengkapan keluli tahan karat dan karbon tanpa mengasingkannya, yang menghasilkan nisbah kawasan yang tidak menguntungkan dan mempercepatkan serangan ke atas keluli karbon.
Soalan Lazim
S: Adakah-keluli karbon rendah berkarat lebih cepat daripada-keluli karbon tinggi?
Tidak dengan cara yang bermakna. Kandungan karbon mempunyai sedikit kesan ke atas kakisan atmosfera. Gred luluhawa aloi-tinggi dan rendah-berbeza kerana unsur mengaloi seperti kuprum dan kromium, bukan kerana paras karbon.
S: Adakah keluli karbon rendah-mencair sebelum ia berkarat?
Tidak. Pengaratan ialah proses elektrokimia-bersuhu rendah yang berterusan pada suhu ambien. Peleburan keluli karbon rendah-berlaku dalam julat kira-kira 1,427–1,538 darjah , yang jauh melebihi sebarang keadaan perkhidmatan yang menyebabkan masalah kakisan berlaku.
S: Bolehkah karat dikeluarkan dari paip keluli karbon tanpa merosakkannya?
ya. Kaedah mekanikal seperti letupan kasar, memberus dawai dan mengisar menghilangkan karat dan skala, manakala penjerukan asid menghilangkannya secara kimia. Letupan lebih disukai kerana ia menghilangkan bahan cemar dan meninggalkan profil penambat yang boleh diikat oleh salutan. Standard penyediaan permukaan ISO 8501-1 mentakrifkan gred kebersihan yang digunakan dalam spesifikasi pembelian.
S: Adakah mengecat paip keluli karbon menghentikannya berkarat secara kekal?
Salutan akan menghentikan karat hanya semasa ia kekal berterusan dan utuh. Dalam amalan, salutan dipilih dengan tempoh ketahanan yang ditetapkan di bawah ISO 12944, dan paip bersalut dalam perkhidmatan tertimbus biasanya digabungkan dengan perlindungan katodik supaya kawasan yang rosak kekal dilindungi.
S: Adakah paip keluli karbon tergalvani sesuai di luar rumah?
Ya, untuk banyak tugas. Galvanizing-panas ke EN ISO 1461 menyediakan salutan zink yang melindungi kedua-dua sebagai penghalang dan secara berkorban pada calar. Ia digunakan secara meluas untuk tiub air dan gas EN 10255, dan hayat perkhidmatannya bergantung pada jisim salutan dan kategori kekakisan tapak.
S: Adakah-karat keluli karbon rendah dalam storan dalam yang kering?
Ia berkarat jauh lebih perlahan. Di bawah kira-kira 60% kelembapan bandingan, permukaan tidak memegang filem lembapan berterusan, jadi kakisan boleh diabaikan. Penyimpanan dalaman paip keluli karbon bagaimanapun hendaklah kering, berventilasi dan bersih dari lantai.
