Yếu tố có thể ăn mòn hoặc gỉ sét với thép không gỉ

11
Feb

Thép không gỉ nổi tiếng là có khả năng chống ăn mòn từ những tác động làm cho thép thường và sắt (và các vật liệu khác) bị rỉ sét. Tuy nhiên, nhiều người không biết tại sao thép không gỉ lại là “không gỉ” và tại sao nó lại là vật liệu được ưa chuộng cho vô số ứng dụng sản xuất như các đồ gia dụng trong gia đình, thiết bị y tế, các công trình kiến trúc… Vậy thép không hay inox gỉ có bị gỉ không ? Yếu tố có thể ăn mòn hoặc gỉ sét với thép không gỉ ?

Tất nhiên, điều quan trọng cần biết là thép không gỉ không hoàn toàn không bị ăn mòn. Trong một số trường hợp nhất định, hợp kim thép không gỉ có thể bị ăn mòn, có dấu hiệu rỉ sét hoặc các vấn đề khác. Điều này thường dẫn đến câu hỏi: “Cái gì ăn mòn thép không gỉ?” Trong blog này, chúng ta sẽ xem xét điều gì làm cho thép không gỉ khác với thép thông thường và những yếu tố nào thực sự có thể khiến nó bị ăn mòn.

Tại sao nó được gọi là thép không gỉ?

Theo nghiên cứu các nguyên tố hóa học trong thép không gỉ phản ứng với oxy từ nước và không khí để tạo thành một màng rất mỏng, ổn định… Sự hiện diện của màng ổn định ngăn ngừa sự ăn mòn bổ sung bằng cách hoạt động như một rào cản hạn chế khả năng tiếp cận của oxy và nước đối với lớp bên dưới bề mặt kim loại. 

5 yếu tố có thể khiến thép không gỉ bị ăn mòn

Có một số lý do tại sao một miếng thép không gỉ có thể bắt đầu bị rỉ sét. Tuy nhiên, vì có hàng trăm hợp kim thép không gỉ khác nhau nên những gì có thể khiến một hợp kim thép không gỉ bị ăn mòn có thể không ảnh hưởng đến hợp kim khác. Dưới đây là năm yếu tố có thể khiến thép không gỉ bị ăn mòn.

1: Clorua mạnh có thể gây ăn mòn rỗ trên thép không gỉ

Nhiều loại hợp kim thép không gỉ sẽ bị ăn mòn rỗ cực độ khi tiếp xúc với môi trường giàu clorua (chẳng hạn như muối). Ví dụ, thép không gỉ loại 304, khi được sử dụng trong các ứng dụng hải quân, theo thời gian có thể bắt đầu bị rỗ do tiếp xúc với nước biển (rất giàu muối) hoặc gió biển giàu muối.

Để tránh ăn mòn rỗ, điều quan trọng là phải sử dụng loại thép không gỉ có khả năng chống clorua đặc biệt – chẳng hạn như thép không gỉ loại 316. Ngoài ra, một lớp phủ chuyên dụng có thể được phủ lên thép để ngăn tiếp xúc trực tiếp với clorua trong môi trường.

2: Ăn mòn lưỡng kim/mạ điện do hàn các hợp kim thép không gỉ khác nhau

Một sai lầm cơ bản mà một số nhà sản xuất có thể mắc phải khi tạo ra một dạng dây thép hoặc tấm kim loại tùy chỉnh là họ có thể hàn hai kim loại khác nhau lại với nhau.

Tại sao điều này là một vấn đề? 

Bởi vì, khi hai kim loại có tính chất khác nhau được kết nối thông qua một vật liệu điện phân chung (chẳng hạn như nước hoặc vật liệu hàn), có thể có một dòng điện chạy từ vật liệu này sang vật liệu kia. Điều này sẽ khiến kim loại dễ dàng tiếp nhận các điện tử mới hơn, trở thành “cực dương” và bắt đầu bị ăn mòn nhanh hơn.

Tốc độ của sự ăn mòn này sẽ thay đổi tùy thuộc vào một số yếu tố, chẳng hạn như loại thép không gỉ cụ thể được nối, loại chất độn hàn được sử dụng, nhiệt độ và độ ẩm xung quanh, và tổng diện tích bề mặt của kim loại tiếp xúc với nhau.

Biện pháp phòng ngừa

Biện pháp phòng ngừa tốt nhất đối với ăn mòn lưỡng kim là tránh liên kết vĩnh viễn hai kim loại khác nhau ngay từ đầu. Thứ hai là thêm một lớp phủ vào kim loại để bịt kín chúng bằng một lớp phủ để ngăn dòng electron từ cực âm sang cực dương.

Cũng cần lưu ý rằng việc sử dụng chất độn mối hàn quá khác với các kim loại được nối cũng có thể dẫn đến ăn mòn điện tại vị trí hàn.

3: Cấy sắt hoặc thép bình thường lên thép không gỉ

Trong một số ứng dụng, cặn dạng hạt từ phôi thép hoặc sắt có thể được chuyển lên bề mặt của một bộ phận thép không gỉ. Các hạt sắt hoặc thép này có thể phá vỡ lớp oxit bảo vệ của phôi thép không gỉ – làm hỏng khả năng chống ăn mòn của nó khiến nó bắt đầu rỉ sét.

Sự khác biệt giữa vấn đề này và vấn đề ăn mòn lưỡng kim được liệt kê ở trên là sự tiếp xúc giữa các kim loại khác nhau hoàn toàn. Một lý do phổ biến khiến cặn sắt hoặc thép bình thường được cấy vào một bộ phận hoặc phôi bằng thép không gỉ là thiết bị được sử dụng để xử lý một loại vật liệu này có thể được sử dụng cho loại vật liệu kia mà không được làm sạch đúng cách.

Để ngăn việc ghép thép bình thường hoặc sắt (hoặc bất kỳ kim loại nào khác) vào các phôi gia công bằng thép không gỉ, điều quan trọng là phải làm sạch kỹ lưỡng và chuẩn bị thiết bị khi chuyển sang vật liệu mới. Một số thiết bị, chẳng hạn như bàn chải thép, không bao giờ được dùng chung giữa các loại kim loại khác nhau.

4: Áp dụng nhiệt độ cực cao cho thép không gỉ

Các hợp kim thép không gỉ thường có điểm nóng chảy rất cao (nhiệt độ thông dụng là 1400-1450 °C). Tuy nhiên, trong khi kim loại không nóng chảy ở nhiệt độ cao, nó có thể trải qua những thay đổi khác ảnh hưởng đến khả năng chống ăn mòn của nó.

Ví dụ, co giãn là một vấn đề phổ biến với hợp kim thép không gỉ khi chúng tiếp xúc với nhiệt độ khắc nghiệt (chẳng hạn như nhiệt độ được sử dụng trong nhiều quy trình xử lý/ủ nhiệt). Khi lớp vảy hình thành trên kim loại nóng, vật liệu bong tróc còn sót lại có thể gây ra sự ăn mòn lưỡng kim do lớp vảy có thành phần khác với kim loại cơ bản.

Ngoài ra, nhiệt độ quá cao có thể khiến các hợp kim thép không gỉ tiếp xúc mất đi lớp oxit bảo vệ trong một thời gian, làm tăng nguy cơ ăn mòn cho đến khi lớp oxit có thể hình thành lại.

Để ngăn chặn sự ăn mòn do co giãn hoặc các vấn đề khác do nhiệt độ khắc nghiệt gây ra, điều quan trọng là phải kiểm tra nhiệt độ vận hành được đề xuất cho bất kỳ loại thép không gỉ cụ thể nào để xem liệu nhiệt độ được sử dụng trong quy trình sản xuất của bạn có vượt quá các giới hạn đó hay không.

5: Các yếu tố môi trường không được tính đến

Có nhiều trường hợp nhà sản xuất có thể tạo ra một sản phẩm từ thép không gỉ tùy chỉnh một cách hoàn hảo theo thông số kỹ thuật, chỉ để nó bị ăn mòn do một số yếu tố môi trường chưa được tính đến trước đó. Sự hiện diện của muối và độ ẩm trong không khí do vị trí ven biển của nhà máy là một ví dụ về yếu tố môi trường có thể bị bỏ sót trong tài liệu thiết kế.

Khi chọn thép không gỉ để sử dụng để tạo bất kỳ sản phẩm nào, điều quan trọng là phải xem xét càng nhiều yếu tố môi trường càng tốt. Điều này giúp đảm bảo rằng các sản phẩm với mục đích sử dụng khác nhau hoặc bộ phận bằng thép không gỉ sẽ chống lại sự ăn mòn càng lâu càng tốt, thay vì bị gỉ ngay lập tức.