kontakt stali nierdzewnej z innymi materiałami metalowymi

Kontakt stali nierdzewnej
z innymi materiałami metalowymi
Seria: Materiały i zastosowania, zeszyt 10
euro-inox.org
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A A M I M E T A L O W Y M I
Euro Inox
Euro Inox jest stowarzyszeniem zajmującym się roz- Członkowie zwyczajni
wojem europejskiego rynku stali nierdzewnych. Człon-
Acerinox
kami Euro Inox są następujące organizacje i instytucje:
www.acerinox.com
" europejscy producenci stali nierdzewnych
Aperam
" krajowe organizacje zajmujące się rozwojem stali
www.aperam.com
nierdzewnych
Outokumpu
" stowarzyszenia zajmujące się wprowadzaniem
www.outokumpu.com
dodatków stopowych
ThyssenKrupp Acciai Speciali Terni
Głównym celem działania Euro Inox jest rozwijanie
www.acciaiterni.com
świadomości na temat wyjątkowych własności stali spe-
ThyssenKrupp Nirosta
cjalnych i propagowanie ich szerszego zastosowania
www.nirosta.de
oraz zdobywanie nowych rynków. Aby osiągnąć ten cel,
Euro Inox organizuje konferencje i seminaria oraz wyda-
je przewodniki w formie drukowanej i elektronicznej, dla
umożliwienia architektom, projektantom, zaopatrze-
Członkowie stowarzyszeni
niowcom, producentom oraz użytkownikom lepszego za-
Acroni
znajomienia się z tym materiałem. Euro Inox wspiera
www.acroni.si
również techniczne i rynkowe prace badawcze.
British Stainless Steel Association (BSSA)
www.bssa.org.uk
Cedinox
www.cedinox.es
Centro Inox
www.centroinox.it
Informationsstelle Edelstahl Rostfrei
www.edelstahl-rostfrei.de
International Chromium Development Association (ICDA)
www.icdachromium.com
ISBN 978-2-87997-328-9
International Molybdenum Association (IMOA)
978-2-87997-263-3 wersja angielska www.imoa.info
978-2-87997-322-7 wersja holenderska
Nickel Institute
978-2-87997-323-4 wersja francuska www.nickelinstitute.org
978-2-87997-324-1 wersja czeska
Paslanmaz �elik Dernei (PASDER)
978-2-87997-325-8 wersja fińska www.turkpasder.com
978-2-87997-326-5 wersja szwedzka
Polska Unia Dystrybutorów Stali (PUDS)
978-2-87997-327-2 wersja turecka www.puds.pl
978-2-87997-329-6 wersja włoska
SWISS INOX
978-2-87997-330-2 wersja hiszpańska www.swissinox.ch
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A A M I M E T A L O W Y M I
Spis treści
Kontakt stali nierdzewnej z innymi materiałami 1 Wstęp 2
metalowymi 2 Podstawy korozji galwanicznej 3
Seria: Materiały i zastosowania, zeszyt 10 3 Istotne czynniki i przykłady 5
� Euro Inox 2011 3.1 Rezystancja elektrolitu 5
3.2 Czas zwilżania i środowisko 6
Przetłumaczono na podstawie ARLT, N. / BURKERT, A. / 3.3 Kinetyka reakcji elektrodowych 8
ISECKE, B., Edelstahl Rostfrei in Kontakt mit anderen 3.4 Stosunek powierzchni katody do anody 8
Werkstoffen (Merkblatt 829), D�sseldorf, Informations- 4 Praktyczne przykłady dla różnych zastosowań 10
stelle Edelstahl Rostfrei, wydanie czwarte 2005 4.1 Woda i oczyszczanie ścieków 11
Polskie tłumaczenie: Zbigniew Brytan, CTP, Warszawa, 4.2 Elementy pracujące w warunkach
Polska atmosferycznych 14
4.3 Stal nierdzewna w budownictwie i konstrukcjach 15
Wydawca: 4.4 Stal nierdzewna w zastosowaniach
Euro Inox, Diamant Building, Bd. Aug. Reyers 80, transportowych 18
1030 Bruksela, Belgia 5 Zapobieganie korozji galwanicznej 22
Telefon +32 2 706 82 67, Fax +32 2 706 82 69 6 Literatura 23
yródła zdjęć:
Atomium asbl / vzw, Bruksela (B)
Centro Inox, Mediolan (I)
Bundesanstalt f�r Materialpr�fung und -forschung,
Berlin (D)
David Cochrane, Sidcup (UK)
Beno�t Van Hecke, Hasselt (B)
Outokumpu, Tornio (FIN) Uwagi o prawie autorskim
Thomas Pauly, Bruksela (B) Opracowanie niniejsze jest objęte prawem autorskim.
Christoph Seeberger, Monachium (D) Euro Inox zastrzega sobie wszelkie prawa do tłumacze-
ThyssenKrupp Nirosta GmbH, Krefeld (D) nia na wszystkie języki, przedruku, użycia ilustracji, cy-
Sch�ck Bauteile GmbH, Baden-Baden (D) towania lub rozpowszechniania. Żadna część tej publi-
Viega GmbH & Co. KG, Attendorn (D) kacji nie może być powielona, przechowywana w
systemach wyszukiwawczych ani przekazywana w żaden
Zastrzeżenie inny sposób: elektroniczny, mechaniczny, za pomocą fo-
Euro Inox dołożył wszelkich starań, aby informacje za- tokopii czy nagrań bez uprzedniej pisemnej zgody wła-
warte w tej publikacji były technicznie poprawne. Jed- ściciela praw autorskich tj. Euro-Inox, Luksemburg. Na-
nakże, zwraca się uwagę czytelnika, że materiał zawarty ruszenie tych praw może podlegać procedurze prawnej w
w niniejszym opracowaniu stanowi tylko ogólną infor- zakresie odpowiedzialności za wszelkie szkody pienięż-
macje. Euro Inox, jego członkowie, personel i konsultan- ne wynikające z tego naruszenia jak również poniesienia
ci nie ponoszą żadnej odpowiedzialności za jakiekolwiek kosztów i opłat prawnych oraz podlega ściganiu w ra-
straty, zniszczenia lub szkody wynikające z zastosowa- mach przepisów luksemburskiego prawa autorskiego
nia informacji zawartych w niniejszym opracowaniu. oraz przepisów obowiązujących w Unii Europejskiej.
1
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A A M I M E T A L O W Y M I
1 Wstęp
Złożone wymagania projektowe mogą za- przedwczesnej wymiany. W większości za-
kładać konieczność połączenia różnych ma- stosowań technicznych stale nierdzewne w
teriałów metalowych w jeden komponent. połączeniu z innymi metalami wykazują bar-
Zdarza się, że takie połączenie jest powodo- dziej dodatni potencjał korozyjny, skutkiem
wane jedynie dostępnością danych elemen- tego jest zwykle niebezpieczeństwo korozji
tów, na przykład elementów złącznych lub materiału, z którym się stykają.
podkładek. W pewnych przypadkach takie Ryzyko wystąpienia korozji galwanicznej
mieszane połączenie różnych materiałów zależy od wielu czynników. Oprócz zastoso-
może prowadzić do korozji jednego z nich. wanych materiałów, elementem krytycznym
Takie zjawisko powodowane jest korozją gal- jest środowisko i konstrukcja elementów.
waniczną, w której dwa różne materiały two- Dlatego też trudno jest a priori ocenić kom-
rzą ogniwo galwaniczne. patybilność użytych materiałów. W tej publi-
Wynikiem powstania ogniwa galwanicz- kacji opisano podstawy korozji galwanicznej
nego jest możliwość wystąpienia przyśpie- i główne czynniki, jakie umożliwiają projek-
szonej korozji mniej szlachetnego materiału. tantom oszacowanie ryzyka pojawienia się
Jego szybkość korozji będzie znacznie więk- korozji.
sza, niż jaką wykazuje on bez kontaktu z bar-
dziej szlachetnym metalem. Zniszczenia po-
wodowane korozją takie jak krytyczne
pogorszenie wyglądu zewnętrznego, prze-
cieki rurociągów lub pękanie elementów
1
Przyśpieszona korozja metalu w wyniku oddziaływania ogniwa korozyj-
złącznych mogą drastycznie ograniczyć czas
nego. Korozja może być powodowana także przez ogniwa stężeniowe, ak-
eksploatacji elementów i prowadzić do ich tywacyjno-pasywne i tlenowe ogniwa stężeniowe.
2
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A A M I M E T A L O W Y M I
2 Podstawy korozji galwanicznej
Korozja galwaniczna zachodzi, jeżeli: elektronów z anody do katody. Występujące
" w danym układzie metale charaktery- reakcje elektrochemiczne są takie same jak
zują się różnym potencjałem korozyj- te, które naturalnie wystąpiłyby w metalu od-
nym, izolowanym, jednak w tym przypadku atak
" między metalami występuje przewo- korozyjny na anodzie jest znacznie przy-
dzące połączenie, śpieszony. W niektórych przypadkach po-
" przewodzący prąd elektryczny elektro- wstanie ogniwa galwanicznego powoduje
lit (warstewka wilgoci) łączy oba meta- korozję materiałów, które normalnie są od-
le. porne na korozję w danym środowisku. Mo-
Rysunek 1 przedstawia trzy czynniki wy- że to dotyczyć materiałów w stanie pasyw-
magane dla wystąpienia korozji galwanicz- nym takich jak aluminium, które mogą być
nej. lokalnie spolaryzowane w pewnych środo-
Jeżeli wystąpi korozja galwaniczna to wiskach. W takich przypadkach można ob-
mniej szlachetny materiał anoda prefe- serwować zjawiska korozji lokalnej - szczeli-
rencyjnie ulega korozji, podczas gdy mate- nowej i wżerowej. Nie wystąpiłyby one bez
riał bardziej szlachetny katoda jest nawet przesunięcia potencjału korozyjnego w wy-
chroniony przed korozją. Właściwie to pod- niku powstania ogniwa galwanicznego.
stawą ochrony katodowej jest zastosowanie
anody protektorowej, która korodując zapo-
biega korozji drugiego materiału.
Kontakt metali o różnym potencjale elek-
trochemicznym w środowisku przewodzą-
cym prąd elektryczny powoduje przepływ
Elektrolit
Metal 1 Metal 2
e
Anoda Katoda Rysunek 1:
Czynniki wymagane dla wystąpienia
korozji galwanicznej.
3
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A A M I M E T A L O W Y M I
W przeciwieństwie do powszechnego
przekonania, różnica potencjałów w ogniwie
Grafit
galwanicznym nie jest dobrym wskaznikiem
Stopy niklu Alloy 625/C-276
Super-austenityczna stal nierdzewna
faktycznego ryzyka wystąpienia korozji gal-
Tytan
Stop niklu Alloy 400 wanicznej. Wskazuje ona jedynie czy należy
Austenityczna stal nierdzewna gatunku 1.4404 (316 L), w stanie pasywnym
brać pod uwagę lub nie takie niebezpie-
Nikiel
Brąz Ni-Al
czeństwo. Należy pamiętać, że powszechnie
Miedzionikiel 90/10
dostępne tablice standardowych potencja-
Brąz Al
Miedz
łów metali podają jedynie przybliżoną różni-
Odlewana austenityczna stal nierdzewna
Ołów
cę potencjałów. Decydującym czynnikiem
Cyna
nie jest różnica potencjałów w standaryzo-
Stal węglowa
Staliwo
wanych warunkach badawczych, lecz fak-
Al-2,7 Mg
tyczna różnica potencjałów w rzeczywistych
Cynk
Aluminium
warunkach eksploatacji. Z tej przyczyny do-
Magnez
świadczalne tablice szeregu napięciowego
-2000 -1500 -1000 -500 0 500
metali opracowano dla typowych środowisk
Potencjał NEK (mv)
eksploatacji, np. dla wody morskiej. Lokali-
zują one potencjały różnych metali w danym
Rysunek 2:
środowisku (rysunek 2).
Szereg napięciowy metali
Znajomość czynników wymaganych do
w wodzie morskiej przy
powstania korozji galwanicznej oraz właści-
10 �C [11].
we zrozumienie przykładu z rysunku 3 umoż-
liwia określenie środków zapobiegawczych,
co omówiono w rozdziale 5.
Rysunek 3:
Warunki w jakich nie
wystąpi korozja galwa-
niczna.
Korozja galwaniczna nie wystąpi &
& bez styku przewodzącego & w metalach, które nie
& bez połączenia przez elektrolit
prąd elektryczny wykazują różnicy potencjałów
Warstwa
ochronna
Elektrolit Elektrolit Elektrolit
Elektrolit
Metal 1 Metal 2 Metal 1 Metal 2 Metal 1 Metal 2 Metal 1 Metal 2
Izolator
(Metal 1 = anoda, metal 2 = katoda)
4
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A A M I M E T A L O W Y M I
3 Istotne czynniki i przykłady
Zgonie z prawem Faraday a procesy ko- tencjału na anodzie jest ograniczone, rysu-
rozji elektrochemicznej są bezpośrednio nek 4.
związane z przeniesieniem ładunku, to zna- Wielkość potencjałów anody i katody jest
czy przepływem prądów. Z tego powodu do wyznaczona przez niezależny pomiar na po-
pomiaru korozji często stosuje się prąd lub wierzchni każdej elektrody, przy odizolowa-
gęstość prądu korozyjnego. W warunkach nej anodzie. W obszarze przejścia obserwu-
korozji galwaniczne, całkowity prąd korozyj- je się skok wartości potencjału. Jeżeli między
ny Itot jest sumą cząstkowego prądu korozji katodą i anodą zaistniej przewodzące połą-
własnej Is (część korozji niezależna od kon- czenie to obserwuje się słabą polaryzację
taktu z innym metalem) i cząstkowego prądu anody w kierunku wyższych wartości, w elek-
ogniwa Iel (część korozji wywołana prądem trolitach o wysokiej rezystancji (takich jak
ogniwa między stykającymi się metalami
(równanie 1)).
Itot = Is + Iel (Równanie 1)
U
Intensywność korozji ogniwa jest okre-
ślona przez różnicę potencjałów między
Niska rezystancja Silna korozja galwaniczna
dwoma metalami ("U), rezystancję elektro-
Wysoka rezystancja Słaba korozja galwaniczna
litu (Rel) i rezystancję (opór) polaryzacji od-
Anoda izolowana Brak korozji galwanicznej
powiednio anody (Rp,a) i katody (Rp,c) (Rów-
nanie 2).
Katoda Anoda Katoda
Anode
Anode
Anode
Anode
U
I = (Równanie 1)
el
R + R + R
el p,a p,c
x
Na podstawie tego równia można opisać
czynniki determinujące korozję galwaniczną.
Czynniki te są decydujące pod względem oce-
ny czy zjawisko korozji stanie się realnym za- Rysunek 4:
Wpływ rezystancji elek-
grożeniem dla danego przypadku. Wpływ po- skondensowana warstwa wody na po-
trolitu na polaryzację
szczególnych czynników zostanie omówiony wierzchni). W przypadku warstw elektrolitów
anodową.
indywidualnie. o niskiej rezystancji (woda morska) dochodzi
do bardzo silnej polaryzacji. Im wyższa po-
laryzacja tym wyższa szybkość korozji ano-
3.1 Rezystancja elektrolitu dy, gdy materiał jest w stanie aktywnym lub
większe jest prawdopodobieństwo osiągnię-
Niebezpieczeństwo korozji galwanicznej cia krytycznego potencjału korozji (inicjują-
zmniejsza się ze wzrostem oporu elektrolitu. cego korozję), jeżeli materiał jest w stanie
Dzieje się tak, ponieważ zmniejsza się za- pasywnym. Tablica 1 przedstawia wartości
sięg prądu galwanicznego a przesunięcie po- przewodności właściwej różnych typów wody.
5
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A A M I M E T A L O W Y M I
3.2 Czas zwilżania i środowisko
Istnieje silna zależność między rezystan- Zarówno długość czasu oddziaływania
cją elektrolitu oraz czasem zwilżania po- jak i rezystancja elektrolitu są zależne od wa-
wierzchni. Ma to decydujące znaczenie runków lokalnych. W środowisku morskim,
wszędzie tam, gdzie elementy nie są stale przemysłowym lub wewnątrz budynków
zwilżane przez ciecze. Tak jak wspomniano w pływalni prawdopodobieństwo korozji gal-
opisie warunków wymaganych dla zaistnie- wanicznej jest znacznie wyższe niż dla
nia korozji galwanicznej, kluczową rolę od- środowiska atmosfery wiejskiej. Rysunek 6
grywa warstwa elektrolitu. Bez takiej war- przedstawia wpływ środowiska eksploatacji
stwy korozja galwaniczna nie występuje. na szybkość korozji cynku w kontakcie oraz
Oznacza to w praktyce, że łączenie ze sobą bez kontaktu ze stalą nierdzewną. Można za-
różnych materiałów metalowych bez obec- uważyć, że udział korozji ogniwa (różnica
ności warstwy elektrolitu nie jest niebez- między szybkościami korozji) przewyższa
pieczne pod względem korozji. Jest to typo- udział korozji własnej (to znaczy szybkość
we dla wnętrz gdzie nie występuje zjawisko korozji cynku niestykającego się ze stalą nie-
kondensacji. Dla opraw oświetleniowych lub rdzewną) w atmosferze nadmorskiej i pry-
elementów wystroju wnętrz, można prak- skającej wody morskiej.
tycznie łączyć ze sobą wszystkie materiały, Poza środowiskiem powietrza atmosfe-
w normalnie napowietrzonym i ogrzanym rycznego równie ważny jest sam projekt
środowisku bez ograniczeń ze względu na elementu. Czynniki, które ułatwiają szybko
wystąpienie korozji (rysunek 5). osuszyć warstwę wilgoci (odpowiednie na-
Tablica 1:
Typowe wartości przewod-
ności właściwej różnych
typów wody.
Środowisko Przewodność właściwa w ( � cm) 1
Woda czysta 5 � 10 8
Woda zdemineralizowana 2 � 10 6
Woda deszczowa 5 � 10 5
Woda pitna 2 � 10 4 1 � 10 3
Woda rzeczna 5 � 10 3
Woda morska 3,5 � 10 2 5 � 10 2
6
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A A M I M E T A L O W Y M I
powietrzenie, brak szczelin, swobodne od-
prowadzenie wody deszczowej) obniżają
ryzyko korozji. Trwale wilgotne obszary
szczelin, obszary zakryte, brudne po-
wierzchnie i zalegająca (stojąca) woda mo-
gą poważnie przyśpieszyć szybkość koro-
zji galwanicznej.
Rysunek 5:
W normalnie napowie-
30
trzonym i ogrzewanym
Stal cynkowana ogniowo
środowisku wnętrz nie
Stal cynkowana ogniowo / stal nierdzewna
25
występują elektrolity a
Stosunek powierzchni anoda / katoda = 1:6
połączenie stali nie-
20 rdzewnej z innymi mate-
riałami metalowymi
takimi jak pomalowana
15
stal węglowa zwykle nie
pociąga za sobą korozji
10
galwanicznej.
5
0
Atmosfera Pobliże Obszar Strefa pryskającej
miejska stalowni przybrzeżny wody morskiej
Lokalizacja
Rysunek 6:
Szybkość korozji stali
cynkowanej ogniowo w
kontakcie i bez kontaktu
ze stalą nierdzewną,
w różnych środowiskach.
7
Szybkość korozji w
�
m/rok
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A A M I M E T A L O W Y M I
3.3 Kinetyka reakcji 3.4 Stosunek powierzchni katody
elektrodowych do anody
Kinetyka reakcji elektrodowych jest opi- Gęstości prądu ogniwa i (związana z po-
el
sana Równaniem 3 przez wartości rezystan- wierzchnią elektrod) jest stosunkiem obsza-
cji polaryzacji anody i katody. Nawet nie- ru powierzchni katodowej (Ac) do anodowej
wielka różnica potencjałów rzędu 100 mV (Aa). Wpływa on silnie na szybkość korozji
może doprowadzić do korozji, podczas gdy galwanicznej (Równanie 3).
metale o znacznie większej różnicy poten-
A U
c
cjałów mogą być łączone ze sobą bez pro- i = � (Równanie 3)
el
A R + R + R
a el p,a p,c
blemu. W rzeczywistości różnica potencja-
łów nie dostarcza informacji o kinetyce Jeżeli katodowy obszar powierzchni (me-
korozji galwanicznej. Kinetyka reakcji zależy tal bardziej szlachetny w ogniwie galwanicz-
od samego metalu. Na przykład, na tytanie nym) jest bardzo mały w porównaniu do
proces redukcji tlenu zachodzi trudniej niż anodowego obszaru powierzchni (mniej
dla miedzi. Tłumaczy to, dlaczego stale wę- szlachetnego metalu) to nie obserwuje się
glowe korodują dużo szybciej w kontakcie z
miedzią niż z tytanem, pomimo że posiada
on wyższy dodatni potencjał niż miedz.
Elektrolit
W tym kontekście, tworzenie warstwy
skorodowanej na powierzchni odgrywa tak-
że ważną rolę. Może ona znacząco zmienić
Metal 1 Metal 1
potencjał metalu i być przeszkodą dla reak-
cji anodowej lub katodowej.
Metal 2
Rysunek 7:
Jeżeli katoda (metal 2)
jest mniejsza od anody
(metal 1) to nie obser-
wuje się efektów korozji.
Stal nierdzewna Stal ocynkowana
Rysunek 8a, 8b:
Elementy złączne ze stali
nierdzewnej na dużo
większym elemencie ze
Stal ocynkowana Stal nierdzewna
stali ocynkowanej zwykle
nie powodują korozji.
8
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A A M I M E T A L O W Y M I
Rysunek 9:
Należy się spodziewać,
Elektrolit
że korozja galwaniczna
wystąpi, jeżeli anoda
(metal 1) jest mniejsza
Metal 2 Metal 2
a katoda (metal 2) jest
większa.
Metal 1
zjawiska korozji. Taką sytuację przedstawio- ku łączenia materiałów, elementy złączne
no na rysunku 7. zawsze powinny być wykonane z materiału
Typowym przykładem jest zastosowanie bardziej szlachetnego, więc powierzchnia
elementów złącznych ze stali nierdzewnej do katodowa będzie mniejsza.
łączenia aluminium lub ocynkowanej stali Sytuacja przeciwna może powodować
węglowej. Na rysunku 8 przedstawiono dwa problem. Jeżeli mała powierzchnia anody
praktyczne przykłady. Materiały te w zasa- jest otoczona dużą powierzchnią katodową
dzie nawet w warunkach korozyjnych nie po- to może wystąpić korozja galwaniczna, jak
wodują korozji galwanicznej. pokazano na rysunku 9.
W warunkach rzeczywistych czasem by- Typowy przykład takiej sytuacji pokazano
wa trudno jednoznacznie oszacować czynne na rysunku 10. W tym przypadku jest oczy-
proporcję powierzchni anodowej i katodo- wiste, że w warunkach korozyjnych materiał
Rysunek 11:
wej. Jednak ze względów praktycznych jest będący w kontakcie ze stalą może ulegać W celu przeciwdziałania
korozji galwanicznej do
to nawet niekonieczne. Zwykle wystarcza przyśpieszonej korozji.
łączenia paneli ze stali
rozpatrywać ogólnie cały układ. W przypad-
nierdzewnej należy sto-
sować elementy złączne
jedynie ze stali nierdzew-
nej.
Stal nierdzewna
Stal ocynkowana
Drewno
Stal nierdzewna
Rysunek 10a, 10b:
Praktyczne przykłady sytuacji
z rysunku 9 (ocynkowana stal
węglowa stykająca się ze
Stal ocynkowana
stalą nierdzewną w środowi-
sku atmosfery morskiej).
9
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A A M I M E T A L O W Y M I
4 Praktyczne przykłady dla różnych zastosowań
Dostępne są liczne badania laboratoryj- gatunków o obniżonym stężeniu węgla ta-
ne oraz praktyczne przykłady zastosowań kich jak 1.4307 lub 1.4404. Więcej informa-
opisujące zjawiska korozyjne podczas łącze- cji można znalezć w stosowanej literaturze,
nia stali nierdzewnych z innymi materiała- gdzie przytoczony układ korozyjny jest roz-
mi. W tablicach od 2 do 5 przedstawiono patrywany jako całość.
kilka stosownych przykładów. Wszystkie Na podstawie praktyki, poza wartościami
wyniki dotyczą stabilizowanych stali nie- liczbowym zawartymi w tablicach można
rdzewnych o normalnym stężeniu węgla. sformułować bardziej ogólne wnioski, które
W praktyce można je także zastosować dla opisano w kolejnych częściach tej broszury.
Tablica 2: Szybkość korozji różnych materiałów metalowych w kontakcie ze stalą nierdzewną.
Szybkość korozji
Ogniwo galwaniczne Środowisko Stosunek powierzchni
(mm/rok)
0,47
1.4016 Stal węglowa Woda pitna, 1:1
0,26
napowietrzona
Zn 99.9
0,17
Al 99.9
0,07
Cu-DGP
<0,01
Ti
1.4541 SF-Cu Sztuczna woda morska 1:1 0,12
1:10 0,07
10:1 1,00
1:1 0,38
Stal węglowa
1:10 0,25
10:1 1,10
1:1 0,61
Zn
1:1 <0,01
Ti
Tablica 3: Szybkość korozji stopu ZnCuTi w kontakcie ze stalą nierdzewną gatunku 1.4541 i 1.4571 w roztworze 0,1 N NaCl (napowietrzonym,
nasyconym CO2, w temperaturze pokojowej) zgodnie z DIN 50919.
Szybkość korozji
Ogniwo galwaniczne Stosunek powierzchni
(mm/rok)
1:1 4,39
1.4541
ZnCuTi
1:5 1,43
1:1 3,88
1.4571
ZnCuTi
1:5 0,91
10
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A A M I M E T A L O W Y M I
Tablica 4: Szybkość korozji różnych materiałów metalowych w kontakcie ze stalą nierdzewną w roztworze wodnym NaCl 5 % obj., NaCl o tempe-
raturze 35 �C, stosunek powierzchni 1:1 (DIN 50919).
Szybkość korozji (mm/rok)
Ogniwo galwaniczne
X6CrMo17-1 X2CrTi12 X5CrNi18-10
1.4113 1.4512 1.4301
0,62 0,66 0,69
Stal węglowa
0,51 0,51 0,55
Stal cynkowana ogniowo
0,66 0,66 0,69
ZnAl 4 Cu 1
0,15 0,29 0,29
AlMg 1
0,04 0,04 0,04
Cu-DGP
0,04 0,04 0,04
CuZn 40
Tablica 5: Szybkość korozji różnych materiałów w kontakcie ze stalą nierdzewną gatunku 1.4439 w Morzu Północnym (próba terenowa), czas
trwania 1 rok.
Szybkość korozji
Ogniwo galwaniczne Stosunek powierzchni
(mm/rok)
1.4439 Stal węglowa 1:1 0,31
4:1 0,75
10:1 2,10
1.4439 AlMg 4,5 Mn 1:1 0,17
4:1 0,26
10:1 0,95
1.4439 CuNi 10 Fe 4:1 0,07
4:1 0,18
1.4439 CuZn 20 Fe
4.1 Woda i oczyszczanie ścieków 1.4571 są odporne na korozję, jeżeli będą
poddane prawidłowej obróbce. Istnieją tak-
Oddziaływanie korozyjne wody na stal że liczne przypadki udanego zastosowania
nierdzewną może znacznie się zmieniać w gatunku 1.4301.
zależności od jej składu: woda deminerali- W wodzie pitnej ryzyko korozji galwa-
zowana bez zanieczyszczeń nie jest korozyj- nicznej jest umiarkowane. Od wielu lat z
na (z wyjątkiem bardzo wysokich tempera- powodzeniem, bez awarii w wyniku korozji
tur). Woda pitna oraz wody o podobnym galwanicznej (rysunek 12) stosuje się połą-
składzie zawierają umiarkowane stężenie jo- czenia stali nierdzewnej z miedzią, stopami
nów chlorkowych (maks. 250 mg/L, zgodnie miedzi oraz tombakiem w zastosowaniach
z Dyrektywa UE dotyczącą jakości wód pit- takich jak rury ciepłej i zimnej wody, złączki
nych). W niesprzyjających warunkach mogą rurowe oraz zbiorniki. W wodzie o niskim stę-
one doprowadzić do korozji wżerowej i żeniu tlenu można stosować połączenia sta-
szczelinowej a pod wpływem łącznego od- li węglowej ze stalą nierdzewną, podczas
działywania wysokiej temperatury i stężenia gdy łączenie stali ocynkowanej i stopów alu-
chlorków do korozji naprężeniowej. W więk- minium może skutkować korozją galwanicz-
szości przypadków austenityczne gatunki ną aluminium [2].
stali CrNiMo takie jak 1.4401, 1.4404 i W systemach ścieków komunalnych wa-
11
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A A M I M E T A L O W Y M I
runki pracy są mniej oczywiste. Takie wody
charakteryzują się różnym składem, niektó-
re wykazują wysokie przewodnictwo i nie-
bezpieczeństwo korozji galwanicznej jest
także podwyższone, z powodu wysokiej
ogólnej korozyjności ścieków dla wielu ma-
teriałów. W tablicy 6 podano kompatybilność
różnych materiałów w napowietrzonych ście-
kach. W przypadku połączeń lutowanych de-
cydującym czynnikiem jest dobór lutu od-
pornego na korozję.
Rysunek 12:
W instalacjach wodociągo-
wych z powodzeniem stosuje
się połączenia stali nierdzew-
nej z miedzią i jej stopami np.
brązem ołowiowym.
Tablica 6: Kompatybilność materiałów w środowisku napowietrzonych ścieków.
Materiał o małej powierzchni
Stal węglowa / Zn / Stal
Al Cu
żeliwo stal ocynkowana nierdzewna
Stal węglowa / żeliwo +* +* o / +*
Zn / stal ocynkowana + o* +*
Al o / +* +*
Cu +* +*
Stal nierdzewna o+
Stal w betonie ++
Legenda: + dobra o niepewna słaba
* Aączenie tych materiałów ma niewielki wpływ na przyśpieszenie korozji, ale ich połączenie nie jest zalecane z powodu wyso-
kiej szybkości korozji własnej materiału mniej szlachetnego w takiej parze.
12
Materiał o dużej powierzchni
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A A M I M E T A L O W Y M I
Woda morska (o stężeniu chlorków około
2,5
1000 mm
16000 mg/L) oraz podobne wody o wysokim
150 mm
0,2 mm
stężeniu chlorków powodują silną korozję
2
stali i zwykle wymagają użycia gatunków
wysokostopowych takich jak EN 1.4462,
1,5
1.4439, 1.4539, i 1.4565 lub stopów niklu.
Zalecenia dla przeciwdziałania korozji róż-
1
nych materiałów metalowych w systemach
wodnych są zawarte w normie EN 12502,
0,5
części 1 do 5 [2]. Ryzyko korozji galwanicz-
nej zasadniczo zależy od przewodności wo-
0
dy (zobacz rozdział 2). Pod tym względem 02468 10 12
woda demineralizowana jest zwykle bez-
Stosunek powierzchni katoda / anoda
pieczna.
Środowiska o wysokiej przewodności ta-
Rysunek 13:
Wpływ stosunku po-
kie jak woda morska sprzyjają korozji gal-
wierzchni anody i katody
wanicznej. Dotyczy to nie tylko elementów ze cję stali nierdzewnej w kierunku wartości do-
oraz odległości między
stopów aluminium, cynku lub ocynkowanych datnich z 200 do 300 mV. Takie przesunięcie
nimi na szybkość korozji
stali węglowych, ale także z miedzi i brązu może wywołać korozję szczelinową i wżero-
stali węglowej stykającej
się ze stalą nierdzewną w
ołowiowego. Rysunek 13 przedstawia wpływ wą gatunków ferrytycznych i nierdzewnych
środowisku wody mor-
stosunku powierzchni anody i katody oraz stali austenitycznych bez dodatku molibde-
skiej (trwałe zanurzenie
odległości między nimi na szybkość korozji nu, nawet w środowisku o niskim stężeniu
w Morzu Północnym).
połączenia stali nierdzewnej ze stalą węglo- chlorków. Przykład takiego procesu przed-
wą. Można zauważyć, że w środowisku o wy- stawiono na rysunku 14. Uszkodzenia koro-
sokim przewodnictwie odległość między ka- zyjne w zakładach wodociągowych w nie-
todą i anodą ma wpływ na szybkość korozji. których zbiornikach z wodą zasilającą o
Elementy metalowe mogą ulegać korozji gal- średnim stężeniu chlorków 150 mg/L wystę-
wanicznej nawet, jeżeli są od siebie oddalo- powały głównie w elementach złącznych ze
ne pod warunkiem, że między mini występu- stali nierdzewnej łączących płytę podstawy
je elektrycznie przewodzące połączenie (na filtru ze zbrojonym betonem. Korozję wżero-
przykład przez zwykły grunt). wa i szczelinową obserwowano jedynie w
W systemach uzdatniania wody, gdzie zbiornikach filtracyjnych, w których zastoso-
wystąpi kontakt stali nierdzewnej z aktyw- wano aktywny węgiel i mógł on mieć kontakt
nym węglem, powszechnie używanym w fil- z elementami złącznymi podczas operacji
trach wodnych występuje ryzyko korozji płukania. Na różne podzespoły i elementy
ogólnej. W niektórych przypadkach luzne złączne zastosowano stale 1.4301, 1.4571 i
cząstki materiału filtracyjnego mogą mieć 1.4401, ale raz przez pomyłkę użyto ferry-
kontakt ze stalą nierdzewną. Duża po- tycznej stali nierdzewnej gatunku 1.4016.
wierzchnia styku takich cząstek może od- Nie jest zaskakujące, że był on najbardziej
działywać jak katoda i przesuwać polaryza- zaatakowany przez korozję.
13
2
Szybkość korozji w g/m h
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A A M I M E T A L O W Y M I
Rysunek 14:
Korozja galwaniczna ele-
mentów złącznych ze stali
nierdzewnej w zbiorniku
filtracyjnym, w instalacji
uzdatniania wody, gdzie
zastosowano aktywny
węgiel: złącze (po lewej) i
rozmontowana śruba ko-
twicząca ze stali nierdzew-
nej 1.4016 (po prawej)
wykazują znaczny ubytek
materiału w wyniku koro-
zji.
4.2 Elementy pracujące w warunkach ni ma ograniczony wpływ, więc dobrze zna-
atmosferycznych ne zasady stosunku powierzchni nie obo-
wiązują.
Pomimo, że elektrolit jest typowo na sta- Ze względu na ograniczony zasięg ogni-
łe obecny w przewodach i zbiornikach na me- wa w warunkach atmosferycznych, aby za-
dium wodne to niekoniecznie jest to przypa- pobiec korozji galwanicznej wystarcza zwy-
dek elementów pracujących w warunkach kle zakrycie stali nierdzewnej na wąskim
atmosferycznych. W takich warunkach koro- obszarze wzdłuż linii styku.
zja może wystąpić jedynie podczas wysta- Trwale wilgotne obszary szczelin między
wienia na działanie wilgoci. Powierzchnia stalą nierdzewną i mniej szlachetnymi mate-
niekoniecznie musi mieć bezpośredni styk z riałami takim jak aluminium, cynk lub ele-
deszczem lub pryskającą wodą. Często na menty ocynkowane mogą stanowić problem.
powierzchni w wyniku absorpcji pary wodnej Sprawdzonym środkiem zapobiegawczym
z powietrza może powstać mikroskopowa są elastyczne uszczelnienia wypełniające
warstwa wilgoci lub też wystąpić widoczna szczelinę. Uszczelnienia podatne na wzrost
kondensacja. Zanieczyszczenia i higrosko- kruchości i pękanie wewnątrz szczeliny mo-
pijne osady obecne na powierzchni mogą gą jednak pogorszyć sytuację.
mieć znaczący wpływ na czas trwania ta- W tablicy 7 zawarto dane o kompatybil-
kiej warstwy wilgoci. Słabe napowietrzenie ności różnych materiałów w warunkach at-
szczelin, np. pod podkładkami lub między mosferycznych.
blachami łączonymi na zakładkę może do-
prowadzić do praktycznie trwałej obecności
wilgoci. W przeciwieństwie do korozji ele-
mentów w systemach wodnych, powstałe
ogniwa mogą obejmować bardzo ograniczo-
ną powierzchnię. Dwa materiały oddziałują
na siebie w bardzo ograniczonej strefie
wzdłuż linii styku, bez wystąpienia dużej po-
wierzchni styku, która odgrywa decydującą
rolę. W tym przypadku stosunek powierzch-
14
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A A M I M E T A L O W Y M I
4.3 Stal nierdzewna w budownictwie ra znaczenia jedynie w pobliżu obszaru
i konstrukcjach wzdłuż linii styku.
W elementach wystawionych na działa-
Użycie stali nierdzewnych w budownic- nie atmosfery zewnętrznej czas zwilżania
twie i konstrukcjach ciągle wzrasta. Poza jest czynnikiem kluczowym. Sporadyczne i
możliwościami wzornictwa architektonicz- krótkookresowe oddziaływanie wilgoci zwy-
nego jest ona łatwa w obróbce i wykazuje kle nie powoduje korozji galwanicznej. Na
wysoką odporność na korozję. Stale nie- skutek tego wszystkie czynniki projektowe
rdzewne są stosowane na liczne po- nabierają dużego znaczenia. Czynniki sprzy-
wierzchnie, elementy konstrukcyjne oraz jające szybkiemu osuszaniu warstwy wilgo-
złączne (np. śruby). Najczęściej stoso- ci (dobre napowietrzenie, brak szczelin, swo-
wane są gatunki typu 18/8 CrNi i 17/12/2 bodny spływ wody deszczowej, gładkie
CrNiMo ten drugi zwłaszcza na wysokiej ja- powierzchnie) ograniczają ryzyko korozji.
kości powierzchnie użytkowane w środowi- Jednak, obszary trwale zawilgocone (w
sku przemysłowym i miejskim lub elementy szczelinach lub miejscach osłoniętych), za-
konstrukcyjne takie jak podpory elewacji. legająca woda i zanieczyszczenia mogą
Często trudno jest uniknąć połączenia stali zwiększyć ryzyko korozji galwanicznej. Ele-
nierdzewnej z innymi materiałami metalo- menty zewnętrzne, z których deszcz usuwa
wymi. Zjawiska korozyjne zależą w szczegól- zanieczyszczenia, o dobrym napowietrze-
ności od czynników projektowych: od wiel- niu, przez co szybko schną są mniej podat-
kości powierzchni zwilżanej przez deszcz lub ne na korozję niż elementy osłonięte, które
skraplanie, czy jest to środowisko zewnętrz- pomimo ochrony przed deszczem pozostają
ne czy wewnętrzne, a wzajemne oddziały- wilgotne przez dłuższy czas i na ich po-
wanie metali nie ma dużego zasięgu i nabie- wierzchni zbierają się zanieczyszczenia.
Tablica 7: Kompatybilność materiałów w powietrzu atmosferycznym.
Materiał o małej powierzchni
Stal węglowa / Zn / Stal
Al Cu
żeliwo stal ocynkowana nierdzewna
Stal węglowa /
+* +* +*
żeliwo
Zn /
+* ++ +
o
stal ocynkowana
Al o / o+ o / +
Cu ++
Stal nierdzewna o / ++
Legenda: + dobra o niepewna słaba
* Aączenie tych materiałów ma niewielki wpływ na przyśpieszenie korozji, ale ich połączenie nie jest
15
zalecane z powodu wysokiej szybkości korozji własnej materiału mniej szlachetnego w takiej parze.
Materiał o dużej powierzchni
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A A M I M E T A L O W Y M I
Rysunek 15:
Połączenie pokrywy
Stal ocynkowana
ze stali nierdzewnej
(element elewacji) przy
Czerwona
użyciu ocynkowanych
rdza korozja stali
śrub: śruby wykazują
białą rdzę i początki
przebarwień (korozja
Biała rdza
stali) po roku eksploata-
korozja cynku
cji w atmosferze miej-
skiej.
Stal nierdzewna
Pomimo, że stosunek powierzchni ma puje ryzyko korozji. Podczas naprawy da-
ograniczone znaczenie w ustaleniu niebez- chów nie jest również niezwykłe łączenie
pieczeństwa korozji to należy unikać projek- większych powierzchni stali nierdzewnej z
tów, w których występuje mała anoda i rela- innymi metalami. Takie połączenie można
tywnie duża katoda. W takim przypadku także uznać za bezpieczne chyba, że stosu-
korozja galwaniczna może wystąpić nawet w nek powierzchni między stalą nierdzewną i
dobrze napowietrzonych obszarach. aluminium lub ocynkowaną stalą znacznie
Rysunek 15 przedstawia przykład. Górne przekracza 1:1.
zakończenie poziomego profilu ze stali nie- Rysunki od 16 do 19 przedstawiają prak-
rdzewnej w elewacji ze stali i szkła zostało tyczne przykłady efektywnego zapobiegania
skręcone dwoma ocynkowanymi śrubami. korozji galwanicznej w różnych elementach
Począwszy od szczeliny między pokrywą i elewacji budynków.
śrubami widoczna jest biała rdza a na pew-
nym obszarze nawet korozja materiału ba-
zowego. Zjawiska te zaobserwowano tylko
po około 12 miesiącach eksploatacji, co po-
kazuje, że nie jest to trwałe rozwiązanie.
Ocynkowane śruby powinny być zastąpione
elementami ze stali nierdzewnej.
W technice dachowej, zarówno podczas
remontów jak i w nowych budynkach do łą-
czenia innych materiałów metalowych lub
materiałów z powłokami metalicznymi sto-
suje się głównie elementy złączne ze stali
nierdzewnej. W takich połączeniach mate-
riałów z powodu korzystnego stosunku po-
wierzchni anody i katody ogólnie nie wystę-
16
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A A M I M E T A L O W Y M I
Rysunek 16:
Połączenie zewnętrznych
paneli ze stali nierdzew-
nej do szkieletu ze stali
węglowej w konstrukcji
Atomium, Bruksela.
Rysunek 17:
Panel zewnętrzny ze stali
nierdzewnej jest odizolo-
wany od wewnętrznej
konstrukcji nośnej ze stali
ocynkowanej przez odpo-
wiednio uszczelnione złą-
cze.
Rysunek 18:
Wytwarzanie izolowanych
paneli, gdzie zewnętrzne
poszycie stanowi stal
nierdzewna a płaszcz
wewnętrzny ocynkowana
stal węglowa.
Rysunek 19:
W celu ochrony przed ko-
rozją galwaniczną, okła-
dzina ze stali nierdzewnej
jest łączona do wewnętrz-
nej konstrukcji nośnej ze
stali węglowej jedynie w
obszarach gdzie nie wy-
stępuje wilgoć.
17
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A A M I M E T A L O W Y M I
4.4 Stal nierdzewna w zastosowa-
niach transportowych
W samochodach osobowych oraz innych
pojazdach drogowych stale nierdzewne (ga-
tunki ferrytyczne o stężeniu 12-18 % chro-
mu i gatunki austenityczne z około 18 %
chromu) są stosowane na opaski dekoracyj-
ne, systemy wydechowe (Rysunek 20), zbior-
niki paliwa (Rysunek 21) oraz coraz częściej
na elementy nadwozi. W zastosowaniach ko-
lejowych zwykle stosuje się gatunki ferry-
tyczne w połączeniu z warstwami ochronny-
mi (Rysunki 22, 23, 24). Istnieje także długa
tradycja stosowania austenitycznej stali nie-
rdzewnej w wagonach kolejowych (Rysunek
25), w wielu częściach świata, bez proble-
mów związanych z korozją galwaniczną.
Rysunek 20:
Samochodowe układy
wydechowe są zwykle
Rysunek 21:
wytwarzane ze stali
Stal nierdzewna jest co-
nierdzewnej. Gumowe
raz częściej stosowana
elementy połączeń
na zbiorniki paliwa.
przeciwdziałają korozji
Połączenie mocujące
galwanicznej.
zbiornik zapewnia
przerwę w przewodności
elektrycznej złącza.
18
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A A M I M E T A L O W Y M I
Rysunek 22:
Proste techniki
Rysunek 23:
uszczelniania spra-
Konstrukcja ściany bocz-
wiają, że nadwozia
nej i panele zewnętrzne
tramwajów z ferrytycz-
poszycia wagonu osobo-
nej stali nierdzewnych
wego są wykonane z
są kompatybilne z
różnych gatunków stali
podwoziem ze stali
nierdzewnej. Wykazują
węglowej.
one jednakowy potencjał,
dlatego korozja galwa-
niczna nie wystąpi.
Rysunek 24:
Stale nierdzewne (zwykle
malowane gatunki stali
ferrytycznych) użyte do
budowy autobusów oraz
wagonów dowiodły kom-
patybilności z podwo-
ziami ze stali węglowych.
W takich zastosowaniach należy także
unikać szczelin między elementami ze stali
nierdzewnej i mniej szlachetnymi materiała-
Rysunek 25:
mi, które mogą ulegać korozji z powodu
Wagony kolejowe o
zanieczyszczeń i wilgotności. Kolejny raz
zewnętrznym poszyciu
szczeliny mogą być wypełnione odpowied-
z austenitycznej stali
nim polimerem. Innym efektywnym środ- nierdzewnej są z powo-
dzeniem stosowane, w
kiem ostrożności przeciw korozji galwanicz-
wielu częściach świata,
nej w zastosowaniach transportowych jest
bez problemów związa-
stosowanie lokalnych warstw ochronnych w
nych z korozją galwa-
miejscach styku od strony stali nierdzewnej. niczną.
19
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A A M I M E T A L O W Y M I
Najczęściej zadawane pytania
Pytanie: odporny na korozję w rozpatrywanych wa-
Czy połączenie stali nierdzewnych o róż- runkach (Rysunek 26).
nym składzie chemicznym powoduje ryzyko
korozji galwanicznej? Pytanie:
Odpowiedz: Czy można stosować połączenia stali nie-
Między stalami nierdzewnymi różnego rdzewnej z miedzią lub ocynkowaną stalą w
typu (także między stopami o różnej odpor- domowych systemach wodociągowych?
ności korozyjnej) zwykle nie występuje ko- Odpowiedz:
Nie należy się spodziewać problemów
Rysunek 26:
podczas łączenia stali nierdzewnej z miedzią
Między różnymi typami
w instalacjach wodociągowych, ponieważ
stali nierdzewnych nie
wystąpi korozja galwa-
oba materiały w wodzie pitnej mają podob-
niczna nawet, jeżeli nie
ny potencjał korozyjny. Elementy instalacji
mają one takiej samej
wodociągowych ze stali ocynkowanej ognio-
odporności korozyjnej.
wo mogą być także łączone ze stalą nie-
rdzewną, ale zleca się stosować złączki ru-
rowe z miedzi i stopów cynku lub tombaku.
Pytanie:
Czy pręt zbrojeniowy ze stali nierdzewnej
rozja galwaniczna, ponieważ potencjały ko- może być połączony ze stalą węglową w
rozyjne obu stykających się metali są zbrojonym betonie?
identyczne. Jednak odporność korozyjna Odpowiedz:
każdego ze stopów musi być rozpatrywana Tak, dla zbrojeń ze stali węglowej takie
indywidualnie. Materiał o niższej odporności połączenie zwykle nie zwiększa korozji, po-
korozyjnej musi być również wystarczająco nieważ ich potencjały korozyjne są identycz-
20
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A A M I M E T A L O W Y M I
Rysunek 27:
ne. Takie połączenie może być stosowane
Stal nierdzewna
Zbrojenie ze stali nie-
dla zapobiegania korozji, gdy zbrojenie wni- Stal węglowa
rdzewnej może być łą-
ka w beton lub ma styk z rurami. Połączenie
czone ze stalą węglową
musi być dobrze zatopione w betonie z mi- bez ryzyka korozji galwa-
nicznej, jeżeli zapew-
nimalną grubością warstwy betonu na 3 cm.
niona jest minimalna
Jeżeli pręty zbrojeniowe ze stali węglowej
grubość warstwy betonu
znajdują się w stanie aktywnym (to znaczy
oraz stal węglowa znaj-
uległy depasywacji pod wpływem jonów dzy materiałami w obszarze gwintu, więc duje się w stanie pasyw-
nym.
chlorkowych lub karbonatyzacji betonu) to podkładki mogą być zalecane, podczas gdy
może wystąpić korozja galwaniczna. Jednak powierzchnie bardziej narażone na korozję
w większości przypadków takie oddziaływa- powinny być dodatkowo chronione.
nie jest słabsze niż w wyniku nieuchronnego
powstawania ogniw galwanicznych między Pytanie:
aktywnymi i pasywnymi prętami zbrojenia ze Czy zakończenia rur balustrady ze stali
stali węglowej (korozja galwaniczna w wyni- nierdzewnej mogą być przytwierdzone do
ku ogniwa aktywacyjno-pasywnego), pod- słupków ze stali węglowej?
czas gdy katodowa wydajność stali nie- Odpowiedz:
rdzewnej jest dużo niższa niż stali węglowej Jeżeli projekt konstrukcji zapobiega dłu-
(Rysunek 27). gotrwałej akumulacji elektrolitu (na przykład
deszczu lub topniejącego śniegu) takie po-
Pytanie: łączenie jest akceptowalne. W przeciwnym
Czy podkładki wykonane z izolacyjnego razie należy zastosować plastikowe tulejki.
polimeru efektywnie zapobiegają korozji
kontaktowej połączeń mechanicznych?
Odpowiedz:
Takie połączenie nie przerywa styku mię-
21
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A A M I M E T A L O W Y M I
5 Zapobieganie korozji galwanicznej
Oczywistym sposobem zapobiegania ko- ochronnej odsłania anodę o małej po-
rozji galwanicznej jest dobór w fazie projek- wierzchni, która może szybko korodować.
towej odpowiednio kompatybilnych mate- W złączach dla ograniczenia katodowego
riałów. Jeżeli użyte materiały mogą ze sobą oddziaływania części ze stali nierdzewnej
reagować to należy zastosować odpowied- często wystarcza pokryć warstwą ochronną
nie warstwy ochronne - izolacyjne. Scharak- stal nierdzewną jedynie w okolicach połą-
teryzowano je w rozdziale 2. Na rysunku 3 czenia (Rysunek 28). Szerokość strefy, jaką
przedstawiono praktyczne przykłady: należy pokryć zależy od przewodności śro-
" Elektrycznej izolacji elementów (izola- dowiska korozyjnego. Elementy wystawione
tor, plastikowe tulejki lub poliamido- na działanie zwykłej atmosfery otoczenia,
we podkładki), przy raczej słabo przewodzącej warstwie
" Umiejscowienia złącza w obszarze, elektrolitu wystarczy pokryć wzdłuż linii sty-
gdzie nie występuje wilgoć, ku na szerokości tylko kilku centymetrów po
" Nanoszenia warstwy ochronnej na ka- stronie stali nierdzewnej. Dla ciekłych, sło-
todę lub anodę i katodę (zarówno na nych elektrolitów o grubości kilku milime-
dużych powierzchniach jak i lokalnie trów, efektywny obszar katodowy staje się
w pobliżu złącza). szeroki na 10 cm.
Należy zaznaczyć, że umieszczenie war-
stwy ochronnej jedynie na anodzie nie zapo-
biega korozji galwanicznej. Niedoskonałości
warstwy ochronnej lub jej miejscowe uszko-
dzenia, których jest trudno uniknąć na placu
budowy są czynnikiem krytycznym dla po-
wstania korozji. Każde uszkodzenie warstwy
Rysunek 28:
Zapobieganie korozji
galwanicznej stali ocyn-
Stal nierdzewna
Stal
kowanej przez zastoso- nierdzewna
wanie warstwy ochronnej
na niewielkim obszarze
od strony stali nierdzew-
nej. Rezultaty po 48 go-
dzinach badań w mgle
solnej: bez warstwy
ochronnej, korozja gal-
waniczna powoduje rdzę
(po lewej) oraz stal nie-
rdzewna z warstwą
ochronną w strefie styku
Warstwa ochronna
Stal ocynkowana na stali nierdzewnej Stal ocynkowana
zapobiega korozji galwa-
nicznej (po prawej).
22
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A A M I M E T A L O W Y M I
6 Literatura
[1] DIN EN ISO 8044, [8] W. Schwenk
Ausgabe:1999-11 Probleme der Kontaktkorrosion
Korrosion von Metallen und Metalloberfl�che 35
Legierungen Grundbegriffe (1981) Nr. 5, S. 158
und Definitionen
[9] K.-H. Wiedemann, B. Gerodetti, R.
[2] PN-EN 12502, Części 1-5, Ochrona Dietiker, P. Gritsch
materiałów metalowych przed korozją, Automatische Ermittlung von
Wytyczne do oceny ryzyka wystąpienia Kontaktkorrosionsdaten und ihre
korozji w systemach rozprowadzania i Auswertung mittels
magazynowania wody. Polarisationsdiagrammen
Werkstoffe und Korrosion 29 (1978)
[3] H. Gr�fen, S. 27
Korrosionsschutz durch
Information und Normung [10] E. Hargarter, H. Sass
Kommentar zum DIN-Taschenbuch Kontaktkorrosion zwischen verschie-
219, Verlag Irene Kuron, Bonn (1988) denen Werkstoffen in Meerwasser
S. 37 Jahrbuch der Schiffbautechnischen
Gesellschaft 80
[4] H. Sp�hn, K. F��ler (1986) S. 105
Kontaktkorrosion
Werkstoffe und Korrosion 17 (1966) [11] R. Francis
S. 321 Galvanic Corrosion:
a Practical Guide for Engineers
[5] D. Kuron NACE International (2001)
Aufstellung von Kontaktkorrosions- Houston Texas 77084
tabellen f�r Werkstoffkombinationen ISBN 1 57590 110 2
in W�ssern
Werkstoffe und Korrosion 36 (1985) [12] GfKorr-Merkblatt 1.013
S. 173 Korrosionsschutzgerechte
Konstruktion
[6] D. Kuron, E.-M. Horn, H. Gr�fen (2005)
Praktische elektrochemische
Kontaktkorrosionstabellen von [13] Allgemeine bauaufsichtliche
Konstruktionswerkstoffen des Chemie- Zulassung Z-30.3-6
Apparatebaues Erzeugnisse, Verbindungsmittel und
Metalloberfl�che 26 Bauteile aus nichtrostenden St�hlen
(1967) Nr. 2, S. 38 (jeweils g�ltige Fassung)
Sonderdruck 862 der Infor-
[7] H. Sp�hn, K. F��ler mationsstelle Edelstahl Rostfrei
Kontaktkorrosion im
Maschinen- und Apparatebau
Der Maschinen Schaden 40 (1967)
Nr. 3, S. 81
23
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A A M I M E T A L O W Y M I
24
ISBN 978-2-87997-328-9
Diamant Building � Bd. Aug. Reyers 80 � 1030 Bruksela � Belgia � Telefon +32 2 706 82-67 � Fax -69 � e-mail info@euro-inox.org � www.euro-inox.org

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
metody spawania stali nierdzewnych
Materiały metalowe
Przegrody budowlane ze stali nierdzewnej PL
spawanie stali nierdzewnych39070
Montaz i instalacja elementów ze stali nierdzewnej PL
spawanie stali nierdzewnej
Panele ze stali nierdzewnej
Toczenie stali nierdzewnych
SKF Lozyska kulkowe zwykle ze stali nierdzewnej
logoń,materiały budowlane L, statyczna próba rozciągania próbki metalowej
Jerzy Pogonowski Dwa paradygmaty metalogiki Materiały pomocnicze do wykładów 2 5
Materiały kompozytowe o osnowie metalowej

więcej podobnych podstron