Нерђајући челик и угљенични челик не могу се користити у директном контакту, што је кључни принцип у науци о материјалима и инжењерској пракси. Углавном због појаве „галванске корозије“, која се такође често назива „галванска корозија“ или „хетерогена метална корозија“. То је као када се комад угљеничног челика жртвује да би заштитио нерђајући челик, што узрокује да угљенични челик брзо рђа.
Нерђајући челик не може да се упари са језгром од угљеничног челика, узрок: галванска корозија
1. Потенцијална разлика је покретачка снага
Различити метали имају различите електрохемијске активности у електролитима (као што су вода, влажан ваздух, киселине, базе, соли итд.), што се може схватити као њихов различит степен губитка електрона. Ова разлика у активности се мери електродним потенцијалом.
Реактивни метали, попут угљеничног челика, имају ниже електродне потенцијале и склонији су губитку електрона, што их чини мање отпорним на корозију.
Инертни метали (као што је нерђајући челик) имају веће електродне потенцијале и мања је вероватноћа да ће изгубити електроне. Разлог зашто је нерђајући челик „нерђајући“ је тај што хром на његовој површини формира густи пасивациони филм хром оксида, који спречава даљу корозију.
Када ова два метала дођу у директан контакт у електролиту, формира се комплетно примарно коло батерије.
2. Процес корозије
Анода (кородирани крај): Угљенични челик, као активни метал, постаје анода батерије. Активно ће се растварати (кородирати) и ослобађати електроне. Реакција је: Fe → Fe² ⁺+2e⁻
Катода (заштићени крај): Нерђајући челик, као инертни метал, постаје катода батерије. Не кородира, већ само прима електроне који теку са аноде и користи те електроне за реакцију са електролитима (као што је кисеоник у води). Реакција је: O ₂+2H ₂ O+4e ⁻ → 4OH ⁻
Резултат: У овом систему батерија, струја тече од угљеничног челика (анода) до нерђајућег челика (катода), што узрокује нагло повећање брзине корозије угљеничног челика, док је нерђајући челик заштићен „катодном заштитом“ и готово да не кородира.
Живописну метафору:
То је као да имате „поштену особу“ (угљенични челик) и „паметну особу“ (нерђајући челик) који се удружују да би обављали посао. Када се суоче са потешкоћама (корозивно окружење), поштени људи ће стално жртвовати сопствене интересе (кородирање) како би осигурали да паметни људи не буду повређени.
Нерђајући челик не може да се пореди са кључним факторима утицаја угљеничног челика
Озбиљност галванске корозије зависи од следећих фактора:
Окружење (електролит):Ово је најкритичнији фактор. На сувом ваздуху, галванска корозија се не јавља јер нема електролита који формира коло. Али у влажним срединама, морској води, индустријским зонама и окружењима са сланом прскалицом, корозија може бити веома брза и озбиљна.
Потенцијална разлика:Што је већа потенцијална разлика између два метала, то је јача покретачка сила за корозију. Потенцијална разлика између угљеничног челика и нерђајућег челика је довољно велика да изазове значајну корозију.
Однос површине аноде и катоде:Ово је једна од најопаснијих ситуација. Ако је површина катоде (нерђајући челик) велика, а површина аноде (угљенични челик) мала, струја корозије ће бити високо концентрисана на малом угљеничном челику, што ће довести до његове потпуне кородације и перфорације у веома кратком временском периоду. На пример, ако је резервоар од нерђајућег челика причвршћен вијком од угљеничног челика, вијак од угљеничног челика ће брзо зарђати и поломити се.
Како спречити и решити проблем спајања нерђајућег челика са угљеничним челиком?
У практичним применама, често је потребно повезати нерђајући челик и угљенични челик, а морају се предузети мере изолације:
1. Електрична изолација:Ово је најефикаснија и најчешће коришћена метода. Додајте непроводљиви изолациони материјал између два метала да бисте прекинули струјно коло.
- Користите изолационе заптивке/подлошке: Користите пластичне (као што су ПВЦ, најлон), гумене или синтетичке заптивке на прирубничким спојевима.
- Користите изоловане чауре и подлошке: Код вијчаних спојева користите пластичне чауре између вијака и рупа од угљеничног челика, а испод навртки користите изоловане подлошке.
- Изолациони слој премаза: Прскањем епоксидне смоле, бојом или коришћењем других премаза на контактној површини. Обично се препоручује премазивање обе, или барем премазивање катодне (нерђајућег челика) површине, јер ако је премазана само анода (угљенични челик), када се премаз оштети, корозија на оштећеном подручју ће постати јача.
2. Контролно окружење:Држите делове за прикључивање што је могуће сувијим и чистијим како бисте избегли накупљање електролита.
3. Коришћење прелазних материјала:додавање метала са електродним потенцијалом између два метала (као што је алуминијум), али се ова метода ређе користи и захтева пажљиво пројектовање.
4. Катодна заштита:Читава структура се вештачки трансформише у катоду применом спољашње струје или жртвовањем аноде (као што је цинков блок), али се ово обично користи за велике структуре као што су бродови и цевоводи.
Закључак
Нерђајући челик и угљенични челик не могу доћи у директан контакт јер могу формирати примарне батерије у влажним електролитским срединама, што доводи до убрзане галванске корозије угљеничног челика као аноде. Да би се избегла ова ситуација, морају се предузети мере електричне изолације током пројектовања и инсталације, као што је коришћење изолационих заптивки, чаура и премаза, како би се осигурала безбедност и дугорочни век трајања опреме.
Време објаве: 29. октобар 2025.