Როგორ აუმჯობესებს ნახშირბადის ფოლადი კოროზიის მიმართ წინადადებას?

Aug 25, 2025

Როგორ აუმჯობესებს ნახშირბადის ფოლადი კოროზიის მიმართ წინადადებას?

Უჟანგავი ფოლადი ცნობილია რჟავისა და კოროზიის წინააღმდეგ მისი წინადადებით, რამაც ის საჭირო გახადა ინდუსტრიებში, სადაც საკვების დამუშავება, სამედიცინო მოწყობილობები, აშენება და საზღვაო ინჟინერია გვხვდება. ჩვეულებრივი ნახშირბადის ფოლადისგან განსხვავებით, რომელიც იოლად ირჟავებს ტენიანობისა და ჟანგბადის მოქმედებით, ნახშირბადის ფოლადი ინარჩუნებს მის სიმტკიცეს და გარეგნულ სახეს მკაცრ გარემოშიც კი. კოროზიის მიმართ წინადადება არ არის შემთხვევითობა, არამედ მისი უნიკალური შედგენილობის და ზედაპირზე დამცავი ფენის წარმოქმნის შედეგი. იმის გაგება, თუ როგორ ახერხებს ნახშირბადის ფოლადი ამ წინადადებას, ხელს უწყობს ასახსნელ იმას, თუ რატომ არის მისი გამოყენება სასურველი იმ აპლიკაციებში, სადაც მდგრადობა და ჰიგიენა მნიშვნელოვანია. ეს განკვეთილი გამოკვლევა შეიცავს მეცნიერებას უკან ნახშირბადის გარეშე კოროზიის მედიგიების წინააღმდეგ მისი წინააღმდეგობა, მისი ძირითადი კომპონენტები და ის, თუ როგორ მუშაობს იგი სხვადასხვა გარემოში.

Ქრომის როლი ნახშირბადის გარეშე

Იმიტომ, რომ ნახშირბადის გარეშე კოროზიის წინააღმდეგ წინააღმდეგობა აქვს, მისი მაღალი ქრომის შემცველობაა პირველი მიზეზი. ქრომი მეტალის ელემენტია, რომელიც ჟანგბადთან ურთიერთქმედებს ფოლადის ზედაპირზე დამცავი ფენის წასაქმნელად, რაც მისი გამძლეობის გასაღებია.

Პასიური ფენის წარმოქმნა : როდესაც ნახშირბადის გარეშე შეიცავს მინიმუმ 10,5% ქრომს (მინიმალური საჭირო კოროზიის წინააღმდეგ წინააღმდეგობისთვის), ქრომი ჰაერის ან წყლის ჟანგბადთან ურთიერთქმედებს თხელი, უხილავი ფენის წასაქმნელად, რომელსაც ქრომის ოქსიდი (Cr₂O₃) უწოდებენ. ამ ფენას ხშირად „პასიურ ფენას“ უწოდებენ, რადგან იგი აპასიურებს ფოლადს, ანუ გარემოსთან ურთიერთქმედებას აჩერებს.
Თვითშეკეთების თვისება : თუ პასიური ფენა მოხატულია ან დაზიანებულია (მაგ., ხაზით ან აბრაზიით), ფოლადში არსებული ქრომი დაუყოვნებლივ ხელახლა ურთიერთქმედებს ჟანგბადთან, რათა შეკრავდეს ფენას. სანამ საკმარისი რაოდენობით ჟანგბადი და ქრომი იქნება წარმოდგენილი, პასიური ფენა ხელახლა ჩამოიყალიბება, რაც აჩერებს ჟანგის გავრცელებას. ეს თავისუფალი აღდგენის შესაძლებლობა უნიკალურია ნержავში და უზრუნველყოფს გრძელვადიან დაცვას.
Უფრო მაღალი ქრომი უფრო მაღალი მექანიკური მახასიათებლებით : ნაკრების ქვეშ ნაკრების ქვეშ ქრომის შემცველობის მქონე ნაკრების ქვეშ (მაგ., 18% ან მეტი) ქმნის უფრო სქელ, უფრო მდგრად პასიურ ფენას. ასეთი ნაკრებები გამოიყენება მაღალ კოროზიულ გარემოში, როგორიცაა სანაპირო ზონები მარილიანი სპრეით ან ქიმიური დამუშავების ქარხნებში, სადაც დამატებითი დაცვა საჭიროა.

Ქრომზე დამყარებული პასიური ფენა არის ნержავშის კოროზიის მიმართ მედეგობის საფუძველი, რაც მას გაცილებით უფრო მდგრადს ხდის ნახშირბადოვან ფოლადზე სველ ან მძიმე პირობებში.

Სხვა შენადნობის ელემენტები, რომლებიც ამაგრებენ მედეგობას

Მიუხედავად იმისა, რომ მთავარ როლს თამაშობს ქრომი, ნადნობის სხვა ელემენტები გაუმჯობესებენ ნაგულის კოროზიულ მედგრობას და მის მუშაობას კონკრეტულ გარემოში.

Ნიკელი : ნიკელის დამატება (ხშირად გვხვდება აუსტენიტური ნაგულის სახეობებში, როგორიცაა 304 და 316) უზრუნველყოფს მასალის სტრუქტურის სტაბილურობას, გახდის მას უფრო პლასტიკურს და მუშაობადს. ნიკელი ასევე აძლიერებს პასიური ფენის წინააღმდეგობას მჟავე ან ტუტე გარემოში გამოწვეული კოროზიის მიმართ, რაც ამ სახეობებს ხდის მოწყობილობებს საკვების დამუშავების მანქანების ან ქიმიური აპარატების დასამზადებლად შესაფერისს.
Მოლიბდენი : მოლიბდენი ნაგულში დამატებულია (მაგალითად, სახეობა 316) პიტინგური კოროზიის მიმართ მედგრობის გასაუმჯობესებლად, რაც არის ლოკალური ზიანის ტიპი, რომელიც გამოწვეულია ქლორიდ იონებით მარილიან წყალში, სისხლში ან სამრეწველო ნაერთებში. ეს ხდის მოლიბდენის შემცველ ნაგულს ხელსაწყოდ ზღვის აპარატურისთვის, სანაპირო ნაგებობებისთვის ან სამედიცინო მოწყობილობებისთვის, რომლებიც შეხებაში მოდიან სხეულის სითხეებთან.
Ტიტანი ან ნიობიუმი : ეს ელემენტები ახელს უშლის სენსიბილიზაციას, პროცესს, სადაც ქრომის კარბიდები წარმოიქმნება წვეტის საზღვარზე შედუღებისას, ამცირებს ქრომის რაოდენობას გარშემო და აიწლებს კოროზიის წინა წინააღმდეგობას. ქრომის მაღალი მინარევის მქონე ფოლადის სახეობები ტიტანით ან ნიობიუმით (მაგ., 321) ხშირად გამოიყენება მომჭედი სტრუქტურებში, როგორიცაა მილები ან ავზები, რათა უზრუნველყოს პასიური ფენის შენარჩუნება მაღალტემპერატურიანი დამუშავების შემდეგც.
Აზოტი : აზოტი ამაღლებს ქრომის მაღალი მინარევის მქონე ფოლადის სიმტკიცეს და აძლიერებს მის წინააღმდეგობას ნაკვეთის და ხვრელის კოროზიის წინააღმდეგ, ხშირად გამოიყენება სტრუქტურული აპლიკაციებისათვის კოროზიულ გარემოში მაღალი სიმტკიცის სახეობებში.

Ეს შენადნობის ელემენტები ერთად მუშაობენ ქრომთან ერთად, რათა ქრომის მაღალი მინარევის მქონე ფოლადის კოროზიის მიმართ მედეგობა შეესაბამოს კონკრეტულ მოთხოვნებს, ყოველდღიური გამოყენებიდან დაწყებული ექსტრემალურ სამრეწველო პირობებამდე.

Განსხვავებული ტიპის კოროზიის მიმართ წინააღმდეგობა

Ქრომის მაღალი მინარევის მქონე ფოლადის პასიური ფენა და შენადნობის ელემენტები იცავს მას კოროზიის სხვადასხვა ფორმების წინააღმდეგ, რომლებიც ხშირად გვხვდებიან სხვადასხვა გარემოში:

Ზოგადი კოროზია : მასალის ზედაპირზე გავრცელებული გრძნობიანობა, რომელიც დამახასიათებელია ნახშირბადის ფოლადისთვის, რომელიც ტენიან გარემოშია გაშვებული. ნერჩივი ფოლადის პასიური ფენა არ აძლევს ზოგად კოროზიას, მიუხედავად იმისა, რომ ის ტენიან გარემოშია, როგორიცაა სამზარეულოები, სველი სართულები ან გარე სტრუქტურები.
Პიტინგ კოროზია : პატარა ხვრელები (ნაღმები) წარმოიქმნება, როდესაც ქლორის იონები (მარილიდან, ამომბუხარებლიდან ან ზღვის წყალიდან) გატეხავს პასიური ფენა. მოლიბდენით დამატებული ნერჩივი ფოლადი (316 ნივთიერება) წინააღმდეგობას უწევს ნაღმების წარმოქმნას, რაც უფრო კარგია 304 ნივთიერებაზე სანაპირო ან აუზის გვერდით გამოყენებისთვის.
Კრძალული კოროზია : ეს ხვდება დახურულ სივრცეებში (კრძალებში), სადაც ჟანგბადის მიღწევა შეზღუდულია, როგორიცაა ბოლტების ქვეშ, სანთების ქვეშ ან მტვერში. პასიური ფენა ვერ აღდგება ჟანგბადის გარეშე, რაც უშვებს კოროზიის დაწყებას. ნერჩივი ფოლადი უფრო მაღალი ქრომის და მოლიბდენის შემცველობით ამცირებს ამ რისკს, რაც ხდის მას შესაფერისს მანქანებისთვის დახურული კვეთებით.
Დაძაბულობის კოროზიული გატეხილობა : ეს ხდება მაშინ, როდესაც მასალა იმყოფება დატვირთვის ქვეშ (მაგ., შედუღების ან დახრილობის გამო) და გამოიშვება კოროზიულ გარემოში. ოსტენიტური ნახშირბადის გამძლე ფოლადის სახეობები (მაგ., 304 და 316) უფრო მეტად ატანს დაძაბულობით გამოწვეულ კოროზიას, ვიდრე სხვა ტიპები, რამაც ის ხდის საჭირო სამუშაო სითხეების ან სტრუქტურული კომპონენტების საწყობებში, რომლებიც მუშაობენ დატვირთვის პირობებში.

Ამ ტიპის კოროზიის წინაღობის შესაძლებლობით, ნახშირბადის გამძლე ფოლადი ინარჩუნებს მის სიმაგრეს და გარეგნობას, რაც ამცირებს მისი მომსახურებისა და შეცვლის ხარჯებს სხვადასხვა გამოყენებაში.

Ჰიგიენა და მარტივი მოვლა

Ნახშირბადის გამძლე ფოლადის კოროზიის წინაღობა ასევე უზრუნველყოფს მის ჰიგიენასა და მომსახურების მარტივობას, რამაც ის გახადა პოპულარული იმ ინდუსტრიებში, სადაც სუფთაობა მნიშვნელოვანია.

Უპოროსო ზედაპირობა : პასიური ფენა ქმნის გლუვ, არაპორულ ზედაპირს, რომელიც წინააღმდეგობას უწევს ბაქტერიების, სოკოების და მილდიუს გამრავლებას. ეს აუცილებელია საკვების დამუშავების, ჰოსპიტალების და ფარმაცევტული საწარმოების სფეროში, სადაც ჰიგიენა აცილებს დაბინძურებას.
Მარტივი გაწმენდა : ძირითადი ფენის დაზიანების გარეშე და დამაგრძელებელი საშუალებების გამოყენებით და სადეზინფექციო საშუალებებით შესაძლებელია დამაგრძელების ფენის გასუფთავება. ისეთი მასალებისგან განსხვავებით, რომლებიც იწვევს დახმარებას საწმენდ საშუალებებთან მიმართებაში, და დამაგრძელების ფენა შეინარჩუნებს მის წინააღმდეგობას, რაც უზრუნველყოფს გრძელვადიან ჰიგიენას.
Რეაგენტთან შესაბამისობა : ბევრი დამაგრძელების ფენის ხარისხი აწინააღმდეგება მჟავებს, ტუტეებს და საწმენდ საშუალებებს, რაც უზრუნველყოფს მათ გამოყენებას ლაბორატორიებში, კომერციულ სამზარეულოებში და სამრეწველო პირობებში, სადაც ხშირად ხდება ქიმიკატებთან დამუშაობა.

Დახმარების წინააღმდეგობის და ჰიგიენის ამ კომბინაციამ დამაგრძელების ფენა გახადა გაუმჯობესებელი გარემოებში, სადაც სუფთაობა და მაღალი ხარისხი ერთად მიდის.

Ხანგრძლივობა და ხარჯების ეფექტურობა

Მიუხედავად იმისა, რომ დამაგრძელების ფენა უფრო ძვირია ვიდრე ნახშირბადის ფოლადი, მისი დახმარების წინააღმდეგობა უზრუნველყოფს გრძელვადიან ფულის დაზოგვას, რაც ხდის მას ხანგრძლივად ხელსაწყოთა არჩევანს.

Გახანგრძლივებული სიცოცხლის ხანგრძლივობა : არაჩივიანი ფოლადის კომპონენტები ასობით წელზე მეტია არ იშლება და არ იკლებს ხარისხს, მკაცრ გარემოშიც კი. მაგალითად, არაჩივიანი ფოლადის აირჩევის მარჯვები ან საზღვაო სამუშაო მოწყობილობები შეიძლება გაუძლოს მარილიან წყალს და ამინდს 20–30 წელი, შედარებით 5–10 წელზე მაინც ნაკლები ხანგრძლივობით შემხედვარი ნახშიროვანი ფოლადის შემთხვევაში.
Შემცირებული მოვლა : ნახშიროვანი ფოლადისგან განსხვავებით, რომელსაც საჭიროებს ხშირად შეღებვა, საფარი ან შეკეთება ჩივის შესაფერ არაჩივიანი ფოლადის მინიმალური მოვლა სჭირდება. ეს ზოგავს დროს, შრომას და მასალებს პროდუქტის სიცოცხლის განმავლობაში.
Დაბალი შეცვლის ხარჯები : რადგან არაჩივიანი ფოლადი წინააღმდეგობას უწევს კოროზიას, ხშირი შეცვლების საჭიროება ნაკლებია. ეს განსაკუთრებით მნიშვნულოვანია ხელმიუწვდომელ ადგილებში, როგორიცაა სახურავის კონსტრუქციები ან წყალქვეშა მილები, სადაც დაკოროზიული ნაწილების შეცვლა ძვირი და არახელსაყრელია.

Არაჩივიანი ფოლადის გრძელვადიანი მარჯვები საშუალებას იძლევა დაამართლოს მისი საწყისი ღირებულება, რაც ხდის მას გონივრულ ინვესტიციას როგორც ინდუსტრიული, ასევე მომხმარებლის გამოყენებისთვის.

Ხელიკრული

Რა არის არაჩივიანი ფოლადის მინიმალური ქრომის შემცველობა კოროზიის მიმართ წინააღმდეგობისთვის?

Ნაღდი ფენის წარმოსაქმნელად კოროზიის მიმართ გამძლეობის უზრუნველსაყოფად გამძლე ფოლადს საჭიროებს შემადგენლობაში მინიმუმ 10,5% ქრომს წონით. უფრო მაღალი ქრომის შემცველობა (18% ან მეტი) უზრუნველყოფს გაუმჯობესებულ დაცვას.

Რატომ არის 316-ე ხარისხის გამძლე ფოლადი უფრო კოროზიამედეგი 304-ე ხარისხთან შედარებით?

316-ე ხარისხი შეიცავს მოლიბდენს, რომელიც აუმჯობესებს წვეტ-წვეტიანი და ღრუ-ღრუიანი კოროზიის მიმართ წინააღმდეგობას, რომელსაც იწვევს ქლორიდ იონები (მაგ., მარილიანი წყალი). 304-ე ხარისხი მოლიბდენს არ შეიცავს, რამაც ის ხდის ნაკლებად შესაფერისს მკაცრად კოროზიულ გარემოებისთვის.

Შეიძლება თუ არა გამძლე ფოლადის ჩაქცევა?

Გამძლე ფოლადი შეიძლება ჩაქცეს, თუ დამცავი ფენა დაზიანდა და ვერ აღდგება ხელახლა, მაგალითად, დაბალ ოქსიჟენიან გარემოში ან მაშინ, როდესაც წვდომა აქვს მაღალ დონეზე ქლორიდებს მოლიბდენის არასაკმარისი რაოდენობის პირობებში. სწორი მოვლა და საჭირო ხარისხის არჩევა ამ რისკს ამცირებს.

Შესაფერისია თუ არა გამძლე ფოლადი გარე სივრცეში გამოსაყენებლად?

Დიახ. გამძლე ფოლადის ხარისხები, როგორიცაა 304, კარგად მუშაობს უმეტეს გარე გარემოში, ხოლო 316-ე ხარისხი უკეთესია სანაპირო ზონების ან მაღალი ტენიანობის მქონე რეგიონებისთვის, სადაც მარილის გამოყენება ხდება.

Როგორ შეინარჩუნოთ ნაღდი ფოლადის კოროზიის მიმართ წინააღმდეგობა?

Წესრიგში გაწმინდეთ დაბინძურების, მარილის ან ქიმიკატების მოსაშორებლად, რომლებიც შეიძლება დაზიანოს პასიური ფენა. არ გამოიყენოთ აბრაზიული საწმენდი საშუალებები, რომლებიც ზედაპირზე ხაზებს ტოვებს, და დარწმუნდით, რომ დახურულ სივრცეებში საჭირო განივი ჰაერის გაცვლა ხდება, რათა დაზიანების შემთხვევაში პასიური ფენა ხელახლა ჩამოყალიბდეს.