התנגדות הקורוזיה של נירוסטה תלויה בממברנה הפסיבית על פני השטח שלה (המורכבת בעיקר מ- CR₂O₃), אך יוני הלוגן (כמו F⁻ ו- Cl⁻) יכולים להרוס את הממברנה באמצעות מנגנונים שונים, ולגרום לתורן בבור או לקורוזיה.
מנגנון קורוזיה של יוני כלוריד (CL⁻)
1. חדירת ספיחה והחמצה מקומית
בשל יכולת הקיטוב החזקה שלהם, יוני כלוריד מועדפים באופן עדיף על ליקויי השטח של הממברנה הפסיבית (כמו תכלילים וגבולות תבואה), מה שהחליף אטומי חמצן ליצירת כלורידים מסיסים (כמו fecl₂), והרס את מבנה הממברנה. במקביל, CL⁻ מועשר בבורות הקורוזיה, הידרוליזציה עם יוני מתכת לייצור H⁺, ויוצרים סביבה חומצית חזקה מקומית (pH יכולה להיות נמוכה כמו 2-3), האצת פירוק המתכת.
2. "אפקט אוטוקאליטי" של הבור
ריכוז ה- CL⁻ בבורות הקורוזיה גבוה בהרבה מזו בתמיסה החיצונית, ויוצרים אפקט "סוללות מיקרו", והפיזור האנודי ממשיך. נטילת 304 נירוסטה כדוגמה, ריכוז Cl⁻ העולה על 200 עמודים לדקה עשוי לגרום לקורוזיה של בור, ואילו 316 יכול להגדיל את הערך הקריטי ליותר מ- 1000 עמודים לדקה עקב מוליבדן (MO).
3. השפעה סינרגיסטית של טמפרטורה וריכוז
High temperature (>60 מעלות) מקטין משמעותית את סף הקורוזיה של CL⁻. לדוגמה, הסיכון הבורר של נירוסטה 316L בסביבת מי הים עולה בחדות של 80 מעלות.
התנהגות קורוזיה ייחודית של יון פלואוריד (F⁻)
1. יכולת מורכבות חזקה מעוררת פירוק של הממברנה הפסיבית
ל- F⁻ יש רדיוס יון קטן (1.33 Å לעומת CL⁻ 1.81 Å) והוא אלקטרוני -גניטי במיוחד. קל ליצור קומפלקסים יציבים עם Cr בעיקר+ ו- Fe אק (כגון [crf₆] ³ ⁻), ממיסים ישירות cr₂o₃ בקרום הפסיבציה, וכתוצאה מכך חסימת תיקון הממברנה. תהליך זה משמעותי במיוחד בסביבות pH נמוכות (כמו פתרונות המכילים HF).
2. להאיץ את הקורוזיה הכללית ולא בפיטורים מקומיים
שלא כמו Cl⁻, F⁻ נוטה לשלול באופן אחיד, במיוחד בתנאי ריכוז גבוהים וריכוז גבוה (כמו נוזל פסולת המכיל פלואור בייצור כימי). לדוגמה, בתמיסה של 40% HF, קצב הקורוזיה של 304 נירוסטה יכול להגיע ל -10 מ"מ לשנה, ואילו עמידות הקורוזיה של 316 מוגבלת בגלל MO.
3. השפעה סינרגיסטית וספיחה תחרותית
כאשר F⁻ ו- Cl⁻ מתקיימים יחד, F⁻ עשוי להיות סופג באופן עדיף על פני השטח, ומחמיר את פירוק קרום הפסיבציה; אבל ריכוז נמוך F⁻ (<50ppm) may compete with OH⁻ at a specific pH, inhibiting the destructive effect of Cl⁻, which needs to be analyzed in combination with specific working conditions.
אסטרטגיית בחירת חומרים והגנה
1. אופטימיזציה של סגסוגת
לסביבת CL⁻: עדיף פלדה סופר-אוסטניטית מכילה MO, 2205 פלדה דופלקסית או פלדה סופר-אוסטניטית (כגון 254SSS).
לסביבת F⁻: Hastelloy C -276 (Ni-Cr-Mo-W) או סגסוגת זירקוניום (Zr) מתפקדת טוב יותר מכיוון שלממברנה הפסיבטית של סגסוגת מבוססת Ni יש התנגדות חזקה יותר למורכבות F⁻.
2. בקרה סביבתית
Reduce the concentration of halogen ions (such as ion exchange resin to remove Cl⁻), and control pH>8 להפחתת פעילות F⁻. הימנע מתנודות טמפרטורה דרסטיות, והשתמש במערכת קירור לתנאי טמפרטורה גבוהה.
3. טכנולוגיית טיפול לפני השטח
פסיבציה אלקטרוכימית (פסיבציה של חומצה חנקתית להגברת תכולת ה- CR), ציפוי AL₂O₃ מרוסס בפלזמה או רירית פוליטטראפלואורואתילן (PTFE) יכולים לבודד מגע יונים.