ความต้านทานการกัดกร่อนของสแตนเลส Monel 400 และ 316

Monel 400 เป็นโลหะผสมนิกเกิล-ทองแดงที่เป็นของแข็ง ในขณะที่เหล็กกล้าไร้สนิม 316 เป็นเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกโครเมียม-นิกเกิล-โมลิบดีนัม ทั้งสองชนิดมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการใช้งานที่ทนต่อการกัดกร่อน แต่ Monel 400 แสดงให้เห็นประสิทธิภาพการกัดกร่อนที่โดดเด่นและเหนือกว่าในสภาพแวดล้อมที่สำคัญหลายประการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่เกี่ยวข้องกับการลดกรด เฮไลด์ น้ำทะเล และสภาวะด่างที่อุณหภูมิสูง

สแตนเลส 316 อาศัยโครเมียมเพื่อสร้างฟิล์มพาสซีฟออกไซด์เพื่อป้องกันการกัดกร่อน ชั้นพาสซีฟนี้มีความเสถียรในกรดออกซิไดซ์ เช่น กรดไนตริกเจือจาง แต่มีแนวโน้มที่จะสลายตัวอย่างรวดเร็วในสภาพแวดล้อมรีดิวซ์ที่รุนแรง นำไปสู่การกัดกร่อนและรูพรุนทั่วไปอย่างรุนแรง

Monel 400 มีความเสถียรโดดเด่นในการไม่ออกซิไดซ์ ลดกรด โดยเฉพาะกรดไฮโดรฟลูออริก (HF) และกรดซัลฟิวริกที่ความเข้มข้นและอุณหภูมิปานกลาง เมทริกซ์ทองแดงนิกเกิลให้ความต้านทานการกัดกร่อนที่เกิดจากไฮโดรเจนได้ดีเยี่ยม และหลีกเลี่ยงความล้มเหลวในการสร้างฟิล์มอย่างรวดเร็วซึ่งส่งผลต่อ 316 SS ในระบบกรดรีดิวซ์บริสุทธิ์แบบเติมอากาศโดยไม่มีสารออกซิไดซ์ที่แรง Monel 400 มีอัตราการกัดกร่อนที่ต่ำกว่าและมีอายุการใช้งานนานกว่าเหล็กกล้าไร้สนิม 316 มาก

นี่เป็นหนึ่งในข้อได้เปรียบที่โดดเด่นที่สุดของ Monel 400 ที่เหนือกว่าสแตนเลส 316

สแตนเลส 316 แทบไม่มีความต้านทานต่อกรดไฮโดรฟลูออริกอย่างมีประสิทธิภาพ ไอออนของฟลูออไรด์โจมตีฟิล์มพาสซีฟที่มีโครเมียมสูงอย่างรุนแรง ทำให้เกิดการกัดกร่อนที่สม่ำเสมออย่างรวดเร็วและการโจมตีตามขอบเกรน ไม่เหมาะสำหรับระบบที่ประกอบด้วย HF ที่ความเข้มข้นและอุณหภูมิในทางปฏิบัติ

Monel 400 เป็นหนึ่งในโลหะผสมทางวิศวกรรมมาตรฐานไม่กี่ชนิดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการจัดการกรดไฮโดรฟลูออริก สร้างฟิล์มป้องกันที่มีความเสถียรในสารละลาย HF แบบแอนไฮดรัสและในน้ำ และต้านทานการกัดกร่อนที่เกิดจากฟลูออไรด์ไอออน มีการระบุเป็นประจำสำหรับวาล์ว ปั๊ม เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน และท่อในกระบวนการทางเคมีที่เกี่ยวข้องกับกรดไฮโดรฟลูออริก ซึ่ง 316 SS ไม่เหมาะสมโดยสิ้นเชิง

โลหะผสมทั้งสองมีความทนทานต่อน้ำทะเลได้ดี แต่ Monel 400 มีข้อได้เปรียบที่ชัดเจนในสภาพแวดล้อมทางทะเลที่แท้จริง

เหล็กกล้าไร้สนิม 316 ทำงานได้ดีในน้ำทะเลที่มีความเร็วคงที่และความเร็วต่ำ แต่มีความไวสูงต่อการกัดกร่อนของรอยแยกและการกัดกร่อนแบบรูพรุนในบริเวณที่นิ่ง ใต้คราบสะสม หรือในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์สูง มักต้องมีการป้องกันแบบแคโทดิกหรือการบำรุงรักษาเป็นประจำเพื่อจำกัดการกัดกร่อนเฉพาะที่

Monel 400 มีความต้านทานที่ดีเยี่ยมต่อการกัดกร่อนของน้ำทะเล รวมถึงความต้านทานต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุน การกัดกร่อนตามรอยแยก และการกัดกร่อนที่เกี่ยวข้องกับการปนเปื้อนทางชีวภาพในทะเล รักษาอัตราการกัดกร่อนต่ำทั้งในน้ำทะเลนิ่งและไหล และแสดงความต้านทานต่อการโจมตีเฉพาะจุดที่เกิดจากคลอไรด์ได้ดีกว่า 316 SS มีการใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับฮาร์ดแวร์ทางทะเล เพลาปั๊ม ท่อคอนเดนเซอร์ และส่วนประกอบการต่อเรือ โดยมีประสิทธิภาพในระยะยาวที่เชื่อถือได้มากขึ้น

Monel 400 เหนือกว่าสเตนเลส 316 มากในสารละลายอัลคาไลน์และโซดาไฟเข้มข้น

สแตนเลส 316 มีความต้านทานปานกลางต่อด่างเจือจางที่อุณหภูมิห้อง แต่ผ่านการกัดกร่อนแบบเร่งในโซดาไฟเข้มข้น (NaOH) โปแตช (KOH) และตัวกลางอัลคาไลน์เข้มข้นอื่นๆ ฟิล์มพาสซีฟจะมีความเสถียรน้อยกว่าภายใต้สภาวะที่มีการกัดกร่อนที่อุณหภูมิสูง

Monel 400 มีความทนทานสูงต่อสารละลายอัลคาไลน์ทั้งเจือจางและเข้มข้นในช่วงอุณหภูมิที่กว้าง มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องระเหยสารกัดกร่อน การผลิตสารฟอกขาว การผลิตสบู่ และอุตสาหกรรมแปรรูปอัลคาไลน์อื่นๆ โดยที่ยังคงรักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างที่ดีเยี่ยมโดยมีอัตราการกัดกร่อนเล็กน้อย

ในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์ไอออนภายใต้สภาวะรีดิวซ์-เช่น ก๊าซไฮโดรเจนคลอไรด์เปียก กรดไฮโดรคลอริกที่อุณหภูมิและความเข้มข้นปานกลาง และตัวกลางอินทรีย์ที่มีคลอไรด์-Monel 400 มีประสิทธิภาพเหนือกว่าเหล็กกล้าไร้สนิม 316

316 SS มีแนวโน้มที่จะเกิดการกัดกร่อนแบบรูพรุนและรอยแยกภายใต้สภาวะเหล่านี้ แม้ว่าจะเติมโมลิบดีนัมเข้าไปก็ตาม เมทริกซ์ทองแดงนิกเกิลของ Monel 400 ยับยั้งการเริ่มต้นและการแพร่กระจายของการกัดกร่อนเฉพาะจุดที่เกิดจากคลอไรด์ ส่งผลให้การกัดกร่อนโดยรวมลดลงและความล้มเหลวในการลดบริการเฮไลด์น้อยลง

ควรสังเกตว่าสแตนเลส 316 นั้นเหนือกว่า Monel 400 ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดออกซิไดซ์อย่างแรง เช่น กรดไนตริกเข้มข้น Monel 400 เผชิญกับการกัดกร่อนอย่างรวดเร็วในสภาวะออกซิไดซ์ที่รุนแรง ในขณะที่ 316 SS ยังคงได้รับการปกป้องอย่างดีด้วยฟิล์มแบบพาสซีฟ ซึ่งหมายความว่าข้อดีของ Monel 400 อยู่ที่สภาพแวดล้อมเฉพาะ และการเลือกใช้วัสดุควรขึ้นอยู่กับสื่อในการทำงานจริง อุณหภูมิ และความเข้มข้น