ความต้านทานการกัดกร่อนของ Monel 400 ในกรดอ่อน

Monel 400 เป็นโลหะผสมนิกเกิล-ทองแดงที่เป็นของแข็งซึ่งมีความทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยมในสภาพแวดล้อมที่ไม่ออกซิไดซ์และเป็นกลาง ประสิทธิภาพของกรดอะซิติกเจือจางและกรดซิตริกซึ่งเป็นกรดอินทรีย์อ่อนทั่วไปสามารถสรุปและวิเคราะห์ได้ในรายละเอียดดังนี้

ทั้งกรดอะซิติกและกรดซิตริกเป็นกรดอินทรีย์ชนิดอ่อนที่ไม่ออกซิไดซ์ พวกมันแยกตัวออกอย่างไม่สมบูรณ์ในสารละลายที่เป็นน้ำและผลิตไฮโดรเจนไอออนที่มีความเข้มข้นค่อนข้างต่ำ โดยไม่มีคุณสมบัติในการออกซิไดซ์อย่างแรงที่สามารถสลายฟิล์มพาสซีฟของโลหะผสมนิกเกิลเบสได้ Monel 400 ใช้ฟิล์มพาสซีฟที่อุดมด้วยนิกเกิลซึ่งสร้างขึ้นบนพื้นผิวเพื่อต้านทานการกัดกร่อน และฟิล์มนี้ยังคงความเสถียรและต่อเนื่องในสภาวะกรดอินทรีย์ที่อ่อนแอส่วนใหญ่ ผลที่ได้คือ โดยทั่วไป Monel 400 มีความต้านทานการกัดกร่อนทั่วไปที่ดีเยี่ยมในกรดอะซิติกและสารละลายกรดซิตริกที่อุณหภูมิห้องและความเข้มข้นปานกลาง โดยมีอัตราการกัดกร่อนสม่ำเสมอต่ำมาก

ในการเจือจางกรดอะซิติกที่มีความเข้มข้นปานกลาง (เช่น สูงถึง 50% โดยน้ำหนัก) ที่อุณหภูมิแวดล้อม Monel 400 มีความต้านทานการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม อัตราการกัดกร่อนสม่ำเสมอนั้นต่ำมาก ซึ่งมักจะต่ำกว่าเกณฑ์ที่ยอมรับได้สำหรับอุปกรณ์และท่ออุตสาหกรรมมาก มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตกรดอะซิติก การจัดเก็บ การแปรรูปอาหาร และระบบการจัดการสารเคมีภายใต้สภาวะเหล่านี้

ด้วยอุณหภูมิและความเข้มข้นที่เพิ่มขึ้น

เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งภายใต้สภาวะการเดือดหรือใกล้เดือด อัตราการกัดกร่อนของ Monel 400 ในกรดอะซิติกจะเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด กรดอะซิติกที่มีอุณหภูมิสูงและมีความเข้มข้นสูงช่วยเร่งการละลายของฟิล์มพาสซีฟและส่งเสริมการกัดกร่อนแบบวิวัฒนาการของไฮโดรเจน แม้ว่าจะยังทำงานได้ดีกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนทั่วไปและเหล็กกล้าไร้สนิมหลายชนิด แต่ความต้านทานการกัดกร่อนยังไม่เพียงพอสำหรับการบริการที่เชื่อถือได้ในระยะยาวอีกต่อไป สำหรับสภาพแวดล้อมที่มีกรดอะซิติกที่ร้อนและมีความเข้มข้น โดยทั่วไปจะใช้โลหะผสมที่มีความทนทานมากกว่า เช่น ซีรีส์ Hastelloy C หรือเหล็กกล้าไร้สนิมโมลิบดีนัมสูง

การเติมอากาศหรือการปรากฏตัวของสิ่งสกปรกออกซิไดซ์ (เช่น เฟอร์ริกไอออน คลอรีน ไนเตรตไอออน) จะทำให้ความต้านทานการกัดกร่อนของ Monel 400 ในกรดอะซิติกลดลงอย่างมีนัยสำคัญ สายพันธุ์ออกซิไดซ์เหล่านี้ทำลายฟิล์มเฉื่อยและทำให้เกิดการกัดกร่อนเฉพาะที่ รวมถึงการกัดกร่อนแบบรูพรุนและรอยแยก อย่างไรก็ตาม ในระบบกรดอะซิติกบริสุทธิ์ที่มีการกำจัดอากาศออก ประสิทธิภาพจะยังคงมีเสถียรภาพ

กรดซิตริกเป็นกรดไตรคาร์บอกซิลิกที่พบได้ทั่วไปในอาหาร เครื่องดื่ม ยา และการปรับสภาพพื้นผิวโลหะ มีฤทธิ์กัดกร่อนได้น้อยกว่ากรดอะซิติกภายใต้สภาวะการใช้งานส่วนใหญ่

Monel 400 มีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมในสารละลายกรดซิตริกในช่วงความเข้มข้นกว้างที่อุณหภูมิห้อง อัตราการกัดกร่อนไม่มีนัยสำคัญ ทำให้เหมาะสำหรับอุปกรณ์ที่สัมผัสกับอาหาร การแปรรูปยา และระบบทำความสะอาดที่เกี่ยวข้องกับกรดซิตริก

เช่นเดียวกับกรดอะซิติก อุณหภูมิที่สูงขึ้นจะเร่งการกัดกร่อน แต่ผลกระทบค่อนข้างปานกลางเมื่อเทียบกับกรดแร่เข้มข้น ในสารละลายกรดซิตริกร้อนที่ปราศจากอากาศและปราศจากสิ่งเจือปน Monel 400 ยังคงสามารถรักษาความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอมรับได้สำหรับการใช้งานหลายประเภท

การมีอยู่ของสารปนเปื้อนออกซิไดซ์ยังทำให้ประสิทธิภาพลดลงอีกด้วย ชนิดออกซิไดซ์จะรบกวนชั้นพาสซีฟและเพิ่มความเสี่ยงของการโจมตีเฉพาะที่ เช่นเดียวกับที่ทำในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดอะซิติก

Monel 400 มีความต้านทานการกัดกร่อนโดยทั่วไปดีเยี่ยมในการเจือจางกรดอะซิติกเข้มข้นปานกลางและกรดซิตริกที่อุณหภูมิห้อง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาวะที่ไม่มีอากาศและไม่มีออกซิแดนท์ เป็นตัวเลือกวัสดุที่เชื่อถือได้สำหรับการใช้งานกรดอ่อนอินทรีย์ในอุตสาหกรรมอาหาร เคมี และยา อย่างไรก็ตาม อัตราการกัดกร่อนของมันจะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญที่อุณหภูมิสูงและความเข้มข้นสูง และสิ่งสกปรกจากการออกซิไดซ์สามารถกระตุ้นให้เกิดการกัดกร่อนเฉพาะจุดได้ ภายใต้สภาวะที่ไม่เอื้ออำนวยเช่นนี้ Monel 400 จะไม่ใช่ตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุดอีกต่อไป และควรพิจารณาโลหะผสมที่มีฐานนิกเกิลหรือสแตนเลสที่ทนทานต่อการกัดกร่อนมากขึ้น