En la cognición de muchas personas, "acero inoxidable" parece representar "nunca se oxida", pero esto no es así. Aunque acero inoxidable tiene una mayor capacidad anti-oxidante que el acero común, aún puede oxidarse bajo ciertas condiciones. Entonces, ¿bajo qué circunstancias se oxida el acero inoxidable? ¿Qué factores causan que el acero inoxidable se oxide? Espero que puedas encontrar la respuesta después de leer este artículo.
¿Qué es el acero inoxidable?
Acero inoxidable es un gran tipo de acero aluminio que contiene cromo (Cr). Su principal característica es que puede formar una capa densa y rica en cromo de óxido en la superficie del acero. La película tiene una función de autoreparación y puede prevenir eficazmente que la reacción de oxidación continúe, lo que le otorga una buena resistencia a la corrosión. Según su estructura metalográfica y uso, el acero inoxidable se puede dividir en austenítico, ferrítico, martensítico, acero inoxidable dúplex y acero inoxidable con endurecimiento por precipitación.
Capacidad Anti-Roya: Por qué el Acero Inoxidable es Mejor que el Acero Común
La razón fundamental por la que el acero inoxidable tiene una mejor capacidad antióxido que el acero común radica en su composición de aleación única y en el mecanismo autoreparador de la película pasiva en su superficie. El acero al carbono está compuesto principalmente de hierro. Una vez expuesto a un ambiente húmedo o con oxígeno, es muy fácil que se oxide y forme óxido rojizo. Una vez que este óxido comienza, seguirá expandiéndose y eventualmente debilitará la estructura del acero. Por otro lado, el acero inoxidable añade al menos un 10.5% de cromo (Cr) a su aleación. Este elemento tiene una fuerte afinidad por el oxígeno y puede formar rápidamente una capa densa, estable y altamente adherente de óxido de cromo (también conocida como "película pasiva") en la superficie del material. Aunque esta película pasiva solo tiene unos pocos nanómetros de grosor, puede aislar eficazmente el oxígeno del aire y la humedad del contacto directo con el cuerpo metálico, evitando así reacciones de oxidación adicionales. Más importante aún, cuando esta película pasiva resulta dañada en un área local, como por un rasguño o contaminación, puede regenerarse automáticamente en presencia de oxígeno. Esta capacidad de autoreparación no es poseída por el acero común.
En contraste, el acero común carece de estas protecciones de aleación, y la capa de óxido en la superficie es suelta y fácil de desprenderse, lo que no puede prevenir eficazmente el proceso de corrosión. Por lo tanto, el acero inoxidable es significativamente mejor que el acero común en cuanto a la capacidad antióxido, especialmente en entornos complejos como el océano, la industria química, alta humedad y altas temperaturas, mostrando un rendimiento más estable y duradero.
5 Factores De Oxidación Y Corrosión Del Acero Inoxidable
En ciertos entornos o condiciones específicas, el acero inoxidable aún puede presentar manchas de óxido. Generalmente, cuando los siguientes factores existen o aparecen al mismo tiempo, el rendimiento antióxido del acero inoxidable disminuirá, lo que provocará el fenómeno de oxidación:
Ión Cloruro
El ion cloruro (Cl⁻) es un medio corrosivo extremadamente peligroso para el acero inoxidable. Especialmente en entornos marinos, soluciones industriales o detergentes que contienen cloruros, los iones de cloruro pueden destruir la capa de pasivación en la superficie del acero inoxidable, causando perforaciones locales. Una vez que se forma esta perforación, la tasa de corrosión será extremadamente rápida y muy difícil de controlar. Por ejemplo, las barandillas y piezas decorativas de acero inoxidable utilizadas cerca de la costa, incluso si se selecciona el material 304, a menudo tendrán manchas de óxido en poco tiempo. Si no se utiliza acero inoxidable resistente al cloro de grado 316 o superior, no se puede garantizar que esté libre de óxido a largo plazo.
Medios Ácidos y Alcalinos
Aunque el acero inoxidable puede resistir la mayoría de los ácidos débiles y las bases débiles, también es propenso a la corrosión en entornos de ácido fuerte y alcalinos, como medios de alta concentración como el ácido sulfúrico, el ácido clorhídrico y el hidróxido de sodio. La mayor parte de este tipo de corrosión es una corrosión uniforme o por pitting.
Entorno de Alta Temperatura y Alta Humedad
La alta temperatura aumenta la velocidad de las reacciones químicas. En un entorno húmedo, la alta temperatura acelera las reacciones de oxidación y reduce la estabilidad de la película de pasivación, lo que acelera la tasa de corrosión del acero inoxidable. Esto es especialmente evidente en algunos equipos industriales de alta temperatura.
Corrosión en la Zona Térmica Afectada en el Área de Soldadura
Las altas temperaturas generadas durante el soldadura pueden causar granos gruesos y precipitación de carburo en las juntas de soldadura de acero inoxidable y en las zonas afectadas por el calor, formando así una "zona pobre en cromo" y provocando que el área de soldadura pierda su capacidad de pasivación. Este fenómeno se llama "corrosión intergranular". Si no se adopta el proceso de soldadura adecuado o no se realiza un tratamiento de solución sólida posterior, es muy probable que aparezca óxido cerca de la soldadura, afectando la resistencia estructural general.
Ralladuras en la superficie o adherencia de impurezas
La resistencia a la corrosión del acero inoxidable depende de la integridad de la capa de pasivación en la superficie. Si la superficie se raya o golpea durante el transporte, la instalación o el uso, lo que provoca que la capa de pasivación se rompa, el vapor de agua y el oxígeno en el aire pueden entrar directamente en contacto con la matriz metálica, causando así óxido. Al mismo tiempo, si algunas impurezas como virutas de hierro, polvo, partículas de arena, etc., que quedan durante el proceso de construcción no se eliminan a tiempo, también causarán "corrosión electroquímica" bajo la acción de la humedad, induciendo manchas de óxido.
¿Qué Tipos de Corrosión del Acero Inoxidable Existen?
Corrosión Uniforme: Este es el tipo de corrosión más común. La superficie metálica es atacada uniformemente, se pierde el brillo general y se reduce el espesor.
Corrosión Puntual: La corrosión por pitting es una forma de corrosión localizada. La superficie parece intacta, pero en realidad está perforada. A menudo ocurre en entornos que contienen cloro.
Corrosión por fisuras: Ocurre en el área de la fisura o junta, lo que es común en conexiones con pernos, flanges, soldaduras, etc. Debido a la mala ventilación dentro de la fisura, la solución local se acidifica, causando corrosión.
Corrosión por fisuras bajo esfuerzo: Se generan fisuras bajo la acción combinada de medios corrosivos específicos y esfuerzo de tracción, lo que最终conduce a la ruptura del material. Se ve comúnmente en intercambiadores de calor, recipientes a presión, etc.
Corrosión intergranular: La corrosión entre granos, especialmente durante el soldado o tratamiento térmico, es común en el acero inoxidable austenítico después de ser calentado en el rango de temperaturas de sensibilización.
Corrosión electroquímica: Cuando el acero inoxidable entra en contacto con otros metales y están presentes electrolitos, se forma una celda galvánica, lo que lleva a la corrosión.
Cómo Prevenir que el Acero Inoxidable Se Oxide y Corroa
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Elige el material adecuado: Elige el tipo adecuado de acero inoxidable según el entorno de uso. Por ejemplo, se recomienda usar acero aluminado de grado 316 o superior en el entorno marino, y evitar el uso de 304 en un entorno de alta cloración.
- Tratamiento de superficie: Utiliza esmerilado, fosfatización pasivación, pulido, pulido electroquímico y otros métodos para eliminar impurezas de la superficie y mejorar la estabilidad de la película pasiva.
- Diseño razonable de la estructura: Intenta evitar las esquinas muertas y las juntas para facilitar la limpieza y la ventilación, y reducir la ocurrencia de la corrosión por fisuras.
- Limpieza y mantenimiento regulares: Limpia regularmente los contaminantes de la superficie con agua limpia o agentes de limpieza especiales para evitar la adherencia de partículas metálicas, grasa, sal, etc.
- Controlar el entorno de uso: controlar en la medida de lo posible el valor de pH, contenido de cloro, temperatura y humedad del entorno de uso, y mantener una buena ventilación.
Preguntas Frecuentes:
1. ¿Por qué el acero inoxidable 304 también se oxida?
Aunque el acero inoxidable 304 tiene una buena resistencia a la corrosión, su película de pasivación puede ser fácilmente dañada en un entorno con alta concentración de iones cloruros (como en la costa, lugares donde se usa lejía, etc.), lo que provoca corrosión por pitting o fisuras.
2. Aparecen manchas amarillas o marrones en la superficie del acero inoxidable. ¿Está oxidado?
Normalmente, esto es óxido causado por contaminantes superficiales, como polvo de óxido de hierro, residuos de procesamiento, etc. Puedes usar un agente limpiador para acero inoxidable para eliminarlo y observar si hay signos de corrosión.
3. ¿Por qué el acero inoxidable es propenso a oxidarse después de la soldadura?
El proceso de soldadura cambiará la estructura metalográfica del material. Si no se realiza el posterior tratamiento de acidificación y pasivación del área soldada, es muy probable que ocurra la corrosión intergranular o la corrosión por estrés.
4. ¿Puede el acero inoxidable estar expuesto durante mucho tiempo en la costa o en una piscina?
Sí, pero necesitas usar acero inoxidable de alta aleación como el 316, 2205 o super acero inoxidable, y reforzar el mantenimiento diario y diseñar medidas anti-corrosivas.
5. ¿Cómo juzgar si el acero inoxidable se ha corroído?
Óxido visible a simple vista, cambio de color en la superficie, aspereza o mediante prueba de potencial de superficie, la tasa de corrosión del acero inoxidable puede determinar si la corrosión ha comenzado.
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