ในความเข้าใจของผู้คนจำนวนมาก "เหล็กกล้าไร้สนิม" ดูเหมือนจะหมายถึง "ไม่เกิดสนิมเลย" แต่ความจริงแล้วไม่ใช่เช่นนั้น แม้ว่า เหล็กกล้าไม่สนิม จะมีความสามารถในการต้านสนิมมากกว่าเหล็กทั่วไป แต่มันยังสามารถเกิดสนิมได้ภายใต้เงื่อนไขบางประการ แล้วเหล็กกล้าไร้สนิมจะเกิดสนิมเมื่อใด? มีปัจจัยใดบ้างที่ทำให้เหล็กกล้าไร้สนิมเกิดสนิม? ผมหวังว่าคุณจะพบคำตอบหลังจากอ่านบทความนี้
สเตนเลสคืออะไร?
เหล็กกล้าไม่สนิม เป็นชนิดหนึ่งของเหล็กLOYที่มีโครเมียม (Cr) เป็นองค์ประกอบสำคัญ คุณลักษณะเด่นของมันคือสามารถสร้างฟิล์มออกไซด์ที่อิเล็กตรอนหนาแน่นบนพื้นผิวของเหล็ก ฟิล์มนี้มีความสามารถในการซ่อมแซมเองและสามารถป้องกันปฏิกิริยาออกซิเดชันได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้มีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดี ตามโครงสร้างโลหะวิทยาและการใช้งาน เหล็กกล้าไร้สนิมสามารถแบ่งออกได้เป็นแบบออสเทนไนติก, เฟอร์ไรติก, มาร์เทนซิติก, เหล็กกล้าไร้สนิมสองเฟส และเหล็กกล้าไร้สนิมที่แข็งตัวด้วยการตกผลึก

ความสามารถในการต้านสนิม: ทำไม Stainless Steel ถึงดีกว่าเหล็กทั่วไป
เหตุผลพื้นฐานที่สแตนเลสมีความสามารถในการต้านสนิมได้ดีกว่าเหล็กทั่วไปคือองค์ประกอบโลหะผสมที่เป็นเอกลักษณ์ของมันและการซ่อมแซมเองของฟิล์มพาสซิเวชันผิว เหล็กคาร์บอนทั่วไปประกอบด้วยเหล็กเป็นหลัก เมื่อถูกเปิดเผยในสภาพแวดล้อมที่ชื้นหรือมีออกซิเจน มันจะเกิดการออกซิไดซ์และสร้างสนิมสีน้ำตาลแดงได้ง่าย หากสนิมเริ่มขึ้น มันจะขยายตัวต่อไปและในที่สุดก็จะทำให้โครงสร้างของเหล็กอ่อนแอลง สแตนเลสในทางกลับกันมีโครเมียม (Cr) อย่างน้อย 10.5% ในโลหะผสมของมัน ธาตุนี้มีความจับกับออกซิเจนอย่างแรงและสามารถสร้างฟิล์มออกไซด์โครเมียมที่หนาแน่น มั่นคง และยึดเกาะได้ดีบนผิวของวัสดุ (ซึ่งรู้จักกันในชื่อ "ฟิล์มพาสซิเวชัน") แม้ว่าฟิล์มนี้จะหนาเพียงไม่กี่นาโนเมตร มันสามารถแยกออกซิเจนในอากาศและความชื้นออกจากเนื้อโลหะได้อย่างมีประสิทธิภาพ ป้องกันปฏิกิริยาการออกซิไดซ์เพิ่มเติม นอกจากนี้ หากฟิล์มพาสซิเวชันถูกทำลายในบางพื้นที่ เช่น ถูกรอยขีดข่วนหรือปนเปื้อน มันสามารถซ่อมแซมตัวเองได้อัตโนมัติในสภาพแวดล้อมที่มีออกซิเจน ความสามารถในการซ่อมแซมตัวเองนี้ไม่มีในเหล็กทั่วไป
ในทางตรงกันข้าม เหล็กทั่วไปไม่มีการป้องกันจากโลหะผสมเหล่านี้ และชั้นออกไซด์บนผิวจะหลุดลอกได้ง่าย ซึ่งไม่สามารถป้องกันกระบวนการกัดกร่อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้น เหล็กกล้าไร้สนิมจึงดีกว่าเหล็กทั่วไปในเรื่องความสามารถในการต้านสนิม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อน เช่น มหาสมุทร อุตสาหกรรมเคมี ความชื้นสูงและอุณหภูมิสูง เป็นต้น มีการแสดงผลการทำงานที่เสถียรและคงทนมากขึ้น
5 ปัจจัยของการเกิดสนิมและการกัดกร่อนของเหล็กกล้าไร้สนิม
ในสภาพแวดล้อมหรือสถานการณ์เฉพาะบางอย่าง เหล็กกล้าไร้สนิมยังคงเกิดจุดสนิมได้ ปกติแล้ว เมื่อปัจจัยต่อไปนี้เกิดขึ้นหรือเกิดขึ้นพร้อมกัน ความสามารถในการต้านสนิมของเหล็กกล้าไร้สนิมจะลดลง ส่งผลให้เกิดปรากฏการณ์สนิม:
ไอออนคลอร์ไนด์
ไอออนคลอไรด์ (Cl⁻) เป็นสื่อกัดกร่อนที่อันตรายอย่างยิ่งสำหรับเหล็กกล้าไร้สนิม โดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมทางทะเล สารละลายทางอุตสาหกรรม หรือผงซักฟอกที่มีคลอไรด์ ไอออนคลอไรด์สามารถทำลายฟิล์มการพาสซิเวชั่นบนพื้นผิวของเหล็กกล้าไร้สนิม ทำให้เกิดการกัดกร่อนแบบจุด เมื่อการกัดกร่อนแบบจุดนี้เกิดขึ้น อัตราการกัดกร่อนจะเร็วมากและยากต่อการควบคุม เช่น เหล็กกล้าไร้สนิมที่ใช้เป็นราวบันไดหรือส่วนประกอบตกแต่งใกล้ชายหาด แม้จะเลือกใช้วัสดุ 304 ก็จะปรากฏจุดสนิมในระยะเวลาอันสั้น หากไม่ใช้เหล็กกล้าไร้สนิมที่ทนต่อคลอรีน เช่น 316 หรือเกรดที่สูงกว่า จะไม่สามารถรับประกันได้ว่าจะไม่มีสนิมในระยะยาว
สารกรดและด่าง
แม้ว่าสแตนเลสจะสามารถต้านทานกรดอ่อนและเบสอ่อนได้ แต่ก็มีแนวโน้มที่จะเกิดการกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมของกรดแรงและด่าง เช่น สื่อกลางที่มีความเข้มข้นสูง เช่น กรดซัลฟิวริก กรดไฮโดรคลอริก และโซเดียมไฮดรอกไซด์ การกัดกร่อนประเภทนี้ส่วนใหญ่เป็นการกัดกร่อนแบบสม่ำเสมอหรือการกัดกร่อนแบบจุด
สภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิสูงและความชื้นสูง
อุณหภูมิสูงเพิ่มอัตราของปฏิกิริยาเคมี ในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้น อุณหภูมิสูงเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันและลดความเสถียรของฟิล์มพาสซิเวชัน ทำให้อัตราการกัดกร่อนของสแตนเลสเร็วขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุปกรณ์อุตสาหกรรมที่มีอุณหภูมิสูงบางชนิด
การกัดกร่อนในเขตที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนในพื้นที่เชื่อม
อุณหภูมิสูงที่เกิดขึ้นระหว่างการเชื่อมอาจทำให้เกิดผลึกขนาดใหญ่และความเข้มข้นของคาร์ไบด์ในบริเวณการเชื่อมและเขตที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนของเหล็กกล้าไร้สนิม ซึ่งจะก่อให้เกิด "เขตที่ขาดโครเมียม" และทำให้พื้นที่การเชื่อมสูญเสียความสามารถในการสร้างฟิล์มป้องกัน การปรากฏตัวของปรากฏการณ์นี้เรียกว่า "การกัดกร่อนระหว่างผลึก" หากไม่มีการใช้กระบวนการเชื่อมที่เหมาะสมหรือไม่ได้ทำการบำบัดสารละลายหลังจากนั้น สนิมมักจะเกิดขึ้นใกล้บริเวณการเชื่อม ส่งผลกระทบต่อความแข็งแรงของโครงสร้างโดยรวม
รอยขีดข่วนบนผิวหรือการติดของสิ่งปนเปื้อน
ความต้านทานการกัดกร่อนของสแตนเลสขึ้นอยู่กับความสมบูรณ์ของฟิล์มพาสซิเวชันบนผิว หากผิวถูกขีดข่วนหรือกระแทกในระหว่างการขนส่ง การติดตั้ง หรือการใช้งาน ส่งผลให้ฟิล์มพาสซิเวชันแตกออก ไอน้ำและออกซิเจนในอากาศสามารถสัมผัสกับโครงสร้างโลหะโดยตรงได้ จึงทำให้เกิดสนิม นอกจากนี้ หากมีสิ่งปนเปื้อนบางอย่าง เช่น เศษเหล็ก ฝุ่น ทราย ฯลฯ ที่เหลือจากการก่อสร้างและไม่ถูกล้างออกทันเวลา ก็จะทำให้เกิด "การกัดกร่อนแบบอิเล็กโตรเคมี" เมื่อมีความชื้นเข้ามาเกี่ยวข้อง ส่งผลให้เกิดจุดสนิม

ประเภทของการกัดกร่อนของสแตนเลสมีอะไรบ้าง?
การกัดกร่อนแบบสม่ำเสมอ: นี่คือประเภทของการกัดกร่อนที่พบได้บ่อยที่สุด ผิวโลหะถูกโจมตีอย่างสม่ำเสมอ ความเงาโดยรวมหายไปและความหนาลดลง
การกัดกร่อนแบบจุด: การเกิดรูเป็นรูปแบบหนึ่งของการกัดกร่อนในท้องถิ่น ผิวดูเหมือนสมบูรณ์ แต่จริง ๆ แล้วมีรูทะลุ มักเกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมที่มีคลอรีน
การกัดกร่อนในช่องว่าง: เกิดขึ้นในช่องว่างหรือบริเวณเชื่อมต่อ ซึ่งพบได้บ่อยในข้อต่อสกรู แผ่นรอง รอยเชื่อม เป็นต้น เนื่องจากอากาศไม่ระบายในช่องว่าง สารละลายในท้องถิ่นจะกลายเป็นกรดและทำให้เกิดการกัดกร่อน
การแตกร้าวจากการกัดกร่อนภายใต้แรงเครียด: เกิดรอยแตกร้าวจากการทำงานร่วมกันของสารกัดกร่อนเฉพาะชนิดและแรงดึง ซึ่งในที่สุดนำไปสู่การแตกของวัสดุ มักพบในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ถังความดัน เป็นต้น
การกัดกร่อนระหว่างเม็ดโครงสร้าง: การเกิดสนิมระหว่างเมล็ดผลึก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงที่ทำการเชื่อมหรือบำบัดความร้อน มักพบในเหล็กกล้าไร้สนิมแบบออสเทนไนติกหลังจากการถูกอุ่นในช่วงอุณหภูมิที่ทำให้เกิดการไวต่อการเกิดสนิม
การกัดกร่อนแบบอิเล็กโตรเคมี: เมื่อเหล็กกล้าไร้สนิมสัมผัสกับโลหะชนิดอื่นและมีสารนำไฟฟ้าอยู่ จะเกิดเซลล์ไฟฟ้าเคมีขึ้น ส่งผลให้เกิดการกัดกร่อน
วิธีป้องกันไม่ให้เหล็กกล้าไร้สนิมเป็นสนิมและการกัดกร่อน
-
เลือกวัสดุที่เหมาะสม: เลือกประเภทของเหล็กกล้าไร้สนิมที่เหมาะสมตามสภาพแวดล้อมการใช้งาน เช่น แนะนำให้ใช้เหล็กกล้าโลหะผสมเกรด 316 หรือสูงกว่าในสภาพแวดล้อมทางทะเล และหลีกเลี่ยงการใช้ 304 ในสภาพแวดล้อมที่มีคลอรีนสูง
- การบำบัดพื้นผิว: ใช้วิธีการทรายเจ็ท การทำให้เป็นกรด ทำให้เกิดการพาสซิเวชั่น การขัดเงา การขัดไฟฟ้า และวิธีอื่นๆ เพื่อกำจัดสิ่งปนเปื้อนบนผิวและเพิ่มความเสถียรของฟิล์มพาสซิเวชั่น
- การออกแบบโครงสร้างอย่างเหมาะสม: พยายามหลีกเลี่ยงมุมตายและช่องว่างเพื่อให้สะดวกต่อการล้างและการระบายอากาศ และลดการเกิดการกัดกร่อนในช่องแคบ
- การล้างและการบำรุงรักษาเป็นประจำ: ทำความสะอาดสิ่งสกปรกบนพื้นผิวด้วยน้ำสะอาดหรือสารทำความสะอาดพิเศษเป็นประจำเพื่อหลีกเลี่ยงการติดของอนุภาคโลหะ คราบน้ำมัน เกลือ ฯลฯ
- ควบคุมสภาพแวดล้อมการใช้งาน: ควบคุมค่า pH ปริมาณคลอรีน อุณหภูมิและความชื้นของสภาพแวดล้อมการใช้งานให้มากที่สุด และรักษาการระบายอากาศที่ดี
คำถามที่พบบ่อย:
1. ทำไมสแตนเลส 304 ถึงเกิดสนิมได้?
แม้ว่าสแตนเลส 304 จะมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดี แต่ฟิล์มพาสซิเวชั่นของมันสามารถถูกทำลายได้ง่ายในสภาพแวดล้อมที่มีความเข้มข้นของไอออนคลอไรด์สูง (เช่น บริเวณชายฝั่ง พื้นที่ที่ใช้น้ำยาฟอกขาว เป็นต้น) ส่งผลให้เกิดการกัดกร่อนแบบจุดหรือการกัดกร่อนในช่องว่าง
2. มีจุดสีเหลืองหรือสีน้ำตาลปรากฏบนผิวของสแตนเลส นั่นหมายความว่ามันเกิดสนิมหรือไม่?
ทั่วไปแล้วสนิมที่เกิดจากสารปนเปื้อนบนผิว เช่น ผงออกไซด์ของเหล็ก เศษจากการแปรรูป เป็นต้น คุณสามารถใช้ตัวทำความสะอาดสแตนเลสถอดออกได้และสังเกตว่ามีสัญญาณการกัดกร่อนหรือไม่
3. ทำไมสแตนเลสจึงเกิดสนิมหลังจากการเชื่อม?
กระบวนการเชื่อมจะเปลี่ยนโครงสร้างโลหะ หากไม่มีการทำความสะอาดด้วยกรดหลังเชื่อมและการทำให้กลับสู่สภาพเดิมในบริเวณที่เชื่อม การกัดกร่อนระหว่างเม็ดหรือการกัดกร่อนจากแรงตึงเครียดอาจเกิดขึ้นได้ง่าย
4. สแตนเลสสามารถตั้งไว้ใกล้ทะเลหรือสระว่ายน้ำเป็นเวลานานได้หรือไม่?
ใช่ แต่คุณจำเป็นต้องใช้สแตนเลสที่ผสมโลหะชนิดพิเศษ เช่น 316, 2205 หรือสแตนเลสซูเปอร์ และเสริมการบำรุงรักษาประจำวันพร้อมออกแบบมาตรการป้องกันการกัดกร่อน
5. วิธีการ判断ว่าสแตนเลสเกิดการกัดกร่อนหรือไม่?
สนิมที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า การเปลี่ยนสีผิว ความขรุขระ หรือการทดสอบศักย์ผิว การทดสอบอัตราการกัดกร่อนของสแตนเลสสามารถกำหนดได้ว่าการกัดกร่อนได้เริ่มต้นขึ้นหรือไม่
HNJBL เป็นผู้ผลิตและจัดจำหน่ายเหล็กมืออาชีพ ผลิตภัณฑ์หลักของบริษัทเรารวมถึงเหล็กคาร์บอน เหล็กสแตนเลส เหล็กทนการ摩损 เหล็กโครงสร้าง เหล็กเคลือบ เป็นต้น มีสเป็คครบถ้วน คุณภาพเสถียร และปริมาณเพียงพอ
+86 17611015797 (WhatsApp )
info@steelgroups.com