עמידות בפני קורוזיה וחריצים של Incoloy 925
1. מנגנוני ליבה של עמידות בפני קורוזיה וחריצים
תכולת כרום גבוהה (19.0-21.0 משקל%): כרום יוצר סרט פסיבי של תחמוצת כרום צפוף, נצמד ומתרפא בעצמו על פני הסגסוגת. סרט זה פועל כמחסום פיסיקלי וכימי, ומונע מיונים קורוזיביים (במיוחד Cl⁻) לחדור למצע ולהניע קורוזיה.
תוספת מוליבדן (2.5-3.5 משקל): מוליבדן הוא מרכיב מפתח לשיפור עמידות בפני קורוזיה מקומית. הוא משתתף ביצירת הסרט הפסיבי, ומשפר את יציבות הסרט וקומפקטיותו. חשוב מכך, מוליבדן יכול לעכב את ספיחת Cl⁻ על פני הסגסוגת ולמנוע את פירוק הסרט הפסיבי הנגרם מהצטברות יוני כלוריד.
סגסוגת נחושת (1.5-3.0 משקל%): נחושת משפרת את עמידות הסגסוגת בפני סביבות חומציות מפחיתות (למשל, חומצה גופרתית, מדיה של חומצה זרחתית) ומשפרת באופן סינרגטי את היציבות של הסרט הפסיבי בכלוריד- המכיל חומר מעורב.
פיקוח קפדני על יסודות מזיקים: כפי שצוין קודם לכן, הגבולות הנמוכים של C (פחות או שווה ל-0.03 wt%), S (פחות או שווה ל-0.015 wt%) ו-P (פחות או שווה ל-0.020 wt%) מונעים היווצרות של משקעי קרביד, תכלילים גופרתיים ופגמים אחרים. פגמים אלה הם אתרי התחלה פוטנציאליים עבור קורוזיה וחריצים; ביטולם מבטיח את אחידות הסרט הפסיבי ומבנה המצע.
משקעים מחזקים מיקרו-מבנה: לאחר טיפול חום מתאים (חישול תמיסה + יישון), הסגסוגת מזרזת שלב עדין (Ni₃(Ti,Al)) וקרבידים, המשפרים את החוזק המכני מבלי לפגוע משמעותית בעמידות בפני קורוזיה. הפיזור האחיד של המשקעים מונע הטרוגניות מיקרו-סטרוקטורליות שעלולות להוביל לקורוזיה מקומית.
2. ביצועים בסביבות קורוזיביות טיפוסיות
כלוריד-המכיל תמיסות מימיות: במי ים, מי מלח באגם מלח ובמי קירור תעשייתיים עם ריכוזי כלוריד גבוהים, הסגסוגת שומרת על עמידות מצוינת לבור.
עבור Incoloy 925, ערך PREN הוא בדרך כלל מעל 35, שהוא הרבה יותר גבוה מזה של פלדות אל-חלד אוסטניטיות רגילות (למשל, נירוסטה 304 עם PREN ≈ 18). ערך PREN גבוה זה מעיד על יכולתו החזקה לעמוד בפני קורוזיה של בור בסביבות כלוריד.
תרחישי קורוזיה של חרקים: בתנאי חריצים כגון חיבורי אוגן, חיבורים מוברגים ויריעות צינורות מחליפי חום, שבהם חומרים קורוזיביים עומדים נוטים להצטבר, Incoloy 925 מציג עמידות טובה בפני קורוזיה של חריצים. בדיקות הראו שבתמיסת 3.5% משקל NaCl ב-60 מעלות, הסגסוגת אינה מייצרת קורוזיה ברורה של חריצים גם לאחר טבילה ארוכת טווח-, בעוד פלדות אל-חלד קונבנציונליות עשויות לסבול מקורוזיה חמורה של חריצים באותם תנאים.
סביבות הפקת נפט וגז: בסביבות למטה המכילות יוני H₂S, CO₂ וכלוריד (מה-שנקרא "שירות חמוץ"), הסגסוגת עמידה בפני קורוזיה וחריצים הנגרמים על ידי פעולה משולבת של גזים ויונים קורוזיביים, מה שהופך אותה למתאימה לייצור צינורות, שסתומים ורכיבי באר.
אמצעי עיבוד כימיים: במדיה כגון חומצה גופרתית, חומצה זרחתית וחומצות אורגניות המכילות זיהומי כלוריד, הסגסוגת יכולה לשמור על ביצועים יציבים ללא כשל קורוזיה מקומי, אשר ישים לחלקים פנימיים של כור כימי, מערכות צינורות וחלקי שסתומי משאבה.
3. גורמים המשפיעים על עמידות בפני קורוזיה וחריצים
עליית טמפרטורה: טמפרטורות גבוהות יותר מאיצות את קצב הנדידה של יוני כלוריד ואת תגובת הקורוזיה האלקטרוכימית, ומפחיתות את היציבות של הסרט הפסיבי. כאשר הטמפרטורה עולה על 120 מעלות, עמידות הסגסוגת בפני קורוזיה וחריצים תרד בהדרגה, ויש לנקוט באמצעי הגנה מתאימים (כגון הפחתת ריכוז בינוני, שימוש במעכבי קורוזיה).
ריכוז יוני כלוריד: כאשר ריכוז יוני הכלוריד עולה על 10,000 ppm, הסיכון לקורוזיה בבור עולה. בסביבות מלח בריכוז- גבוה, נדרש ניטור קבוע של מצב פני הסגסוגת כדי למנוע התמוטטות פסיבית של הסרט.
גיאומטריה של חריץ: חריצים צרים ועמוקים נוטים יותר לגרום לקיפאון של חומרי מאכל ולהצטברות של יונים קורוזיביים, מה שמוביל לקורוזיה של חריצים. עיצוב מבני סביר (למשל, הימנעות מפינות חדות, שימוש באטמים בעלי עמידות טובה בפני קורוזיה) יכול להפחית סיכון זה.
תהליך ריתוך: תהליכי ריתוך לא תקינים (למשל, כניסת חום מוגזמת, ריתוך לא שלם) עלולים לגרום לרגישות של האזור המושפע בחום או להיווצרות פגמי ריתוך (למשל, נקבוביות, איחוי לא שלם), שהופכים לנקודות תורפה עבור קורוזיה וחריצים. אימוץ תהליכי ריתוך סטנדרטיים (GTAW, SMAW) ושליטה בפרמטרים של ריתוך יכולים למזער השפעות כאלה.
