El acero resistente a la corrosión atmosférica (es decir, acero resistente a la intemperie) se refiere a un acero de baja aleación con buena resistencia a la corrosión atmosférica hecho al agregar una cierta cantidad de Cu, P, C o Ni, Mo, Nb, Ti y otros elementos de aleación al acero. En ambientes atmosféricos industriales y rurales, el acero resistente a la intemperie tiene una excelente resistencia a la corrosión atmosférica debido a la formación de una película protectora de óxido densa y estable en su superficie de sustrato, que impide la entrada de medios corrosivos. Sin embargo, la estructura de la capa de óxido formada por corrosión en la superficie del sustrato de acero al carbono ordinario es suelta y tiene microgrietas, lo que no puede proteger verdaderamente el acero del sustrato.
Mecanismo de resistencia a la corrosión
Desde la influencia de los productos de corrosión en el proceso de corrosión, la corrosión atmosférica del acero es un proceso en el que el oxígeno en el aire sufre reacciones electroquímicas a través de la capa de óxido en presencia de una película de agua. La capa de óxido está compuesta por una capa de óxido externa suelta y una capa de óxido interna densa, y los elementos de aleación en el acero actúan principalmente a través de la influencia de la capa de óxido interna. En los productos de corrosión del acero resistente a la intemperie, se puede observar que las capas de óxido internas densas de Cu, P y Cr están enriquecidas. La alta resistencia a la corrosión del acero resistente a la intemperie no solo está relacionada con la alta impedancia de la capa de óxido interna, sino también con el tamaño de grano denso y fino de la capa de óxido interna y el enriquecimiento de Cu y P. La presencia de esta capa de óxido interna densa se refleja en el comportamiento electroquímico del acero, que se ve obstaculizado por el proceso anódico. El proceso de mejorar gradualmente su densidad durante el proceso de corrosión ilustra precisamente la característica de un tiempo más prolongado y una mayor resistencia a la corrosión.
Corrosión atmosférica
Desde una perspectiva global, los componentes principales de la atmósfera permanecen en gran medida sin cambios. A través de mediciones experimentales, la composición del aire por volumen es aproximadamente 78% nitrógeno, 21% oxígeno, 0.94% gases raros, 0.03% dióxido de carbono y 0.03% otros gases e impurezas. Debido a la ubicación natural, el clima y la contaminación ambiental humana, la composición de la atmósfera se ha vuelto compleja y diversa, con algunos componentes dañinos mostrando una tendencia de aumento gradual. Especialmente la lluvia ácida global causada por el dióxido de azufre y el dióxido de nitrógeno en el aire exacerba la corrosión de los materiales de acero, a pesar de la ausencia de dióxido de azufre y dióxido de nitrógeno de origen natural. Sin embargo, la gran mayoría de estos contaminantes básicos del aire son generados por actividades humanas. Una vez que los contaminantes de dióxido de azufre y dióxido de nitrógeno emitidos por los humanos ingresan a la atmósfera, pueden convertirse en contaminantes secundarios como ácido nítrico y ácido sulfúrico, que son fácilmente solubles en agua y forman gotas de agua ácida que regresan al suelo para formar lluvia ácida, nieve ácida, etc.
Diferentes tipos de impurezas en la atmósfera tienen efectos variados en la tasa de corrosión del acero. El impacto del dióxido de azufre en la atmósfera industrial y las partículas de sal en la atmósfera oceánica en la tasa de corrosión del acero es el mayor, y la tasa de corrosión del acero es muy baja en un entorno atmosférico rural puro. La corrosión atmosférica del acero es un sistema complejo, y además de la contaminación ambiental humana, la tasa de corrosión también está relacionada con la velocidad y dirección del viento, temperatura y precipitaciones, período de rocío, radiación solar, cambios estacionales, e incluso el polvo natural en la atmósfera. Incluso bajo las mismas condiciones externas, la tasa de corrosión en la parte trasera del acero es significativamente mayor que en el lado soleado debido a la acumulación de agua de lluvia.
Uso
El acero resistente a la intemperie ha sido ampliamente utilizado en estructuras de acero como edificios, vehículos, puentes y torres debido a su excelente resistencia a la corrosión. Hay tres formas principales de usar acero resistente a la intemperie: uso expuesto, uso con recubrimiento y uso después del tratamiento de estabilización de óxido.
(1) Uso al desnudo
El uso más común del acero resistente a la intemperie es expuesto. Después de 3 a 10 años de uso, la capa de óxido en la superficie del acero resistente a la intemperie se estabiliza gradualmente, el desarrollo de la corrosión se ralentiza y la apariencia adquiere un hermoso color chocolate.
Debido a la influencia de factores como la composición química del acero, el entorno de uso, la retención de agua y la acumulación de polvo en los detalles estructurales, y el desgaste mecánico, el proceso de estabilización de la capa de óxido en el acero resistente a la intemperie se ve afectado. Por lo tanto, si se usa incorrectamente y se interrumpen las condiciones de formación de la capa de óxido estable, el acero resistente a la intemperie también experimentará una corrosión severa.
(2) Aplicación de pintura
En muchos departamentos como construcción, puentes y vehículos, el acero resistente a la intemperie, al igual que el acero ordinario, se utiliza principalmente para recubrimiento. En comparación con el acero ordinario, el acero resistente a la intemperie recubierto exhibe una resistencia a la corrosión extremadamente superior. Sin embargo, debido al aumento de los costos de uso y los procedimientos operativos, es difícil utilizar ampliamente la pintura en componentes grandes.
(3) Usado después del tratamiento de estabilización
Al principio, se aplica un tratamiento a la superficie del componente para acortar el proceso de formación de la capa de óxido estabilizada del acero resistente a la intemperie. Esto no solo puede evitar el fenómeno de colgadura de líquido de óxido amarillo en la etapa inicial del uso del acero resistente a la intemperie, prevenir la contaminación, sino también formar una capa de óxido estable. Aunque el uso expuesto es un método económico y único de usar acero resistente a la intemperie, se necesita una cantidad considerable de tiempo para completar el proceso de estabilización de la capa de óxido en el entorno natural. Antes de formar la capa de óxido estabilizada, a menudo ocurren colgaduras de líquido de óxido temprano y contaminación voladora del entorno circundante.
