Атмосферостойкая сталь (т.е. атмосферостойкая сталь) относится к низколегированной стали с хорошей атмосферной коррозионной стойкостью, изготовленной путем добавления определенного количества Cu, P, C или Ni, Mo, Nb, Ti и других легирующих элементов в сталь. В промышленных и сельских атмосферных условиях атмосферостойкая сталь обладает отличной стойкостью к атмосферной коррозии благодаря образованию плотной и стабильной оксидной защитной пленки на поверхности ее подложки, которая препятствует проникновению коррозионных сред. Однако структура слоя ржавчины, образованного коррозией на поверхности обычной углеродистой стальной подложки, рыхлая и имеет микротрещины, что не может действительно защитить подложку стали.
Механизм коррозионной стойкости
С точки зрения влияния продуктов коррозии на процесс коррозии, атмосферная коррозия стали представляет собой процесс, в котором кислород в воздухе подвергается электрохимическим реакциям через слой ржавчины в присутствии водной пленки. Слой ржавчины состоит из рыхлого внешнего слоя ржавчины и плотного внутреннего слоя ржавчины, и легирующие элементы в стали в основном действуют через влияние внутреннего слоя ржавчины. В продуктах коррозии атмосферостойкой стали можно наблюдать обогащение плотных внутренних слоев ржавчины Cu, P и Cr. Высокая коррозионная стойкость атмосферостойкой стали связана не только с высоким импедансом внутреннего слоя ржавчины, но и с плотной и мелкозернистой структурой внутреннего слоя ржавчины и обогащением Cu и P. Наличие этого плотного внутреннего слоя ржавчины отражается в электрохимическом поведении стали, которое затрудняется анодным процессом. Процесс постепенного улучшения его плотности в процессе коррозии точно иллюстрирует характеристику более длительного времени и более высокой коррозионной стойкости.
Атмосферная коррозия
С глобальной точки зрения основные компоненты атмосферы остаются в значительной степени неизменными. По экспериментальным измерениям, состав воздуха по объему составляет примерно 78% азота, 21% кислорода, 0,94% редких газов, 0,03% углекислого газа и 0,03% других газов и примесей. Из-за природного местоположения, климата и загрязнения окружающей среды человеком состав атмосферы стал сложным и разнообразным, и некоторые вредные компоненты показывают тенденцию к постепенному увеличению. Особенно глобальные кислотные дожди, вызванные диоксидом серы и диоксидом азота в воздухе, усугубляют коррозию стальных материалов, несмотря на отсутствие естественного диоксида серы и диоксида азота. Однако подавляющее большинство этих основных загрязнителей воздуха генерируется человеческой деятельностью. Как только загрязнители диоксида серы и диоксида азота, выбрасываемые человеком, попадают в атмосферу, они могут быть преобразованы в вторичные загрязнители, такие как азотная и серная кислоты, которые легко растворяются в воде и образуют кислые капли воды, возвращающиеся на землю в виде кислотных дождей, кислотного снега и т.д.
Различные типы примесей в атмосфере оказывают различное влияние на скорость коррозии стали. Наибольшее влияние на скорость коррозии стали оказывают диоксид серы в промышленной атмосфере и солевые частицы в океанической атмосфере, а в чистой сельской атмосфере скорость коррозии стали очень низкая. Атмосферная коррозия стали представляет собой сложную систему, и, помимо загрязнения окружающей среды человеком, скорость коррозии также связана со скоростью и направлением ветра, температурой и осадками, периодом росы, солнечной радиацией, сезонными изменениями и даже естественной пылью в атмосфере. Даже при одинаковых внешних условиях скорость коррозии на обратной стороне стали значительно выше, чем на солнечной стороне, из-за накопления дождевой воды.
Использование
Атмосферостойкая сталь широко используется в стальных конструкциях, таких как здания, транспортные средства, мосты и башни, благодаря своей отличной коррозионной стойкости. Существует три основных способа использования атмосферостойкой стали: открытое использование, использование с покрытием и использование после стабилизационной обработки ржавчины.
(1) Открытое использование
Наиболее распространенное использование атмосферостойкой стали - это открытое использование. Через 3-10 лет использования слой ржавчины на поверхности атмосферостойкой стали постепенно стабилизируется, развитие коррозии замедляется, и внешний вид приобретает красивый шоколадный цвет.
Из-за влияния таких факторов, как химический состав стали, условия эксплуатации, удержание воды и накопление пыли в конструктивных деталях, а также механический износ, процесс стабилизации слоя ржавчины в атмосферостойкой стали подвергается воздействию. Поэтому, если использовать неправильно и условия формирования стабильного слоя ржавчины нарушены, атмосферостойкая сталь также будет подвергаться сильной коррозии.
(2) Применение покрытия
Во многих отраслях, таких как строительство, мосты и транспортные средства, атмосферостойкая сталь, как и обычная сталь, в основном используется для покрытия. По сравнению с обычной сталью, покрытая атмосферостойкая сталь демонстрирует чрезвычайно высокую коррозионную стойкость. Однако из-за увеличения затрат на использование и операционных процедур трудно широко использовать покраску на крупных компонентах.
(3) Использование после стабилизационной обработки
В начале на поверхность компонента наносится обработка, чтобы сократить процесс формирования стабилизированного слоя ржавчины атмосферостойкой стали. Это позволяет не только избежать явления подвешивания желтой ржавчины на ранней стадии использования атмосферостойкой стали, предотвратить загрязнение, но и сформировать стабильный слой ржавчины. Хотя открытое использование является экономичным и уникальным методом использования атмосферостойкой стали, для завершения процесса стабилизации слоя ржавчины в естественной среде требуется значительное количество времени. До формирования стабилизированного слоя ржавчины часто происходит раннее подвешивание ржавчины и загрязнение окружающей среды.
