280 likes | 510 Views
2. Ruostumattomien ter?sten pistekorroosio. Kloridit (ja bromi, iodi):Altistavat ruostumattomat ter?kset paikalliselle korroosiolle.Riski kasvaa kloridipitoisuuden ja l?mp?tilan kasvaessa.Riski on suurempi happamissa ja neutraaleissa liuoksissa kuin alkalisissa ymp?rist?iss?.Sulfaatti (ja NO3
E N D
1. RUOSTUMATTOMIEN TERÄSRAKENTEIDEN PAIKALLISEN KORROOSION RISKIN ARVIONTIP. Pohjanne, L. Carpén, P. Kinnunen ja T. Hakkarainen Teräsrakenteiden T&K päivät
Turku 20.-21.8.2008
2. 2 Ruostumattomien terästen pistekorroosio Kloridit (ja bromi, iodi):
Altistavat ruostumattomat teräkset paikalliselle korroosiolle.
Riski kasvaa kloridipitoisuuden ja lämpötilan kasvaessa.
Riski on suurempi happamissa ja neutraaleissa liuoksissa kuin alkalisissa ympäristöissä.
Sulfaatti (ja NO3- ja ClO3-, …):
Vähentää pistekorroosion riskiä kloridiliuoksissa,
Vaikutus on riippuvainen liuoksen kloridipitoisuudesta.
3. 3 Ruostumattomien terästen pistekorroosio Kloridi - sulfaattiliuokset:
Pistekorroosioriski pienenee sulfaattipitoisuuden (SO42-) kasvaessa.
Sulfaatti estää/hidastaa pistesyöpymien ydintymistä, pienentää pistekorroosion todennäköisyyttä, nostaa kriittistä pistekorroosiopotentiaalia, …
Liuoksen sulfaattipitoisuudelle on määritetty kynnysarvoja,esim. AISI 304L,
[Cl-]/[SO42-] = 0.5 tai [SO42-]/[Cl-]/ = 2
4. 4 Miksi tämä tutkimus? Ruostumattomien terästen paikallinen korroosio aiheuttaa usein odottamattomia vaurioita käyttöympäristöissä, joiden pitäisi koostumuksen perusteella olla täysin harmittomia.
vuotoja
säröja
esteettisiä haittoja
kaikkia vaikuttavia tekijöitä ei ole huomioitu / niitä ei tiedetä
eri tekijöiden riippuvuuksista ei ole riittävästi tietoa
5. 5
6. 6
7. 7 Miksi tämä tutkimus? HYPOTEESI
liuos väkevöityy haihtuessaan
pitoisuudet kasvavat
suolat kiteytyvät
ionisuhteissa tapahtuu muutoksia
ympäristö muutuu syövyttäväksi
8. 8 Tavoitteet Kehittää valmiudet ja menettelyt, joilla voidaan selvittää ruostumattomien terästen paikallisen korroosion vaara olosuhteissa, joissa tapahtuu liuosten väkevöitymistä ja ionisuhteiden muutoksia veden haihtumisen ja suolojen saostumisen vuoksi.
Kehittää kvantitatiivinen malli ruostumattomien terästen paikallisen korroosion esiintymisen riippuvuudelle keskeisten käyttövesissä esiintyvien ympäristömuuttujien arvojen yhdistelmistä.
Kehittää vesikemiamallit veden haihtumisen seurauksena tapahtuvalle konsentrotumiselle - Cl- ja SO42-.
Luoda mallien pohjalta työkalu pistekorroosioriskin arviointiin.
9. 9 Tulosodotus Malli (kaava/kaavat) ruostumattomien terästen paikallisen korroosion riskin arviointiin olosuhteissa, joissa tapahtuu liuosten väkevöitymistä ja ionisuhteiden muutoksia veden haihtumisen ja suolojen saostumisen vuoksi.
Korroosion todennäköisyys =
?(teräs, liuoksen koostumus, väkevöityminen, hapettavuus, lämpötila, kerrostumat)
Kvantitatiiviset riippuvuudet: yhtälöt, graafiset esitykset, 3D-kuvat, taulukkolaskenta ohjelmisto
10. 10 Materiaalit
11. 11 Pistekorroosionkestävyys sähkökemiallisilla polarisaatiomittauksilla Kriittisten pistekorroosiopotentiaalien (Ep) määritys polarisaatiokäyristä
Ep-arvot mallinnuksen tietokantana
12. 12 Kriittisen pistekorroosiopotentiaalin (Ep) määritys polarisaatiokäyrästä
13. 13 Perusmalli Pistekorroosiopotentiaalin riippuvuus liuoksen kloridi- , sulfaattipitoisuudesta ja lämpötilasta
14. 14 Ep mallinnus - 1
15. 15 Ep mallinnus - 2
16. 16 Ep mallinnus - 3
17. 17 3D-kuvia pistekorroosioriskin arviointiin
18. 18 3D-kuvia pistekorroosioriskin arviointiin - 2
19. 19 Suolojen saostumisen mallinnus Yksinkertaistettu oletus: liukoisuusrajoina voidaan käyttää puhtaiden kylläisten suolaliuosten ionituloja
NaCl-liukoisuus > Na2SO4 >> CaSO4
Arvioida kloridin ja sulfaatin väkevöitymistä ja ionisuhteiden muutoksia veden haihtumisen ja suolojen saostumisen seuraksena
Oikeellisuus verifioitiin vesikemialaskelmilla
20. 20 Natriumkloridn ja natriumsulfaatin liukoisuus
21. 21 Sadevesien väkevöityminen - esimerkki
22. 22 Sadevesien väkevöitymisen vaikutuskloridi / sulfaattisuhteeseen
23. 23 Pistekorroosioriskin arviointi - 1
24. 24 Pistekorroosioriskin arviointi - 2
25. 25 Pistekorroosioriskin arviointi - 3
26. 26 Pistekorroosioriskin arviointi - 4
27. 27 Yhteenveto
Ympäristötekijät voivat muuttua ratkaisevasti, jos vesiliuos väkevöityy riittävästi haihtumalla.
Haihtumisen takia liuoksesta alkaa saostua suoloja, jolloin liuokseen jäävien ionien pitoisuuksien suhteet muuttuvat
Erityisesti kalsiumsulfaatin liukoisuus veteen on huomattavan pieni
Kehitetyillä kvantitaavisilla malleilla voidaan arvioida valittujen koeterästen pistesyöpymisvaaraa erilaisissa ympäristöissä, joissa konsentroituminen on mahdollista.
Lopputuloksena Excel-pohjainen työkalu
Säilyvyys - Ohjelma ei ota huomioon pinnanlaaduun, liittämismenetelmien tai puhdistusten vaikutuksia
28. 28 Kiitokset TEKES
Outokumpu Stainless Oy
Kemira Oyj
Rautaruukki Oyj
Teräsrakenneyhdistys ry
VTT