Стійкість до корозії між Monel400 у прісноводному та морському середовищі

Monel 400 — це твердий розчин нікелю та міді, типовий склад якого становить приблизно 65% Ni, 33% Cu, а також невеликі кількості заліза, марганцю, вуглецю та кремнію. Він широко використовується у водних середовищах завдяки чудовій стійкості до корозії, але його продуктивність суттєво відрізняється у прісній воді та морській воді. Порівняння та кількісний аналіз є такими.

Прісна вода, як правило, має низьку солоність, низьку концентрацію іонів хлориду, нейтральний або слабколужний рН, а також обмежену активність розчиненого кисню та мікробів.

У прісній воді Monel 400 утворює стабільну щільну пасивну оксидну плівку, в якій переважають оксиди/гідроксиди нікелю та міді. Ця плівка ефективно блокує подальший контакт між матрицею сплаву та корозійним середовищем. За нормальної температури та статичних чи повільно поточних умов прісної води її рівномірна швидкість корозії надзвичайно низька, зазвичай менше ніж 0,000025~0,000051 мм/рік (еквівалентно 0,001~0,002 mpy, mils на рік).

Точкова корозія, щілинна корозія та корозійне розтріскування під напругою (SCC) незначні у звичайній прісній воді. Лише в сильно кислій прісній воді з високим вмістом розчиненого кисню або важким промисловим забрудненням локальна корозія може відбуватися з повільною швидкістю.

Monel 400 може забезпечити тривалу стабільну роботу в системах прісної води, таких як трубопроводи охолоджувальної води, резервуари для зберігання та обладнання для очищення води, часто з терміном служби десятиліттями за належних умов експлуатації.

Морська вода є складним електролітом з високим вмістом хлоридів (близько 19 000 ~ 35 000 мг/л), нейтральним pH, великою кількістю розчиненого кисню та морськими мікроорганізмами. Ці фактори сильно змінюють механізм корозії Monel 400.

У проточній, добре аерованій морській воді Monel 400 все ще зберігає хорошу загальну стійкість до корозії. Пасивна плівка може самостійно відновлюватися за допомогою гідродинамічного очищення. Рівномірна швидкість корозії зазвичай підтримується на рівні 0,000025~0,000127 мм/рік (0,001~0,005 mpy), що близько до рівня прісної води.

Точкова та щілинна корозія: Високі концентрації іонів хлориду можуть проникнути в пасивну плівку та знищити її, особливо в застійній або слабкій морській воді, тріщинах і зонах, вкритих морським біообростанням. Точкова і щілинна корозія стають домінуючими видами руйнування, і швидкість локальної корозії може бути в десятки або навіть сотні разів вищою за рівномірну швидкість корозії.

Сульфід-індукована корозія: у бідній киснем забрудненій прибережній морській воді або осадових середовищах сульфатвідновлюючі бактерії виробляють сірководень. Monel 400 чутливий до H2​S, який прискорює руйнування плівки та локальну корозію, і навіть може викликати водневу крихкість.

Ерозія-корозія, спричинена потоком: за високих швидкостей потоку або в умовах кавітації синергічний ефект розмивання рідини та електрохімічної корозії значно збільшує загальну швидкість корозії.

Monel 400 широко використовується в морських середовищах, таких як трубопроводи для морської води, насоси, клапани та гребні вали, але він вимагає конструктивних заходів, таких як уникнення мертвих зон, зменшення щілин і застосування засобів проти обростання для контролю локальної корозії.