Odporność na korozję pomiędzy Monel400 w środowisku wody słodkiej i morskiej

Monel 400 to stop niklowo-miedziany w roztworze stałym o typowym składzie około 65% Ni, 33% Cu oraz niewielkich ilości żelaza, manganu, węgla i krzemu. Jest szeroko stosowany w środowiskach wodnych ze względu na doskonałą odporność na korozję, ale jego działanie różni się znacznie w przypadku wody słodkiej i morskiej. Porównanie i analiza ilościowa przedstawiają się następująco.

Woda słodka ma na ogół niskie zasolenie, niskie stężenie jonów chlorkowych, neutralne lub słabo zasadowe pH oraz ograniczoną aktywność rozpuszczonego tlenu i drobnoustrojów.

Monel 400 tworzy stabilną, gęstą pasywną warstwę tlenkową zdominowaną przez tlenki/wodorotlenki niklu i miedzi w wodzie słodkiej. Powłoka ta skutecznie blokuje dalszy kontakt matrycy stopu z mediami korozyjnymi. W normalnej temperaturze i statycznych lub wolno płynących warunkach słodkiej wody jego równomierna szybkość korozji jest wyjątkowo niska, zwykle mniejsza niż 0,000025–0,000051 mm/rok (co odpowiada 0,001–0,002 mpy, mils rocznie).

Korozja wżerowa, korozja szczelinowa i pękanie korozyjne naprężeniowe (SCC) są nieistotne w konwencjonalnej wodzie słodkiej. Tylko w silnie kwaśnej wodzie słodkiej z dużą zawartością rozpuszczonego tlenu lub w przypadku ciężkich zanieczyszczeń przemysłowych, lokalna korozja może zachodzić powoli.

Monel 400 może zapewnić długoterminową, stabilną pracę w systemach wody słodkiej, takich jak rurociągi wody chłodzącej, zbiorniki magazynujące i urządzenia do uzdatniania wody, często o żywotności kilkudziesięciu lat w odpowiednich warunkach pracy.

Woda morska to złożony elektrolit o wysokiej zawartości chlorków (około 19 000–35 000 mg/l), neutralnym pH, dużej ilości rozpuszczonego tlenu i mikroorganizmów morskich. Czynniki te znacznie zmieniają mechanizm korozji Monel 400.

W płynącej, dobrze napowietrzonej wodzie morskiej Monel 400 nadal utrzymuje dobrą ogólną odporność na korozję. Folię pasywną można naprawić samodzielnie poprzez szorowanie hydrodynamiczne. Jednolita szybkość korozji utrzymuje się na ogół na poziomie 0,000025–0,000127 mm/rok (0,001–0,005 mpy), co jest zbliżone do szybkości korozji w wodzie słodkiej.

Korozja wżerowa i szczelinowa: Wysokie stężenia jonów chlorkowych mogą przeniknąć i zniszczyć warstwę pasywną, szczególnie w stojącej lub słabo przepływającej wodzie morskiej, szczelinach i obszarach pokrytych biologicznymi osadami morskimi. Korozja wżerowa i szczelinowa stają się dominującymi rodzajami awarii, a lokalna szybkość korozji może być dziesiątki, a nawet setki razy większa niż szybkość korozji jednolitej.

Korozja wywołana siarczkami: W ubogiej w tlen, zanieczyszczonej przybrzeżnej wodzie morskiej lub w środowiskach osadowych bakterie redukujące siarczany wytwarzają siarkowodór. Monel 400 jest wrażliwy na H2​S, który przyspiesza rozpad powłoki i lokalną korozję, a nawet może powodować kruchość wodorową.

Erozja-korozja wywołana przepływem: Przy dużych prędkościach przepływu lub w warunkach kawitacji synergistyczny efekt szorowania płynu i korozji elektrochemicznej znacznie zwiększa ogólną szybkość korozji.

Monel 400 jest szeroko stosowany w środowiskach morskich, takich jak rurociągi wody morskiej, pompy, zawory i wały napędowe, ale wymaga środków projektowych, takich jak unikanie martwych stref, zmniejszanie szczelin i stosowanie zabiegów przeciwporostowych w celu kontroli miejscowej korozji.