A feszültségkorróziós repedés három változót igényel:
Alkalmazott vagy maradó feszültségek
Vizes korrozív közeg (a kloridok és a hidrogén-szulfid gyakoriak)
Emelkedett hőmérsékletek
Mindhárom tényező nélkül az SCC nem tud továbblépni. Amikor azonban jelen vannak, a szakértők egy sor modellt és mechanizmust javasolnak a feszültségkorróziós repedés magyarázatára.
Az általánosan elfogadott modellek közé tartozik
Adszorpciós modell:Különleges vegyi anyagok adszorbeálódnak a repedés felületén, és csökkentik a törési feszültséget.
Filmszakadási modell:A stressz lokálisan felszakítja a passzív filmet, és aktív-passzív sejtet hoz létre. Az újonnan képződött passzív film feszültség hatására ismét felszakad, és a ciklus a meghibásodásig folytatódik.
Már meglévő aktív útvonal modell:A már meglévő utak, például a szemcsehatárok, ahol intermetallikusok és vegyületek képződnek, kitágulnak és eltúloznak, így a fém gyengébb lesz.
Embrittlement modell:A hidrogén ridegség az SCC egyik fő mechanizmusa az acélok és más ötvözetek, például a titán esetében. A hidrogénatomok a repedés hegyére diffundálnak, és rideggé teszik a fémet.
Mindezen változókon felül az SCC ösztönzéséhez szükséges környezeti feltételek a szóban forgó fémtől vagy ötvözettől függően is változnak.
Például a szénacélok a leginkább érzékenyek a forró nitrát-, hidroxid- és karbonát- vagy bikarbonátoldatokra.
A nagy szilárdságú acélok a hidrogén-szulfidok áldozatává válhatnak.
Az ausztenites rozsdamentes acélok különösen érzékenyek a forró, tömény klorid oldatokra és a klórral szennyezett gőzre.
Azonban a duplex acélok -- az ausztenites és ferrites kohászati összetételükkel -- jellemzően ellenállnak a magasabb hőmérsékleteknek, mielőtt az SCC-támadásnak alávetik magukat. Ez kiváló választássá teszi őket olyan magas hőmérsékletű folyamatokhoz, amelyekben az SCC kockázata áll fenn.
Tekintse meg az alábbi táblázatot a további környezeti tényezőkért:
|
Szénacélok |
Nátrium-hidroxid (NaOH) oldatok |
|
|
Nátrium-hidroxid (NaOH) plusz nátrium-szulfát (NA2SiO4) oldatok |
|
|
Kalcium-nitrit (CaN2O4), ammónium-nitrit (H4N2O2) és nátrium-nitrit (NaNO2) oldatok |
|
|
Savas hidrogén-szulfid (H2S) oldatok |
|
|
Tengervíz |
|
|
Karbonát és bikarbonát oldatok |
|
Rozsdamentes acélok |
Savas klorid oldatok |
|
|
Nátrium-klorid (NaCl) és hidrogénszennyeződés-szeroxid (H2O2) |
|
|
Tengervíz |
|
|
Hidrogén-szulfid (H2S) |
|
|
Nátrium-hidroxid (NaOH) és hidrogén-szulfid (H2S) oldatok |
|
|
Kondenzáló gőz a kloridos vizekből |