EP5 Material SS.304-316 L

มีผลต่อการกัดกร่อนอย่างไร?

 

  Stainless Steel เป็นเหล็กกล้าในกลุ่มที่มีความต้านทานการกัดกร่อนโดยมีธาตุหลักคือโครเมียม (Cr)ผสมอยู่อย่างน้อย10.5 % ขึ้นไป ความต้านทานการกัดกร่อนของสเตนเลส นี้เกิดจากการทําปฏิกิริยาของธาตุโครเมียมและออกซิเจนกลายเป็นโครเมียมออกไซด์ที่มีลักษณะเป็นชั้นฟิล์ม Passive Film Layer บางๆไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าชั้นฟิล์มนี้จะช่วยปกป้องผิวสเตนเลสจากสารกัดกร่อน และสามารถซ่อมแซมตัวเองได้เมื่อถูกทําลาย

  แม้ว่าสเตนเลสจะมีความต้านทานต่อการกัดกร่อนได้ดีแต่ก็สามารถเกิดการกัดกร่อนได้เช่นกันโดยปัจจัยหลักที่ทําให้สเตนเลส มีความเสี่ยงต่อการถูกกัดกร่อน ได้แก่ สภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์สูง, ได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิสูง, สัมผัสกับโลหะอื่น, ขาดการทําความสะอาดและดูแลรักษาอย่างถูกวิธี

 

การกัดกร่อนของสเตนเลสแบ่งเป็น

 

  1. Pitting Corrosion การกัดกร่อนแบบรูเข็ม

  การกัดกร่อนแบบรูเข็มโดยทั่วไปจะเกิดจากคลอไรด์ที่มีอยู่ในสารละลายหรือในบรรยากาศ รูปแบบของการกัดกร่อนจะ เกิดขึ้นเฉพาะจุดมีลักษณะเป็นรูเล็กๆ การกัดกร่อนแบบรูเข็ม เป็นรูปแบบของการกัดกร่อนที่อันตรายรูปแบบหนึ่งเนื่องจากลักษณะที่เกิดนั้นสามารถขยายตัวลึกลงไปเรื่อยๆซึ่งยากต่อ การมองเห็น

   

  2. Crevice Corrosion การกัดกร่อนในที่อับ

  การกัดกร่อนในที่อับคือ ลักษณะการกัดกร่อนบริเวณผิวส่วนที่ถูกปิดหรืออับอากาศและสัมผัสโดยตรงกับสารกัดกร่อน สารดังกล่าวจะทําลายชั้นฟิล์มโครเมียมออกไซด์โดยที่ชั้นฟิล์มไม่สามารถถูกสร้างขึ้นมาทดแทนในส่วนที่ถูกทําลายนี้ได้ เนื่องจากออกซิเจนเข้าถึงได้ยากจนทําให้เกิดการกัดกร่อนลุกลามการกัดกร่อนลักษณะนี้ส่วนใหญ่จะมีสาเหตุมาจาก การออกแบบและการติดตั้งชิ้นงานที่ไม่เหมาะสมเป็นสําคัญ

 

  3. Galvanic Corrosion การกัดกร่อนแบบศักย์ไฟฟ้า

  การกัดกร่อนแบบศักย์ไฟฟ้าเป็นรูปแบบหนึ่งของการกัดกร่อนซึ่งเกิดขึ้นเมื่อโลหะสองชนิดที่มีศักย์ไฟฟ้าแตกต่างมาสัมผัสกัน (Electrolyte) ส่งผลทําให้เกิดการไหลเวียนของกระแสไฟฟ้าโดยโลหะที่มีศักย์ไฟฟ้าน้อยกว่าเรียกว่าแอโนด(Anode) จะถูกกัดกร่อนในขณะวัสดุที่มีศักย์ไฟฟ้าสูงกว่าเรียกว่าแคโทด(Cathode)จะคงมีความต้านทานการกัดกร่อนเช่นเดิม หากศักย์ไฟฟ้าของโลหะทั้งสองที่สัมผัสกันมีความแตกต่างกันมากเท่าไรความรุนแรงในการกัดกร่อนก็ยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

 

  4. Intergranular Corrosion การกัดกร่อนตามขอบเกรน

  การกัดกร่อนตามขอบเกรนคือลักษณะการกัดกร่อนที่เกิดขึ้นตาม ขอบเกรนอันเนื่องจากสเตนเลสเกิดการสูญเสียปริมาณโครเมียม บริเวณขอบเกรนไปรวมกับคาร์บอน กลายเป็นผลึกของ โครเมียมคาร์ไบด์ ส่งผลให้บริเวณขอบเกรนมีโครเมียม ลดลงเรียกปรากฎการณ์นี้ว่าเซนซิไทเซชัน(Sensitization)ซึ่งมี โอกาสเกิดขึ้นได้กับสเตนเลสชนิดออสเตนิติกที่อุณภูมิการใช้งาน ระหว่าง 450-850 องศาเซลเซียสเช่นการให้ความร้อนในงานเชื่อม เป็นเวลานานทําให้บริเวณขอบเกรนมีโครเมียมลดลงต่ำกว่า0.5% จนสูญเสียความเป็นสเตนเลสหรือสูญเสียความสามารถในการ ต้านทานการกัดกร่อนไปนั่นเองนอกจากนี้ยังสามารถเกิดเซนซิไทเซชันกับสเตนเลสชนิดเฟอร์ริติกได้เช่นเดียวกันโดยจะเกิดทีที่อุณภูมิ การใช้งานสูงกว่า 900 องศาเซลเซียส

 

  5. Stress Corrosion Cracking การกัดกร่อนเนื่องจากความเค้น

  การกัดกร่อนเนื่องจากความเค้นคือลักษณะการกัดกร่อนซึ่งเกิดกับสเตนเลสที่ถูกใช้งานในสภาวะแวดล้อมที่มีสารกัดกร่อน โดยมีความเค้น มากระทํากับเนื้อสเตนเลสความเสียหายลักษณะนี้ ผิวสเตนเลสอาจไม่ถูกกัดกร่อนหรือไม่มีเปลี่ยนแปลงแต่ในเนื้อสเตนเลสจะมีรอยร้าวเล็กๆอยู่มากมาก ซี่งองค์ประกอบที่ทําให้เกิดการกัดกร่อนเนื่องจากความเค้นมาจาก

ความเค้นเนื่องจากแรงดึง และ สภาพแวดล้อมทีมีสารกัดกร่อนและอุณหภมิสูง ซึ่งการป้องกันการกัดกร่อนสามารถทําได้โดย การเลือกใช้สเตนลสที่เหมาะสมต่อสภาพการใช้งานเช่นใช้เกรด 304 หรือใช้เกรด 316L

 

  เมื่อพิจารณาคุณสมบัติและผลกระทบต่อการกัดกร่อนของวัสดุ เกรด 304 และ เกรด316L พบว่ามีความแตกต่างกันทางส่วนประกอบทางเคมีโดย

   - เกรด 304 ประกอบด้วยโครเมียม 18% และนิกเกิล 8%, ที่มีความทนทานต่อการกัดกร่อนในสภาพทั่วไป.

   - ส่วน SS.316L ประกอบด้วยโครเมียม 16%, นิกเกิล 10%, และโมลิบดีนัม 2%, ทำให้มีความทนทานต่อการกัดกร่อนสูงกว่า SS.304

 

Composition (%)
grade	Carbon ( C) ≤	Manganese (Mn) ≤	Phosphorus (P) ≤	Sulfur (S) ≤	Silicon (Si) ≤	Chromium (Cr)	Nikel (Ni)	Molybdenum (Mo)
304	0.08	2.00	0.045	0.030	1.00	18.0-20.0	8.0-11.0	-
316L	0.035	2.00	0.045	0.030	1.00	16.0-18.0	10.0-14.0	2.0-3.0

 

   ผลิตภัณฑ์ที่ทำจากสแตนเลสเกรด 316L มีองค์ประกอบคล้ายกับเกรด 304 ซึ่งเป็นวัสดุที่มีความทนทานต่อการกัดกร่อน และสนิมได้ดีกว่าสแตนเลสเกรดอื่น ๆ เนื่องจากมีส่วนผสมของโมลิบดีนัมที่สูงกว่าในสแตนเลสเกรดอื่นๆ ทั้งนี้การมีโมลิบดีนัม (Mo) ยังช่วยให้สแตนเลส ทนต่อกรด ทนต่อเคมีได้ดี ซึ่งช่วยให้สแตนเลสเกรด 316L มีความทนทานต่อสภาพแวดล้อมที่มีความเป็นกรด-เบสสูงมากขึ้น ทนทานต่อการกัดกร่อน และการเกิดสนิมได้ดีกว่าเกรด 304

  นอกจากนี้ สแตนเลสเกรด 316L ยังมีความต้านทานต่อการเกิดความเค็ม และความร้อนได้ดี ทำให้มักนิยมใช้งานในงานที่ต้องการความทนทานสูง เช่น งานด้านอุตสาหกรรมที่มีสารเคมี งานโรงงานที่มีความเค็มสูง งานด้านทางอุตสาหกรรมต่อเรือ และโครงสร้างที่อยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีความเค็มสูง และกลุ่มเครื่องมือแพทย์ เป็นต้น