Korrosionsbeständighet mellan Monel400 i sötvatten- och havsvattenmiljöer

Monel 400 är en legering i fast nickel-kopparlösning med en typisk sammansättning av cirka 65 % Ni, 33 % Cu, plus små mängder järn, mangan, kol och kisel. Den används ofta i vattenhaltiga miljöer på grund av dess utmärkta korrosionsbeständighet, men dess prestanda skiljer sig avsevärt mellan sötvatten och havsvatten. Jämförelsen och den kvantitativa analysen är som följer.

Sötvatten har i allmänhet låg salthalt, låg kloridjonkoncentration, neutralt eller svagt alkaliskt pH och begränsad löst syre och mikrobiell aktivitet.

Monel 400 bildar en stabil, tät passiv oxidfilm dominerad av nickel- och kopparoxider/hydroxider i sötvatten. Denna film blockerar effektivt ytterligare kontakt mellan legeringsmatrisen och korrosiva media. Under normal temperatur och statiska eller långsamt strömmande sötvattensförhållanden är dess enhetliga korrosionshastighet extremt låg, vanligtvis mindre än 0,000025–0,000051 mm/år (motsvarande 0,001–0,002 mpy, mils per år).

Gropkorrosion, spaltkorrosion och spänningskorrosion (SCC) är försumbara i konventionellt sötvatten. Endast i starkt surt sötvatten med högt löst syre eller kraftig industriell förorening kan lokal korrosion uppstå i långsam takt.

Monel 400 kan uppnå en långsiktig stabil drift i sötvattensystem som kylvattenledningar, lagringstankar och vattenbehandlingsutrustning, ofta med en livslängd på decennier under korrekta driftsförhållanden.

Havsvatten är en komplex elektrolyt med hög kloridhalt (cirka 19 000-35 000 mg/L), neutralt pH, rikligt med löst syre och marina mikroorganismer. Dessa faktorer förändrar kraftigt korrosionsmekanismen hos Monel 400.

I strömmande, välluftat havsvatten bibehåller Monel 400 fortfarande god allmän korrosionsbeständighet. Den passiva filmen kan självrepareras under hydrodynamisk skurning. Den enhetliga korrosionshastigheten hålls i allmänhet vid 0,000025-0,000127 mm/år (0,001-0,005 mpy), vilket är nära den i sötvatten.

Pitting och spaltkorrosion: Höga koncentrationer av kloridjoner kan penetrera och förstöra den passiva filmen, särskilt i stillastående eller lågflödesvatten, sprickor och områden som täcks av marin biopåväxt. Pitting och spaltkorrosion blir de dominerande fellägena, och den lokala korrosionshastigheten kan vara dussintals eller till och med hundratals gånger högre än den enhetliga korrosionshastigheten.

Sulfid-inducerad korrosion: I syrefattiga, förorenade kustvatten eller sedimentmiljöer producerar sulfatreducerande bakterier svavelväte. Monel 400 är känslig för H2​S, vilket påskyndar filmnedbrytning och lokal korrosion, och kan till och med inducera väteförsprödning.

Flödesinducerad erosion-korrosion: Vid höga flödeshastigheter eller under kavitationsförhållanden ökar den synergistiska effekten av vätskeskurning och elektrokemisk korrosion den totala korrosionshastigheten avsevärt.

Monel 400 används i stor utsträckning i marina miljöer som havsvattenledningar, pumpar, ventiler och propelleraxlar, men den kräver designåtgärder som att undvika döda zoner, minska sprickor och tillämpa antifouling-behandlingar för att kontrollera lokal korrosion.