Kỹ thuật

Tại sao Thép không gỉ đôi khi hỏng nhanh hơn Thép carbon

5
Tại sao thép không gỉ đôi khi hỏng nhanh hơn thép cacbon
Thép không gỉ có thể hỏng nhanh hơn thép cacbon trong các điều kiện cụ thể do cơ chế ăn mòn cục bộ thâm nhập sâu mặc dù tổng thể có khả năng chống gỉ vượt trội. Thép cacbon thường bị ăn mòn đồng đều hơn, cho phép phụ cấp bảo vệ trước khi vi phạm, trong khi lớp crom của thép không gỉ bị phá vỡ dưới clorua hoặc ứng suất, dẫn đến rỗ nhanh chóng.

Các loại hỏng chính

Thép không gỉ, đặc biệt là các loại austenit, bị nứt do ăn mòn ứng suất (SCC) trong môi trường giàu clorua hoặc ứng suất cao, gây ra hỏng giòn đột ngột. Thép cacbon thường chịu đựng do mỏi ăn mòn nói chung, xuống cấp theo thời gian. Rỗ trong thép không gỉ tạo thành các lỗ sâu ảnh hưởng đến tính toàn vẹn nhanh hơn so với rỉ sét bề mặt của thép carbon.

Tác nhân môi trường

Tiếp xúc với clorua, giống như trong môi trường biển, tấn công lớp thụ động của thép không gỉ, đẩy nhanh quá trình hỏng hóc. Nhiệt độ cao hoặc ứng suất kéo làm trầm trọng thêm SCC trong thép không gỉ, không giống như thép cacbon chịu mài mòn đồng đều hơn. Các cặp điện làm giảm hiệu suất không gỉ mà không có lớp phủ.

Tác động thuộc tính vật liệu

Cường độ chảy thấp hơn trong thép không gỉ dẫn đến biến dạng dưới tải, đẩy nhanh quá trình bắt đầu vết nứt. Carbon cao hơn của thép cacbon làm tăng độ dẻo dai ban đầu nhưng cần được bảo vệ. Tản nhiệt kém trong không gỉ trong quá trình gia công hoặc sử dụng tạo ra ứng suất cục bộ.

🔥 Tại sao Thép không gỉ đôi khi hỏng nhanh hơn Thép carbon — Sự thật mà hầu hết các kỹ sư bỏ qua

Trong nhiều năm, thép không gỉ đã được tiếp thị là vật liệu “an toàn”.

Chống ăn mòn. Không cần bảo trì. Một khoản đầu tư dài hạn.

Nhưng trong môi trường công nghiệp thực tế thì sao?

👉 Thép không gỉ có thể bị hỏng một cách thảm khốc — và thường nhanh hơn thép carbon.

Đây là lý do tại sao điều này xảy ra, và tại sao rất nhiều nhóm bảo trì tài sản lại đánh giá thấp rủi ro.

1️⃣ Ăn mòn do clorua: Kẻ giết người thầm lặng
Thép không gỉ phụ thuộc vào một lớp màng thụ động mỏng oxit crom.

Nhưng khi clorua (Cl⁻) xâm nhập vào môi trường — nước biển, tháp làm mát, nước thải công nghiệp, thậm chí cả nước máy — chúng sẽ tấn công lớp màng này.

Điều tiếp theo là các vết rỗ sâu, nhọn, hình kim xuất hiện nhanh chóng, có thể xuyên thủng kim loại mà không báo trước.

🧪 Tại sao nó nguy hiểm:

Thép carbon bị ăn mòn đồng đều. Thép không gỉ bị hỏng đột ngột do bị tấn công cục bộ.

2️⃣ Nhạy cảm hóa: Khi thép không gỉ mất đi “tính không gỉ”
Ở nhiệt độ 450°C–850°C, cacbua crom hình thành ở ranh giới hạt.

Điều này làm giảm lượng crom trong kim loại xung quanh, phá hủy lớp màng thụ động.

Kết quả là gì?

⚠️ Ăn mòn giữa các hạt (IGC) — nứt dọc theo ranh giới giữa các hạt.

Thường gặp ở:

• Khu vực hàn

• Vùng ảnh hưởng nhiệt

• Các bộ phận được chế tạo không đúng cách
Một đường hàn bằng thép không gỉ có thể trông hoàn hảo từ bên ngoài…

…cho đến khi nó bắt đầu bị hỏng từ bên trong.

3️⃣ Ăn mòn khe hở: Cuộc tấn công bạn không thể nhìn thấy
Gioăng, cặn bám, vòng đệm, các mối nối chặt — tất cả đều tạo ra môi trường vi mô tù đọng.

Bên trong những khe hở này:

• Lượng oxy bị cạn kiệt

• Clorua tập trung

• Lớp màng thụ động bị sụp đổ
💥 Ăn mòn khe hở tiến triển mạnh mẽ và vô hình, thường nhanh hơn ăn mòn rỗ.

Thép carbon không có đặc tính này.

Thép không gỉ thì có — đặc biệt là các loại 304 và 316.
📌 Các sự cố thực tế (Các trường hợp thực tế trong ngành)
👉 Giàn khoan ngoài khơi – Hỏng đường ống thép không gỉ 316L

Nước biển giàu clorua gây ra hiện tượng rỗ dưới lớp cách nhiệt (CUI).

Rò rỉ xảy ra khi chỉ còn độ dày 1,5 mm.

👉 Nhà máy dược phẩm – Hỏng mối hàn giữa các lớp thép không gỉ (IGC)

Hiện tượng nhạy cảm mối hàn gây ra nứt, mặc dù bồn chứa “mới tinh”.

👉 Nhà máy khử muối – Ăn mòn khe hở ở van thép không gỉ 304

Gioăng bị giữ lại nước clorua → ăn mòn khe hở nghiêm trọng trong vòng 6 tháng.

Cả ba sự cố đều có một điểm chung:

Các kỹ sư cho rằng thép không gỉ là “an toàn”.

💡 Vậy khi nào thép carbon hoạt động tốt hơn?

Điều đáng ngạc nhiên là, trong:

• Môi trường có hàm lượng clorua cao

• Điều kiện lắng đọng dưới lớp phủ

• Vùng chất lỏng tù đọng

• Hoạt động ở nhiệt độ cao

• Khu vực có thực hành hàn kém
Với chất ức chế, lớp phủ và CP thích hợp — thép carbon vẫn có thể dự đoán và kiểm soát được.

Thép không gỉ?

Không phải lúc nào cũng vậy.

 

https://lnkd.in/dPs7Grug
#StainlessSteel #CarbonSteel #CorrosionEngineering #MaterialsFailure #OilAndGasIndustry #AssetIntegrity #SCTPreparation

Thép không gỉ, Thép carbon, Kỹ thuật chống ăn mòn, Hư hỏng vật liệu, Ngành công nghiệp dầu khí, Tính toàn vẹn tài sản, Chuẩn bị SCTP

(St.)

0 ( 0 bình chọn )

NGUYỄN QUANG HƯNG BLOG

https://nguyenquanghung.net
Kỹ sư cơ khí, bảo dưỡng, sửa chữa, tư vấn, thiết kế, chế tạo, cung cấp, lắp đặt thiết bị, hệ thống.

Ý kiến bạn đọc (0)

Để lại một bình luận

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *