MCI Presentatie ZUYD Corrosie 18-5-2021 PDF

CORROSIE Applied Science 18-5-2021  Wat doet MCI? Materials + Corrosion Investigations B.V. Onafhankelijk inspectie- en onderzoeksbedrijf gespecialiseerd in het “Gedrag van Materialen” 2  MCI’s TOTAL APPROACH 3  STEELMAKING 4  Corrosie; Hoe zit dat nu?...

CORROSIE Applied Science 18-5-2021  Wat doet MCI? Materials + Corrosion Investigations B.V. Onafhankelijk inspectie- en onderzoeksbedrijf gespecialiseerd in het “Gedrag van Materialen” 2  MCI’s TOTAL APPROACH 3  STEELMAKING 4  Corrosie; Hoe zit dat nu? De meest algemene definitie van “Corrosie” De degradatie van een materiaal door de reactie met een omgeving 5  Corrosie; Hoe zit dat nu? Kosten van Bestrijding Corrosie Preventie Schades Productie ONGEPLANDE verlies STOPS Kosten van corrosie voor alleen al de (petro)chemische industrie = 25% van het onderhoudsbudget! Voor de huidige Nederlandse industrie = ca. 10 miljard euro/jaar! 6  Corrosie; Hoe zit dat nu? In de natuur: Metaal in erts in de hoogste oxidatietoestand (Energetisch stabiel) Tijdens fabricage: Metaalionen worden gereduceerd tot een metaal, dit is de laagste oxidatietoestand (Energetisch onstabiel) Tijdens gebruik: Metaal keert terug naar zijn oorspronkelijke hogere oxidatietoestand (Terug energetisch stabiel) 7  Corrosie; Hoe zit dat nu? We onderscheiden 2 hoofdgroepen van corrosieprocessen: Natte corrosie: Oxidatie van een metaal naar metaalionen in een natte omgeving, waarbij elektronen transport kan plaatsvinden Aanwezigheid van een elektrolyt is vereist! Hoge temperatuur corrosie: Reactie van een metaal met een gasvormig medium, waarbij elektronen transport kan plaatsvinden door diffusie 8  Corrosie; Hoe zit dat nu? Metaal Potentiaal Magnesium (actief) - 1,32 De elektrochemische spanningsreeks Zink - zamak Z400 - 0,94 ▪ Geeft aan hoe graag een metaal terugkeert naar Zink - 0,78 zijn originele staat…(onedel = snel) Aluminium - 0,67 Zacht staal - 0,40 ▪ Hangt af van metaalsoort en het medium + Gietijzer - 0,35 andere factoren die samen de “corrosiepotentiaal 13% Cr-staal - 0,30 (E)” vormen 18% Cr- 8%Ni staal - 0,30 Lood - 0,26 ▪ De corrosiepotentiaal geeft aan waar de Messing (60-40) - 0,07 metaal/medium situatie in de “energieberg” zit Koper + 0,10 en welk “zetje” de elektronen nog moeten Monel K + 0,12 krijgen om een corrosiereactie te starten 70-30 cupronickel + 0,34 (=oxidatiedrang) Chroom en Chroom- + 0,40 nikkelstalen (passief) ▪ Bovenstaande is de drijvende-kracht voor een Zilver, Goud, Platina, etc. +++ corrosiereactie 9  Corrosie; Hoe zit dat nu? De “energieberg” M0 M++ E ΔE - Activering ΔE 10  Corrosie; Hoe zit dat nu? Re-dox reactie - Natte corrosie Anodic reaction (oxidation) Fysical corrosion M0 --> M n+ + ne- Cathodic reaction (reduction) O2 in water 4OH- 4OH- Total redox reaction 4Fe + 3O2 + 6H2O --> 4Fe3+ + 12 OH- --> 4Fe(OH)3 (oxidation layer) 12  Corrosie; Hoe zit dat nu? Differentiële cel van beluchting 13  Corrosie faalmechanismen Corrosievormen Algemene corrosie Galvanische corrosie Spleetcorrosie Pitting corrosie Interkristallijne corrosie Selectieve corrosie Erosie-corrosie Spanningscorrosie (SCC) Microbiologisch geïnduceerde corrosie Liquid Metal Embrittlement (LME) 14  Corrosion Engineering THE DEVIL IS IN THE DETAIL! Metal Electrolyte Design Electrochemical anodic/cathodic protection Material CORROSION Environment Replace or modify Isolate Change or modify Protective layers - Inhibition - Alloying - metallic - Heat treatment -Water treatment - non-metallic 15  Corrosie case – Sifons in hotelcomplex Structureel waargenomen bij de Herentoiletten Lekkages in de koud gedeformeerde sifons 16  Corrosie case – Sifons in hotelcomplex Craquelé in Chroomlaag 17  Corrosie case – Sifons in hotelcomplex Microscopisch beeld: Scheuren - transkristallijn verloop start vanuit putten Buitenzijde Binnenzijde 18  Corrosie case – Sifons in hotelcomplex Close-up putvorming: Interkristallijne aantasting aan binnenoppervlak sifon Buitenzijde Binnenzijde 19  Corrosie case – Sifons in hotelcomplex Hoge Zwavel Scanning Elektronen Microscopie piek - Sulfur EDX- puntanalyse 20  Corrosie case – Sifons in hotelcomplex Environment Material - Composition; - Type including - Composition contaminations - Microstructure; influences - Temperature of heat treatment - Flow - Surface quality - Electrochemical SCC circumstances (corrosion- potential) Mechanical load - Tensile (peak) stresses during use component - Residual stresses - Deformation kinetics 21 Condities nodig voor SCC  Corrosie case – Sifons in hotelcomplex SCC: Materiaal / Medium combinaties MATERIAL MEDIUM Inter-granular Trans-granular C-steel nitrates Cyanides alkali hydroxides (caustic) carbonates/bicarbonates (liquid) ammonia CrNi(Mo) SS Polythionic acid chlorides chlorides alkali hydroxides (caustic) alkali hydroxides (caustic) CuZn ammonia ; ammonia salts mercury salts; nitrite connections !!! Depending of concentrations, temperature and pH !!! 22  Corrosie case – Sifons in hotelcomplex Conclusie ▪ Materiaal – Medium – Temperatuur – Spanningen ✔ ▪ Ammonia Stress Corrosion Cracking (NH3-SCC) Waarom alleen bij de herentoiletten en waar komt ammoniak/nitraat vandaan?? 23  Corrosie case – Sifons in hotelcomplex 24  Bedankt voor de aandacht! Nog vragen? 25