Vil alternerende våte-tørre omgivelser akselerere korrosjonen til 400 Monel

Monel 400 er en legering i nikkel-fast kobber-oppløsning med utmerket korrosjonsbestandighet i mange nøytrale, reduserende og marine miljøer. Generelt kan alternerende våte-tørre forhold akselerere korrosjonen til Monel 400 sammenlignet med kontinuerlig nedsenking eller helt tørre forhold, og mekanismen gjenspeiles hovedsakelig i følgende aspekter:

I en fullstendig nedsenket tilstand er det oppløste oksygenet i løsningen relativt begrenset, og en relativt stabil passiv eller korrosjonsbestandig-film kan dannes på overflaten av Monel 400. I den våttørre syklusen fordamper og kondenserer væskefilmen på legeringsoverflaten gjentatte ganger. Under det tørre stadiet trenger oksygen kontinuerlig gjennom den tynne væskefilmen og anrikes lokalt, og danner en oksygenkonsentrasjonscelle på overflaten. Dette fører til lokal elektrokjemisk heterogenitet, noe som gjør at områdene med lavt oksygeninnhold fungerer som anoder og akselererer lokal oppløsning.

Når overflatefuktigheten fordamper, vil kloridioner, sulfidioner og andre etsende medier i sjøvann, jord eller industrielt atmosfærisk miljø konsentreres i den resterende væskefilmen. Økningen av ionekonsentrasjon vil redusere stabiliteten til overflatefilmen til Monel 400 betydelig, fremme nedbrytningen av den passive filmen og indusere gropkorrosjon og sprekkkorrosjon. Spesielt i marine atmosfæriske og kystnære plaskesoner, som er typiske våt-tørre vekslende miljøer, er gropkorrosjonshastigheten til Monel 400 åpenbart høyere enn i dyp sjøvann.

Ved gjentatt fukting og tørking vil adsorpsjon og desorpsjon av vannmolekyler, samt dannelse og dehydrering av korrosjonsprodukter, forårsake svak volumutvidelse og sammentrekning av overflatelaget. Denne sykliske volumendringen produserer vekslende mekanisk påkjenning, som lett kan forårsake sprekker og avskalling av overflatekorrosjonsproduktfilmen. Den nylig eksponerte legeringsmatrisen er mer aktiv, og korrosjonsreaksjonen fortsetter kontinuerlig, og danner en syklus av filmbrudd-re-korrosjon-re-ruptur.

Vekslende våt-tørre miljøer er egnet for overlevelse og reproduksjon av mikroorganismer som sulfat-reduserende bakterier og jernbakterier. Mikrober danner biofilmer på legeringsoverflaten, og skaper et lokalt surt og reduserer mikromiljøet. Denne biologiske effekten vil ytterligere bryte den termodynamiske stabiliteten til Monel 400 og akselerere elektrokjemisk korrosjon, spesielt i industrielt avløpsvann og jordmiljøer med organisk materiale.

Det skal imidlertid understrekes at Monel 400 fortsatt viser bedre ytelse enn vanlig karbonstål og mange rustfrie stål under våt-tørre vekslende forhold. Akselerasjonseffekten er relativt betydelig bare i tøffe miljøer med høyt kloridholdig og sure urenheter.