อิทธิพลของอุณหภูมิและความเข้มข้นของสารละลายผสม ระหว่างกรดไฮโดรคลอริกและโซเดียมคลอไรด์ ต่อการผุกร่อนภายใต้ความเค้นของเหล็กกล้าไร้สนิม AISI 316 L

Abstract

งานวิจัยนี้ศึกษาลักษณะของการผุกร่อนภายใต้ความเค้นของเหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 316L ในสารละลายผสมระหว่างกรดไฮโดรคลอริก (0-10 โมล/ลิตร) และเกลือโซเดียมคลอไรด์ (0-6 โมล/ลิตร) ที่อุณหภูมิ 32°c, 42°c , 55°c และ 75°c โดยทำการทดสอบด้วยวิธี U- bend test และวัดเส้นโพลาไร เซชั่นด้วยเครื่องโพเทนทีโอสเตต ผลการทดลองนำเสนอในรูปของแผนภูมิการผุกร่อนภายใต้ความเค้น (SCC diagram) กราฟอัตราการผุกร่อน และกราฟเส้นโพลาไรเซชั่น พบว่า ที่อุณหภูมิ 32°c เมื่อความเข้มข้นของไฮโดรเจนอิออน และคลอไรด์อิออนในสารละลายผสมเพิ่มขึ้น ลักษณะของการผุกร่อนจะรุนแรงขึ้น และแบ่งออกได้เป็น 3 ช่วง คือ ช่วงไม่สังเกตเห็นการผุกร่อน ช่วงการผุกร่อนแบบรูพรุนและการผุกร่อนทั่วไปแบบสม่ำเสมอ และช่วงการผุกร่อนทั่วไปแบบไม่สม่ำเสมอ แต่ไม่สังเกตเห็นรอยแตกร้าว การทดลองที่อุณหภูมิ 42°c, 55°c, 75°c ได้ผลเช่นเดียวกับที่อุณหภูมิ 32°c แต่การผุกร่อนจะรุนแรงกว่า เมื่อเปรียบเทียบที่ความเข้มข้นเดียวกัน การเพิ่มความเข้มข้นของไฮโดรเจนอิออนและคลอไรค์อิออน และอุณหภูมิ มีผลทำให้เสถียรภาพของฟิล์มพาสซีฟบนผิวเหล็กกล้าไร้สนิมเกรดนี้ลดลง เมื่อเปรียบเทียบผลของการผุกร่อนภายใต้ความเค้นของเหล็กกล้าไร้สนิมเกรด316L กับเกรด 304 ในสภาวะการทดสอบวิธี U - bend test และในสารละลายผสมระหว่างกรดไฮโดรคลอริกและเกลือโซเดียมคลอไรค์ที่ความเข้มข้นเดียวกัน พบว่า เหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 316L จะไม่เกิดรอยแตกร้าว เป็น เพราะว่าเหล็กกล้าไร้สนิมเกรดนี้มีความต้านทานต่อการผุกร่อนภายใต้ความเค้นดีกว่า เนื่องจากอิทธิพลของการเติมธาตุ Mo ช่วยทำให้ฟิล์มพาสซีฟมีเสถียรภาพดีกว่า จากการวัดเส้นโพลาไรเซชั่นที่อุณหภูมิ 30°c พบว่าความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าพาสซีฟ (Ip) สูงขึ้น เมื่อความเข้มข้นของไฮโดรเจนอิออนและคลอไรด์อิออนสูงขึ้น แสดงว่า ฟิล์มพาสซีฟมีเสถียรภาพลดลง ซึ่งสอดคล้องกับผลการวิจัยนี้ และเมื่อเปรียบเทียบเส้นโพลาไรเซชั่นของเหล็กกล้าไร้สนิมเกรดนี้ กับเกรด 304 L พบว่าเหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 316L มีช่วงพาสซิวิตี้กว้างกว่าและมีศักย์ไฟฟ้าของการผุกร่อน (ECORR) สูงกว่าเกรด 304L แสดงว่าฟิล์มพาสซีฟของมันแข็งแรงกว่า