Khả năng chống ăn mòn của Monel K500 đối với các axit mạnh như axit clohydric và axit sunfuric
1. Khả năng chống ăn mòn của axit clohydric
Pha loãng axit clohydric (nồng độ nhỏ hơn hoặc bằng 5%) ở nhiệt độ phòng: Khi không có không khí hoặc các tác nhân oxy hóa, Monel K500 cho thấy tốc độ ăn mòn thấp (Nhỏ hơn hoặc bằng 0,1 mm/năm) và khả năng chống ăn mòn tốt. Nguyên tố đồng trong hợp kim tạo thành một màng clorua đồng mỏng và dày đặc trên bề mặt, có thể ức chế sự ăn mòn thêm của ma trận. Tuy nhiên, nếu dung dịch được sục khí hoặc chứa các ion oxy hóa (ví dụ Fe³⁺, Cu²⁺), màng thụ động sẽ bị phá hủy và tốc độ ăn mòn sẽ tăng lên đáng kể.
Axit clohydric đậm đặc (nồng độ > 10%) hoặc nhiệt độ cao: Monel K500 không thể chống lại sự ăn mòn trong môi trường này. Khi nhiệt độ vượt quá 60 độ, ngay cả axit clohydric loãng cũng sẽ gây ra sự ăn mòn đồng đều nghiêm trọng hoặc ăn mòn rỗ cho hợp kim, kèm theo sự giải phóng hydro. Trong axit clohydric đậm đặc, tốc độ ăn mòn có thể vượt quá 1 mm/năm, dẫn đến vật liệu bị mỏng đi hoặc hư hỏng nhanh chóng.
Hạn chế ứng dụng công nghiệp: Monel K500 không được khuyến nghị sử dụng cho các thiết bị tiếp xúc trực tiếp với axit clohydric đậm đặc hoặc axit clohydric loãng nóng. Nó chỉ có thể được sử dụng trong các tình huống cụ thể củahệ thống axit clohydric loãng đã được khử khí ở nhiệt độ phòng.
2. Khả năng chống ăn mòn của axit sunfuric
Pha loãng axit sulfuric (nồng độ nhỏ hơn hoặc bằng 10%) ở nhiệt độ phòng: Tương tự như axit clohydric loãng, Monel K500 có khả năng chống ăn mòn tốt trong axit sunfuric loãng đã khử khí, tốc độ ăn mòn dưới 0,05 mm/năm. Các nguyên tố niken và đồng trong hợp kim phối hợp với nhau tạo thành một màng sunfat bảo vệ, giúp cách ly ma trận khỏi môi trường ăn mòn.
Axit sulfuric nồng độ-trung bình (10% < nồng độ < 70%): Độ ăn mòn của axit sulfuric tăng mạnh trong khoảng này. Ở nhiệt độ phòng, tốc độ ăn mòn của Monel K500 có thể đạt 0,5–2 mm/năm; khi nhiệt độ tăng lên 50 độ trở lên, dễ xảy ra hiện tượng ăn mòn rỗ và ăn mòn giữa các hạt, điều này không phù hợp để sử dụng lâu dài.
Axit sulfuric đậm đặc (nồng độ lớn hơn hoặc bằng 90%) ở nhiệt độ phòng: Axit sulfuric đậm đặc có đặc tính oxy hóa mạnh, có thể làm cho bề mặt Monel K500 tạo thành một lớp màng thụ động dày đặc bao gồm niken sunfat và đồng sunfat, do đó cho thấy khả năng chống ăn mòn tuyệt vời (tốc độ ăn mòn Nhỏ hơn hoặc bằng 0,02 mm/năm). Điều này là do môi trường oxy hóa mạnh giúp ổn định màng thụ động và ngăn không cho nó bị hòa tan bởi axit. Tuy nhiên, khi nhiệt độ vượt quá 80 độ, màng thụ động sẽ mất tác dụng bảo vệ và hợp kim sẽ bị ăn mòn nghiêm trọng.
Mẹo ứng dụng công nghiệp: Monel K500 có thể được sử dụng cho các linh kiện tronghệ thống axit sulfuric đậm đặc ở nhiệt độ phòng-(ví dụ: lớp lót bể chứa, van đường ống), nhưng phải tránh tiếp xúc với axit sunfuric đậm đặc-trung bình hoặc axit sunfuric đậm đặc nóng.
3. Các yếu tố chính ảnh hưởng đến khả năng chống ăn mòn
Điều kiện sục khí: Oxy trong dung dịch axit là yếu tố chính làm tăng tốc độ ăn mòn. Khử khí có thể cải thiện đáng kể khả năng chống ăn mòn của Monel K500 trong axit loãng; ngược lại, sục khí sẽ gây ăn mòn cục bộ.
Nhiệt độ: Nhiệt độ tăng sẽ làm tăng tốc độ ăn mòn theo cấp số nhân. Đối với hầu hết các môi trường axit, tốc độ ăn mòn của Monel K500 tăng gấp đôi khi nhiệt độ tăng lên 20 độ.
Ion tạp chất: Sự có mặt của Cl⁻, Br⁻, Fe³⁺ và các ion khác sẽ phá hủy màng thụ động trên bề mặt hợp kim, gây ra hiện tượng ăn mòn rỗ và nứt ăn mòn ứng suất.
