Czy roztwór wodny NaCl 6% może być długotrwale stosowany w kontakcie z AISI 304 / 1.4301?

Stal nierdzewna zawdzięcza swoją odporność korozyjną warstwie tlenków chromu - warstwa pasywna na powierzchni stali. Niestety jony chlorkowe (ale również inne halogenki, bromki, jodki, fluorki) niszczą tą warstwę i inicjują proces korozji jak dla zwykłych stali czarnych.

Z tego względu wszystkie środowiska, związki zawierające chlorki są dla stali nierdzewnych niebezpieczne. Krótkotrwały kontakt ze środowiskiem bogatym w chlorki (nawet o bardzo wysokim stężeniu chlorków) nie wywoła korozji, jeżeli po nim umożliwi się ponowną pasywację powierzchni stali, np. przez zmycie wodą, wystawienie na swobodny kontakt z tlenem atmosferycznym, wykonanie pasywacji chemicznej. Jeżeli natomiast długotrwale eksploatujemy stal nierdzewną w środowisku chlorków korozja może wystąpić, ale to też zależy od sposobu kontaktu z powierzchnią, czy roztwór jest w stagnacji lub w ruchy, czy powierzchnia jest cyklicznie spryskiwana, itd.

Biorąc pod uwagę stałe oddziaływanie podanego środowiska 6%NCl to przy długotrwałym kontakcie i braku czynników umożliwiających odbudowę warstwy pasywnej to stal nierdzewna może szybko ulec korozji. Woda morska to roztwór ok 3,5%NaCl (35000ppm) do nawet 5,0% i powszechnie widać jej korozyjne oddziaływanie na elementy ze stali nierdzewnych.

Dostępne są zestawiania odporności stali nierdzewnych w kontakcie z wodą o rożnym udziale chlorków. Udział chlorków zwykle podawany jest w ppm (części na milion) lub mg/l. Dla wody wodociągowej udział chlorków to < 200ppm. Dla solanki >50000ppm czyli uogólniając 5%NaCl (w wodzie występują też inne sole ale NaCl stanowi zwykle ok 80% wszystkich soli w wodzie morskiej). W artykule zamieszczonym w poradach eksperta (http://www.stalenierdzewne.pl/694/rura-z-woda-morska-95c-i-schlodzona-20c) podano wykresy występowania korozji wżerowej, szczelinowej w zależności od stężenia chlorków i temperatury wody. Na ich podstawie można stwierdzić, że gatunek 1.4301 /1.4307 będzie ulegać korozji wżerowej przy stężeniu ok 400ppm chlorków w wodzie o temperaturze 20°C.

Roztwór wodny 6%NaCl będzie mieć podobne wymagania odnośnie do stosowanych gatunków co solanka, czyli gatunki wysokostopowe stali austenitycznych z dodatkiem molibdenu np. 1.4565 i 1.4529 a także stale typu duplex 1.4462, 1.4410. Więcej w temacie solanki tutaj (http://www.stalenierdzewne.pl/873/instalacja-solanki-o-stezeniu-26g-cm3).

Wystąpienie korozji w solance jest też uzależnione od innych czynników, nie tylko udziału chlorów. Istotna jest temperatura, pH oraz udział tlenu w wodzie. Solanki bardziej natlenione mają większą skłonność do wywoływania korozji. Podobnie wzrost zawartości chlorków i spadek pH zwiększała korozyjność roztworów solankowych. Opracowano ranking stali nierdzewnych według ich odporności na korozję w roztworach solanki (od najmniej do najbardziej odpornego: UNS S31603 < UNS N08904, UNS S32205 < UNS S31254, UNS S32750 < UNS S34565 < UNS S32654.

Podsumowując zadane pytanie - Nie, roztwór wodny NaCl 6% nie powinien być długotrwale stosowany w kontakcie z AISI 304 / 1.4301 ponieważ wywoła korozję szczelinową i wżerową.
Środkiem zaradczym na wystąpienie korozji w kontakcie z podanym roztworem będzie ograniczenie czasu kontaktu, eliminacja warunków stagnacji cieczy, okresowe płukanie instalacji i jej pasywacja.