Antykorozja

Z korozyjnego punktu widzenia szczególnie ważny jest fakt, że dzięki minimalnej zawartości węgla i krzemu stopy wysokoniklowe są bardzo odporne na zjawiska związane z korozją międzykrystaliczną, w tym wywoływane ich obróbką cieplną lub procesami spawalniczymi. Ten walor czyni je szczególnie przydatnymi w środowiskach „halogenkowych” oraz oksydacyjno-redukcyjnych. Podobnie pozytywnie zachowują się one we wrzących kwasach mineralnych o różnych stężeniach, notując rewelacyjnie niskie ubytki straty masy, np. dla kwasu solnego i siarkowego  granicach 0,2–0,5 mm  rocznie. Oczywiście – tak jak w przypadku pospolitych stali kwasoodpornych – tak i tu na trwałość wpływa właściwe przygotowanie powierzchni obejmujące zabiegi szlifierskie, z polerowaniem finalnym włącznie.

Ten warunek – dość kłopotliwy w praktyce przemysłowej – jest jednak gwarantem uzyskania należytej w praktyce odporności korozyjnej konstrukcji wykonanej ze stopów wysokoniklowych i każdy z dostawców ostrzega przed niebezpieczeństwami grożącymi ze strony zanieczyszczeń materiałami warsztatowymi, a to tłuszczami, siarką, fosforem, ołowiem i innymi niskotopliwymi materiałami. Niebezpieczne dla pełnej odporności korozyjnej stopów mogą być pozornie niegroźne zanieczyszczenia wniesione markerami, topliwymi miernikami temperatury, gazem ziemnym o zawartości siarki przekraczającej 0,1% czy olejem opałowym z zawartością ponad 0,5% tego pierwiastka. Środowisko obróbki cieplnej powinno być neutralne lub lekko utleniające i stałe podczas tego procesu, a obrabiane detale nie mogą być narażone na bezpośrednie działania płomieni. 
Informacje dotyczące końcowej obróbki powierzchni elementów konstrukcyjnych wykonywanych ze stopów wysokoniklowych są ważne dla praktyków o tyle, że ich zdolność ochronna zależy bowiem nie tylko od składu chemicznego stopu i własności tworzących go pierwiastków, ale też w istotnym stopniu od struktury pasywnej warstwy tlenkowej pokrywającej powierzchnie robocze urządzeń. Według opinii producentów zanieczyszczenia pooperacyjne (tlenki spawalnicze, odpryski) są znacznie silniej związane z podłożem niż w przypadku zwykłych stali chromoniklowych. Dlatego bezwzględnie konieczne jest ich usuwania metodą szlifowania taśmowego lub tarczowego z neutralnym chemicznie i bardzo drobnym ziarnem. Polerowanie do stanu wyjściowego jest w zasadzie wystarczającym sposobem obróbki końcowej, a tam gdzie założona jest obróbka chemiczna poprzez wytrawianie i pasywację powierzchni, dopuszczalne jest stosowanie tylko materiałów specjalnych i reżimu technologicznego, zgodnego z zadanym składem i zakresem stężeń kwasów, czasu oraz temperatury obróbki trawialniczej. 
Pomijając zawiłości natury metalurgicznej, w tym spawalniczej (sposoby budowania złącz arkuszy, ukosowanie blach, parametry prądowe), dla praktyki antykorozyjnej istotny jest fakt, że obecne główne zastosowanie stopów wysokoniklowych sprowadza się do wykładzin typu „platerowego”, poprzez montowanie wykładzin blaszanych na podłożu z węglowych stali konstrukcyjnych. Głównym obiektem chronionym tą metodą – przynajmniej do tej pory – są wewnętrzne powierzchnie króćców wlotowych absorberów w instalacjach odsiarczania spalin energetyki zawodowej. Informacyjnie – króćce są przeważnie krótkimi przewodami typu prostokątnego kanału o świetle rzędu 8 × 12 m i powierzchni sięgającej 200 m2 pracującym w bardzo trudnych warunkach. Dotychczasowe rozwiązania polegające na ich powłokowaniu żywicznym bądź izolacji płytami teflonowymi, ze względu na rosnące parametry eksploatacyjne z obciążeniem termicznym rzędu 140°C musiały ulec zmianie i zostały zastąpione „alloyem” w postaci blach o grubości 2-3 mm montowanym punktowo (spoiny otworowe) do podłoża stalowego. 
Wstępne doświadczenia – a omawiane rozwiązanie liczy sobie około 10 lat, co na praktykę antykorozyjną jest okresem wręcz niemowlęcym – potwierdzają słuszność i perspektywiczną przyszłość stopów wysokoniklowych tak w tym węźle technologicznym, jak i w podobnych, obciążonych spalinami surowych gazów kotłowych kontaktującym się z wodą lub narażonych na kwaśną kondensację pary wodnej. Wiadomo już bowiem, iż zagrożeniom wynikającym z termochemicznej natury tych środowisk nie sprostają powłoki żywiczne z napełniaczami barierowymi ani osłony z płyt polimerowych, głównie typu teflonowego. Być może sprawdziłyby się tu wykładziny gumopodobne, tworzone na bazie kauczuków fluorowych, będących kopolimerem fluorku winilidenu i sześciofluoropropylenu lub fluorku winilidenu i trójchloroetylenu. Tym materiałom, poza wystarczającą chemo- i termoodpornością, brakuje niestety równie trwałego kleju montażowego i ten problem w przewidywalnym okresie nie będzie rozwiązany. Dlatego przyszłość stopów wysokoniklowych jako materiału antykorozyjnego, szczególnie w obliczu intensyfikacji parametrów energetycznych, wydaje się oczywista, a do rozwiązania pozostają problemy:

• obliczeń statycznych i termodynamicznych dla wykładzin typu platerowego montowanych z „alloyów” na obiektach wielkopowierzchniowych. Proste metody, oparte na porównaniach współczynników rozszerzalności cieplnej podłoża i materiału wykładzinowego, są niewystarczające
• sprawdzenia trwałości złącz spawanych w układzie „podłoże-wykładzina”, szczególnie w obrębie połączeń nakładkowych i spoin otworowych
• upowszechnienie specjalizacji warsztatowej i poligonowej w zakresie obróbki   „alloyów” przez firmy krajowe
• pokonanie barier organizacyjno-technicznych wynikających z różnicy między powszechnie stosowanymi zwyczajami produkcyjnymi a warunkami właściwymi i wymaganymi dla obróbki stopów wysokoniklowych.             

Jarosław Święcki