Blog Ko Buijs - het gedrag van Roestvast Staal in organische zuren
Organische zuren hebben gewoonlijk een licht reducerend karakter. Ondanks dit feit kunnen deze zuren toch tamelijk corrosief zijn voor de gebruikelijke typen roestvast staal AISI304 en zelfs soms 316. Dat is zeker het geval indien er verontreinigingen in deze zuren aanwezig zijn. In de regel neemt de corrosiviteit toe door afnemende afmetingen van het zuurmolecuul.
Door Ko Buijs - Innomet Consultancy BV
Dat betekent dat mierenzuur de agressiefste is van alle zuivere organische zuren. Azijnzuur is in zuivere toestand iets minder corrosief, maar als er verontreinigingen aanwezig zijn, kan de agressiviteit aanzienlijk toenemen. Azijnzuur is aanwezig als oplosmiddel in het proces om tereftaalzuur te bereiden. Hierdoor kunnen ernstige corrosieve omstandigheden ontstaan. Dan wordt er nog wel eens uitgeweken naar het metaal titaan dat prima presteert in zo’n dergelijk milieu.
(azijnzuur)
Propionzuur en boterzuur zijn minder agressief, maar bij hoge temperaturen of als er verontreinigingen aanwezig zijn, kunnen ze corrosieproblemen opleveren bij laag gelegeerd roestvast staal. Vetzuren zijn het minst agressief, maar deze zuren kunnen tijdens de verwerking toch nog behoorlijk corrosief zijn. Dit is vooral het geval indien er zuren met lagere molecuulgewichten in de vetzuurmengsels achterblijven. Ook is dit het geval als het vetzuur watervrij is. Verontreinigingen zijn in organische zuren aanwezig in de vorm van katalysatoren of als verontreinigingen zoals chloriden, ijzer- of koperionen en peroxiden. In dit geval zijn de ijzer- en koperionen driewaardig. Als deze koper- of ijzerionen aanwezig zijn, krijgt het milieu een sterker oxiderend karakter. Onder zulke omstandigheden kan de corrosiviteit feitelijk enigszins afnemen. Aan de andere kant kan de gelijktijdige aanwezigheid van chloriden aanleiding geven tot het risico van putcorrosie of scheurvormende corrosie. Dit houdt in dat het moeilijk kan zijn om uit te maken of het gedrag van een bepaald materiaal zal voldoen als het proces verontreinigingen bevat. Organische zuren worden in de regel vrijwel nooit in volledig zuivere toestand verwerkt en dat maakt het vaak zo complex om tot een goede materiaalkeuze te komen. In dat geval is het raadzaam een corrosiespecialist te raadplegen. Ook kan men zich afvragen hoe duplex en superduplex zich in organische zuren gedragen. Duplex roestvast staal vertoont over het algemeen een hogere weerstand tegen corrosie in organische zuren.
De corrosiebestendigheid is inderdaad aanzienlijk hoger dan die van standaard austenitische typen roestvast staal. In veel gevallen is deze weerstand zelfs vergelijkbaar met die van nikkellegeringen. Elektrochemische metingen hebben aangetoond dat er sprake is van passief gedrag van duplex in zuiver azijnzuur van verschillende concentraties. Als er chloriden worden toegevoegd, neemt het passieve gebied wel af. Duplex bevindt zich op de grens van passiviteit, terwijl superduplex en Alloy 28 hun passieve toestand weten te handhaven. De beperkingen van superduplex blijken te liggen bij mierenzuur met concentraties tussen 40 en 80% bij een temperatuur van meer dan 100°C. Bij deze omstandigheden moet een nikkellegering of zelfs soms het metaal zirkoon worden toegepast. Duplex roestvast staal heeft een hoge corrosieweerstand tegen azijnzuur en tereftaalzuur die verontreinigd zijn met halogenen tijdens specifieke corrosietesten. De corrosieweerstand is beduidend beter dan die van austenitische typen roestvast staal. Duplex roestvast staal biedt superieure corrosieweerstand en in sommige gevallen tegen een prijs die overeenkomt met die van standaard austenitisch roestvast staal. Dat betekent dat duplex typen een interessant alternatief vormen voor apparatuur met betrekking tot de verwerking van organische zuren. Dat het qua prijs zo interessant kan zijn, is te danken aan de veel betere mechanische eigenschappen van duplex waardoor men veelal op de helft van de wanddikte kan construeren.