المونيل 400 عبارة عن سبيكة من النيكل والنحاس الصلب ذات تركيبة نموذجية تبلغ حوالي 65% ني، و33% نحاس، بالإضافة إلى كميات صغيرة من الحديد والمنغنيز والكربون والسيليكون. ويستخدم على نطاق واسع في البيئات المائية بسبب مقاومته الممتازة للتآكل، ولكن أداءه يختلف بشكل كبير بين المياه العذبة ومياه البحر. المقارنة والتحليل الكمي هي كما يلي.
1. سلوك التآكل في المياه العذبة
تتميز المياه العذبة بشكل عام بملوحة منخفضة، وتركيز منخفض لأيونات الكلوريد، ودرجة حموضة محايدة أو قلوية ضعيفة، والأكسجين المذاب والنشاط الميكروبي محدود.
معدل التآكل الموحد
يشكل المونيل 400 طبقة أكسيد سلبية مستقرة وكثيفة تهيمن عليها أكاسيد/هيدروكسيدات النيكل والنحاس في المياه العذبة. يمنع هذا الفيلم بشكل فعال المزيد من الاتصال بين مصفوفة السبائك والوسائط المسببة للتآكل. في ظل درجة الحرارة العادية وظروف المياه العذبة الثابتة أو البطيئة التدفق، يكون معدل التآكل الموحد منخفضًا للغاية، وعادةً ما يكون أقل من 0.000025∼0.000051 مم/سنة (ما يعادل 0.001∼0.002 ملي لكل سنة).
خطر التآكل الموضعي
إن التآكل الحفري، وتآكل الشقوق، والتآكل الناتج عن الإجهاد (SCC) لا يكاد يذكر في المياه العذبة التقليدية. فقط في المياه العذبة شديدة الحموضة ذات الأكسجين المذاب العالي أو التلوث الصناعي الثقيل قد يحدث التآكل المحلي بمعدل بطيء.
أداء التطبيق
يمكن لـ Monel 400 تحقيق خدمة مستقرة طويلة المدى في أنظمة المياه العذبة مثل خطوط أنابيب مياه التبريد، وصهاريج التخزين، ومعدات معالجة المياه، وغالبًا ما يكون عمرها الافتراضي عقودًا في ظل ظروف التشغيل المناسبة.
2. سلوك التآكل في مياه البحر
مياه البحر عبارة عن إلكتروليت معقد يحتوي على نسبة عالية من الكلوريد (حوالي 19000 إلى 35000 ملجم / لتر)، ودرجة حموضة محايدة، وأكسجين مذاب وفير، وكائنات دقيقة بحرية. هذه العوامل تغير بشكل كبير آلية التآكل في Monel 400.
معدل التآكل الموحد
في مياه البحر المتدفقة جيدة التهوية، لا يزال Monel 400 يحتفظ بمقاومة جيدة للتآكل بشكل عام. يمكن إصلاح الفيلم السلبي ذاتيًا تحت التنظيف الهيدروديناميكي. يتم الحفاظ على معدل التآكل الموحد عمومًا عند 0.000025∼0.000127 ملم/سنة (0.001∼0.005 ملي سنويًا)، وهو قريب من ذلك في المياه العذبة.
خطر التآكل الموضعي (الفرق الرئيسي)
تآكل الشقوق: يمكن للتركيزات العالية من أيونات الكلوريد أن تخترق الطبقة السلبية وتدمرها، خاصة في مياه البحر الراكدة أو منخفضة التدفق، والشقوق، والمناطق التي يغطيها الحشف الحيوي البحري. يصبح تآكل الشقوق والتآكل هو نمط الفشل السائد، ويمكن أن يكون معدل التآكل المحلي أعلى بعشرات أو حتى مئات المرات من معدل التآكل الموحد.
التآكل الناجم عن الكبريتيد: في مياه البحر الساحلية أو البيئات الرسوبية الفقيرة بالأكسجين والملوثة، تنتج البكتيريا المختزلة للكبريتات كبريتيد الهيدروجين. يعتبر Monel 400 حساسًا لـ H2S، مما يؤدي إلى تسريع انهيار الفيلم والتآكل المحلي، وقد يؤدي أيضًا إلى تقصف الهيدروجين.
التآكل الناجم عن التدفق: عند معدلات التدفق العالية أو في ظل ظروف التجويف، فإن التأثير التآزري لغسل السوائل والتآكل الكهروكيميائي يزيد من معدل التآكل الإجمالي بشكل كبير.
أداء التطبيق
يستخدم Monel 400 على نطاق واسع في البيئات البحرية مثل خطوط أنابيب مياه البحر، والمضخات، والصمامات، وأعمدة المروحة، ولكنه يتطلب تدابير تصميمية مثل تجنب المناطق الميتة، وتقليل الشقوق، وتطبيق معالجات مضادة للحشف للسيطرة على التآكل الموضعي.
