Υπάρχουν ουσίες που προκαλούν μόνο τοπική διατάραξη του παθητικού στρώματος του ανοξείδωτου χάλυβα, οδηγώντας έτσι σε διάβρωση περιορισμένης έκτασης σε αντίθεση με την εκτεταμένη ή ολική διάβρωση που εξετάσαμε νωρίτερα. Η μικροδιάβρωση είναι μια τέτοιας μορφής διάβρωση που χαρακτηρίζεται από την προσβολή του μετάλλου σε μικρές διακριτές περιοχές της επιφάνειάς του.

Η μικροδιάβρωση ή διάβρωση με βελονισμό ή τρηματική διάβρωση λαμβάνει χώρα όταν ο ανοξείδωτος χάλυβας εκτίθεται σε περιβάλλον ουδέτερων ή όξινων διαλυμάτων που περιέχουν χλωρίδια. Ιόντα από χλωριούχα διαλύματα συντελούν στην τοπική κατάρρευση του παθητικού στρώματος Cr2Ο3. Μία ρωγμή στο τελευταίο πυροδοτεί μια γαλβανική αντίδραση όπου η περιοχή του απροστάτευτου μετάλλου καθίσταται η άνοδος ενώ αυτή που την περιβάλει – με το άθικτο στρώμα - η κάθοδος.Αυτή η δυσμενής αναλογία στις επιφάνειες ανόδου και καθόδου πυροδοτεί ραγδαία διάβρωση στην ευπαθή επιφάνεια του μετάλλου που αποτελεί την άνοδο.

Όταν το μέταλλο διαβρώνεται, διαλυμένα μεταλλικά ιόντα δημιουργούν συνθήκες χαμηλού pH pH είναι ένας τρόπος έκφρασης της συγκέντρωσης των ιόντων υδρογόνου σε ένα υδατικό διάλυμα. Με pH συμβολίζεται ο αρνητικός δεκαδικός λογάριθμος της συγκέντρωσης των ιόντων υδρογόνου [Η+] στο διάλυμα pH = -log[H+]. Αποτελεί μέτρο οξύτητας ή αλκαλικότητας μιας χημικής ουσίας, εξ’ ου και αναφέρεται ως ενεργός οξύτητα. Ορίζεται με μια κλίμακα από το 0 έως το 14 όπου
pH < 7 – όξυνα διαλύματα (π.χ. καφές, ξύδι, χυμός λεμονιού, γαστρικό υγρό)
pH > 7 – αλκαλικά διαλύματα (π.χ. σίελο, αίμα, θαλασσινό νερό, χλωρίνη)
pH = 7 – ουδέτερα διαλύματα (καθαρό νερό) και τα χλωριούχα ιόντα μεταναστεύουν στο ευάλωτο σημείο ώστε να ισορροπήσουν το θετικό φορτίο των μεταλλικών ιόντων. Ως επακόλουθο, έχουμε επιδείνωση του περιβάλλοντος της απροστάτευτης περιοχής, αδυναμία λειτουργίας της παθητικοποίησης και διασπορά της διάβρωσης με γοργό ρυθμό.


4. Pitting attack in the heat affected zone inside a but-welded stainless steel pipe.

Μικροδιάβρωση παρατηρείται συχνά και σε κοιλότητες ή συγκολλήσεις επιφανειών, εξαρτημάτων κτλ. Σ΄ αυτή την περίπτωση γίνεται λόγος για διάβρωση κοιλοτήτων, σπηλαιώδη διάβρωση ή διάβρωση διαχωριστικών επιφανειών (crevice corrosion). Οι χημικές αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα στην ατμόσφαιρα ή σε υδάτινο περιβάλλον καταναλώνουν οξυγόνο. Μέσα σε μία κοιλότητα η παρουσία οξυγόνου περιορίζεται. Μικρές ποσότητες διαλυμένων μεταλλικών ιόντων προκαλούν μείωση του pH μέσα στην κοιλότητα ενώ η παρουσία ιόντων από χλωριούχα διαλύματα προκαλεί ενεργοποίηση της επιφάνειας του μετάλλου με την απροστάτευτη περιοχή να λειτουργεί ως άνοδος. Ο μηχανισμός εξάπλωσης της διάβρωσης είναι ο ίδιος με αυτόν που περιγράψαμε στη μικροδιάβρωση. Η διάβρωση κοιλοτήτων μπορεί να είναι έντονη ακόμα και σε σχετικά χαμηλή θερμοκρασία.

Γενικότερα, η υψηλή περιεκτικότητα χλωριδίων, το χαμηλό pH, καθώς και η υψηλή θερμοκρασία και η ύπαρξη στάσιμου διαλύματος (σε αντίθεση με αυτά που είτε έχουν ροή είτε στραγγίζονται), είναι παράγοντες που αυξάνουν την πιθανότητα εμφάνισης μικροδιάβρωσης και διάβρωσης κοιλοτήτων. Η αντοχή των ανοξείδωτων χαλύβων σε αυτή τη μορφή διάβρωσης ενισχύεται αυξάνοντας την περιεκτικότητα χρωμίου και μολυβδαινίου. Υψηλή περιεκτικότητα αζώτου λειτουργεί επίσης ευεργετικά για τους ωστενιτικούς και διφασικούς τύπους. Τονίζουμε πως καθαρές και λείες επιφάνειες παρουσιάζουν καλύτερη συμπεριφορά. Επίσης, για την αποφυγή της διάβρωσης κοιλοτήτων συνίσταται η χρήση συνδέσμων (π.χ. βίδες, φλάντζες κτλ) και κολλήσεων (π.χ. ηλεκτρόδια, TIG κτλ) υψηλότερου κράματος (π.χ. 316 αντί 304). Τέλος, εξαιτίας του ότι η διάβρωση προκαλείται ευκολότερα σε συνθήκες στάσιμου διαλύματος, συνίσταται οι κατασκευές να σχεδιάζονται με τέτοιον τρόπο που να επιτρέπει την αποστράγγιση ή απορροή των υγρών.

Για την ορθότερη εξέταση και απόφαση ποιου ανοξείδωτου τύπου πρέπει να επιλέξουμε για την αποφυγή της πιο κοινής μορφής διάβρωσης – που είναι η μικροδιάβρωση – χρησιμοποιούμε τον επονομαζόμενο παράγοντα PRE. Ο ‘PRE’ (Pitting Resistance Equivalent) αποτελεί μια μονάδα μέτρησης της σχετικής αντοχής ενός ανοξείδωτου τύπου στη μικροδιάβρωση. Όσο υψηλότερος είναι ο αριθμός PRE ενός τύπου, τόσο υψηλότερη αντοχή απολαμβάνει. Η μαθηματική συνάρτηση που μας δίνει το PRE του κάθε τύπου είναι η ακόλουθη

PRE = % Cr + 3.3 % Mo + 16 % N

και φανερώνει πως η αντοχή στη διάβρωση είναι απότοκος της χημικής σύνθεσης και όχι της ατομικής δομής του χάλυβα (ωστενιτικός ή φερριτικός). Αξιοσημείωτο είναι η απουσία νικελίου στη φόρμουλα του PRE, δεδομένου πως αυτό δεν συμβάλλει, στις περισσότερες περιπτώσεις, στην αποφυγή της μικροδιάβρωσης.


5. Σύγκριση του PRE μεταξύ δημοφιλών φερριτικών και ωστενιτικών τύπων.