Mitkä ovat rikkihapon vaikutukset teräkseen?

Rikkihappo on vahva happo, joka kykenee reagoimaan monin eri tavoin, ja rikkihapon reaktio teräkseen voi joskus olla ristiriitaista. Tietyissä pitoisuuksissa rikkihappo muodostaa teräkselle suojakerroksen ja teräs on hienoa. Muut pitoisuudet aiheuttavat korroosiota ja teräs huononee hitaasti. Syövyttävän teräksen kanssa rikkihappo muodostaa usein vetykaasua, mikä edistää korroosiota. Alhaiset vetykaasut voivat aiheuttaa teräksen uurtumisen tai vääntymisen.

Paras rikkihapon reaktio teräkseen on se, että happo alkaa muodostaa rautasulfaattikerroksen, joka suojaa terästä hapolta ja ei aiheuta korroosiota ja vähäistä metallihukkaa. Tämä tapahtuu vain, jos rikkihapon pitoisuus on 70-99.5 prosenttia. Tämän alueen konsentraatiossa sitä voidaan säilyttää suojaamattomassa ja vuoraamattomassa teräskotelossa.

Kuten useimpien aineiden kohdalla, rikkihapon yleisin reaktio teräkseen on korroosio. Riippumatta siitä, onko pitoisuus pienempi vai korkeampi kuin turvallinen pitoisuusalue, rikkihappo alkaa syövyttää terästä. Korroosio on tyypillisesti hidasta, mutta erittäin suuret pitoisuudet voivat nopeasti syödä teräksen läpi. Rikkihapon pitämiseksi turvallisempina pitoisuuksina on käytettävä rautasulfaatilla vuorattua teräskoteloa ja vuoraus on täydennettävä tarvittaessa, jos mahdollista.

Kun teräksen rikkihappo reagoi, tapahtuu enemmän kuin metallia. Tämän korroosion sivutuote on vetykaasu, joka poistaa rautasulfaattisuojakerroksen. Tämä johtuu siitä, että rikkihapossa oleva vety vapautuu ja tekee tilaa raudan teräkselle, jolloin vety muuttuu kaasuksi. Tämä saa teräksen korroosion kiihtymään ja jos sitä ei ole korjattu, se lisää korroosiota. Tästä syystä teräskotelo on tarkistettava ja suojakerros täytettävä usein.

Alhainen vetykaasupitoisuus ei ehkä tuomitse metallia täydelliseen huononemiseen, mutta se voi sen sijaan muuttaa teräksen muotoa. Jos vetykaasu on vähäistä, siihen mennessä kun se poistaa rautasulfaatin, rikkihapon ja teräksen välinen reaktio tuottaa automaattisesti lisää rautasulfaattia. Tämä jatkuva korroosion, suojan ja vetykaasun nousu ja lasku tarkoittaa, että teräs tyypillisesti urautuu tai vääntyy satunnaisiin suuntiin. Tässä vaiheessa teräs on usein käyttökelvoton, varsinkin jos se toimi pumppuna rikkihapon siirtämiseen.