Dwutlenek siarki znany jest ze swojej agresji wobec stali i innych stopów metali. Chociaż w czystej postaci związek nie reaguje silnie z metalem, może być silnie korozyjny w przypadku wystawienia na działanie atmosfery. Kwas siarkowy powstaje, gdy dwutlenek siarki reaguje z wilgocią (wodą) i tlenem. Ten kwaśny związek jest silnie korozyjny i może powodować przyspieszone niszczenie stalowych konstrukcji nośnych. Jony siarczanowe utworzone na powierzchni warstwy wilgoci są główną przyczyną przyspieszonej korozji powierzchni metalowych.
Dwutlenek siarki to bezbarwny gaz należący do rodziny gazów zwanych tlenkami siarki. Reaguje na powierzchni różnych cząstek stałych unoszących się w powietrzu, rozpuszcza się w wodzie i może utleniać się w kropelkach wody w powietrzu. Dwutlenek siarki, produkt spalania paliw kopalnych zawierających siarkę, odgrywa ważną rolę w korozji atmosferycznej w atmosferach miejskich i przemysłowych. Adsorbuje się na powierzchniach metalowych, ma wysoką rozpuszczalność w wodzie i ma tendencję do tworzenia kwasu siarkowego (kwaśnych deszczy) w obecności filmów wilgoci. Jony siarczanowe powstają w powierzchniowej warstwie wilgoci w wyniku utleniania dwutlenku siarki, a ich powstawanie uważa się za główny wpływ dwutlenku siarki na przyspieszanie korozji.
Dwutlenek siarki można wyrazić jako szybkość depozycji lub stężenie w powietrzu. Oba pomiary należy wykonać zgodnie z normą „ISO 9225 Korozja metali i stopów – Korozyjność atmosfer – Pomiar parametrów środowiskowych wpływających na korozyjność atmosfer”. W normie „ISO 9223 Korozja metali i stopów – Korozyjność atmosfer – Klasyfikacja, oznaczanie i szacowanie” jednostkami stosowanymi do określania kategorii dwutlenku siarki są szybkości depozycji siarczanów w mg m⁻² na dobę. Norma ta określa podstawowe czynniki wpływające na korozję atmosferyczną metali i stopów. Są to: kompleks temperatura-wilgotność, zanieczyszczenie dwutlenkiem siarki oraz zasolenie powietrza.
Naturalne źródła dwutlenku siarki obejmują emisje z wulkanów, oceanów, biodegradację i pożary lasów. Najważniejszymi sztucznymi źródłami dwutlenku siarki są spalanie paliw kopalnych, wytapianie, produkcja kwasu siarkowego, przetwarzanie masy celulozowej na papier, spalanie śmieci i produkcja siarki elementarnej.
Spalanie węgla jest największym sztucznym źródłem dwutlenku siarki, odpowiadającym za około 50 procent rocznych globalnych emisji, a spalanie ropy naftowej stanowi od 25 do 30 procent. W atmosferze dwutlenek siarki miesza się z parą wodną, tworząc kwas siarkowy. To kwaśne zanieczyszczenie może być przenoszone przez wiatr na setki kilometrów i gromadzić się w postaci kwaśnych deszczy.
Korozja dwutlenkiem siarki odnosi się do korozji powstającej w wyniku reakcji metalu ze związkami siarki w środowiskach o wysokiej temperaturze. W wyniku tej korozji siarka zazwyczaj wnika nieco poniżej pierwotnej grubości, tworząc warstwę siarki na powierzchni. W literaturze dotyczącej korozji proces ten jest ogólnie nazywany korozją siarczkową. Korozja dwutlenkiem siarki może wystąpić wszędzie tam, gdzie w strumieniu węglowodorów obecne są związki siarki, a temperatura przekracza około 230 stopni.
Test korozji dwutlenkiem siarki jest badaniem laboratoryjnym przeprowadzanym na płynach elektroizolacyjnych i wykrywającym obecność żrącej siarki w próbce. Siarka żrąca może występować w postaci siarki elementarnej lub termicznie niestabilnych związków siarki. Siarka elementarna jest bezpośrednio szkodliwa dla transformatora, natomiast niestabilne termicznie związki siarki są potencjalnie szkodliwe. Te formy siarki powodują korozję metali, takich jak miedź i srebro.
Problem żrącej siarki cieszy się dużym zainteresowaniem w przemyśle. Kiedy transformator pracuje w wystarczająco wysokich temperaturach, niestabilne związki siarki w oleju zamieniają się w żrące związki siarki. Żrące związki siarki atakują miedziany przewodnik, powodując powstawanie siarczku miedzi, którego część rozpuszcza się w oleju. Siarczek miedzi ma powinowactwo do izolacji papieru i tworzy warstwy na papierze i wewnątrz niego. Siarczek miedzi tworzy ścieżkę przewodzącą, która ostatecznie powoduje awarię i pogarsza właściwości izolacyjne papieru.
W badaniach korozji dwutlenku siarki powszechnie stosuje się normę „ASTM D1275-15 Standardowa metoda badania korozyjnej siarki w płynach elektroizolacyjnych” opracowana przez Amerykańskie Towarzystwo Badań i Materiałów (ASTM). W niniejszej normie opisano metodę badawczą służącą do wykrywania żrących związków siarki (zarówno nieorganicznych, jak i organicznych) w płynach elektroizolacyjnych. Nowe i używane płyny izolacyjne mogą zawierać siarkę elementarną lub związki siarki lub jedno i drugie, które powodują korozję w pewnych warunkach użytkowania. Niniejsza metoda badawcza ma na celu wykrycie obecności lub tendencji do tworzenia wolnej siarki i żrących związków siarki poprzez kontakt miedzi lub srebra z cieczą izolacyjną w określonych warunkach.
Wśród licznych badań, pomiarów, analiz i ocen, które świadczy dla przedsiębiorstw z różnych sektorów, nasza organizacja świadczy również usługi badania korozji dwutlenku siarki dzięki przeszkolonemu i fachowemu personelowi oraz zaawansowanemu sprzętowi technologicznemu.
Możesz poprosić nas o wypełnienie formularza, aby umówić się na spotkanie, uzyskać bardziej szczegółowe informacje lub poprosić o ocenę.
