Атмосфере сероводорода

Таким образом, окисление никеля в атмосфере сернистого газа протекает по закону параболы.

Одним из наиболее важных свойств продуктов коррозии является их гигроскопичность. Так, на поверхности меди в атмосфере, загрязненной сернистым газом, выкристаллизовываются продукты коррозии (сернокислая медь), которые интенсивно поглощают влагу и тем самым способствуют усилению коррозии. Гигроскопичны также продукты коррозии никеля, образующиеся при действии на него сернистой кислоты. Хлористый цинк, быстро образующийся на цинке в атмосфере, загрязненной парами соляной кислоты, также весьма гигроскопичен. Наоборот, продукты коррозии алюминия, образующиеся в промышленной атмосфере, хорошо предохраняют металл от разрушения даже при наличии в атмосфере сернистого газа.

В атмосферных условиях медь относительно стойка вследствие образования защитной пленки, состоящей из нерастворимых продуктов коррозии СиСОз • Си(ОН)2. Присутствие во влажной атмосфере сернистого газа и других агрессивных газов значительно усиливает коррозию меди. В этом случае на меди образуется пленка основной сернокислой меди CuSO4 • 3Cu(OH)2, которая не обладает защитными свойствами.

4 мкм/год при влажности 50—70 % и 90 мкм/год при влажности 100 % Наличие кислых примесей в атмосфере, особенно двуокиси серы, препятствует образованию защитных пленок на цинковом покрытии, при этом скорость разрушения возрастает с увеличением концентрации SO,, а также при совместном содержании в атмосфере сернистого газа и хлора (табл. 12).

Исследование засоленности и загрязнения воздуха в прибрежной зоне района Батуми показало, что скорость коррозии металлов по сезонным циклам связана не только со спецификой метеорологических элементов, но и со степенью засоленности и загрязнения воздуха. Разрушение металлов и металлических покрытий протекает более активно в осенний и зимний периоды в связи с увеличением концентрации хлористых солей и сернистого газа в атмосфере. Количество хлорид-ионов в атмосфере достигает максимальных значений в конце осени, минимальных — во второй половине лета. По сезонным циклам меняется также и содержание в атмосфере сернистого газа, которое в ноябре и декабре составляет 15—17 мг/м2 • сут. Этот уровень сохраняется почти до апреля включительно, а во второй половине лета уменьшается до 60% (рис. П. 12). Аналогичные явления наблюдались и в атмосферном павильоне с той лишь разницей, что здесь количество хлорид-ионов и сернистого газа меньше, чем в открытой атмосфере.

При наличии в атмосфере сернистого ангидрида брызги морской воды или хлористого натрия Приводят к еще большей коррозии. Она может усилиться на два порядка.

Вулканизацию возможно проводить при комнатной температуре. В этом случае сера отсутствует в составе сырой резины, а изделие обрабатывают в растворе или парах дихлорида серы или в атмосфере сернистого газа. Осуществлять вулканизацию можно с помощью сверхвысокочастотного или у-излучения,

Автором, совместно с Н. А. Лангером, были проведены испытания сварных образцов из стали Х23Ш8 (ЭИ417) на межкристал-литную газовую коррозию по ускоренной методике. С этой целью сварные образцы помещали в фарфоровую трубку, установленную в силитовую печь с температурой 1100° С. По достижении указанной температуры в трубку с образцом вводят фарфоровую лодочку с дозированным количеством порошка серы. Сера сгорает и в трубке образуется атмосфера, насыщенная сернистым газом. После кратковременного пребывания образцов при 3100° С в атмосфере сернистого газа их вынимают и приготовляют микрошлифы (продолжительность нагрева зависит от количества сожженной серы и температуры испытаний). Проникание сернистой эвтектики в глубь металла легко обнаруживается на нетравленных шлифах (эвтектика окрашена в светло-коричневый цвет). Стойкость шва

Вулканизацию можно проводить и при комнатной температуре. В этом случае сера отсутствует в составе сырой резины, а изделие обрабатывают в растворе или парах дихлорида серы или в атмосфере сернистого газа. Осуществлять вулканизацию можно с помощью сверхвысокочастотного или у-излучения.

Наличие в атмосфере сернистого газа, сероводорода, а иногда и хлористого водорода, копоти И'пыли способствует в присутствии влаги образованию соответствующих кислот, которые разрушают пассивную пленку и способствуют разъеданию поверхности стали коррозией.

У хромоникелевых жароупорных сталей сопротивление коррозии в атмосфере сернистого газа в сильной степени зависит от соотношения хрома и никеля в стали. В том случае, когда в стали преобладает содержание никеля, она подвержена разрушению газовой коррозией по границам зерен вследствие образования сульфидной эвтектики, которая у хромоникелевых сталей имеет более высокую температуру плавления, чем у никелевых.

Кремний оказывает благоприятное влияние на коррозионную стойкость жаростойких сталей в атмосфере сероводорода. Наилучшей стойкостью при 1000° С обладают ферритные стали, содержащие 25 — 30% Сг с добавкой 3 — 5% Si.

Легирование хромистых сталей небольшими добавками алюминия значительно повышает их жаростойкость. Так, добавка 2% А1 в сталь с 6% Сг почти полностью предотвращает окисление стали при 800° С (рис. 167). При добавке 5% алюминия в сталь, содержащую 30% Сг, можно получить сплав, пригодный для эксплуатации при температурах до 1300°С, по обладающий хрупкостью, так как алюминий ухудшает механические свойства сплава. Наилучшей коррозионной стойкостью в атмосфере сероводорода обладают высокохромистые стали г 25 -27% СгнЗ—5% Л1.

стей образуются локальные зоны с восстановительной атмосферой, обусловленной повышенным содержанием сероводорода. Сероводородной коррозии повергаются как открытые поверхности металлов, так и находящиеся под слоем золовых отложений. Этому виду коррозии наиболее часто подвержены экранные поверхности нижней радиационной части паровых котлов. Так называемое коррозионное пятно образуется обычно на поверхности боковых экранов на уровне расположения топочных горелок. Сульфидная коррозия в атмосфере сероводорода наблюдается при сжигании высокосернистых углей и мазутов (содержание серы 2—3,5 %). Особенно интенсивно протекает коррозия на пылеугольных котлах, сжигающих низкореакционные многозольные топлива, такие как антрацитовый штыб и тощий уголь. Образование сероводорода происходит в зонах факела с незавершенным смесеобразованием, откуда газовый поток выносится к поверхности теплообменных экранов. Недостаток воздуха в процессе горения приводит в ряде случаев к появлению на поверхности экранов также сажистых отложений. Их наличие в зоне коррозии вызывает усиление воздействия сероводорода на сталь.

Алитирование повышает жаростойкость не только деталей из углеродистых сталей, но и деталей, изготовленных из легированных окалиностойких и жаропрочных сталей и сплавов (Х18Н9Т, 4Х14Н14В2М и др.). При этом алитирование происходит на небольшую глубину, но стойкость повышается, особенно при эксплуатации в атмосфере сероводорода.

Стали типа Х16Н6 обладают высокой прочностью и коррозионной стойкостью, вследствие чего используются в промышленности для изготовления деталей вентилей, эксплуатирующихся в атмосфере сероводорода, сернистого ангидрида, а также валов, на-» сосов, рабочих колёс и т.п.

мистых сталей образуется окалина, наружный слой которой состоит из сернистого железа. Хром в этом слое практически отсутствует. Весь окисленный хром сосредотачивается во внутреннем слое, который и обладает защитным свойством. Хорошей химической стойкостью в атмосфере сероводорода обладают ферритные сплавы, содержащие 25-30 % хрома.

Присадка молибдена (1-1,5) % повышает жаростойкость и жаропрочность стали. Кремний также оказывает положительное влияние на коррозионную стойкость сталей в атмосфере сероводорода.

Установлено, что увеличение содержания хрома в его сплавах с железом или в его сплавах с никелем повышает их стойкость против газов, содержащих серу. На рис. 368 приведены результаты исследования по изучению влияния хрома в железохромистых и железохромоникелевых сплавах на коррозионную стойкость сплава в атмосфере сероводорода. Как видно, при 400 и 500° С увеличение содержания хрома повышает коррозионную стойкость. При 700 и 600° С наблюдается скачкообразное повышение коррозионной стойкости в атмосфере сухого водорода при содержании >>12% Сг. Из этих же данных следует, что стали, в которых часть железа заменена никелем, при температурах ниже 700° С ведут себя так же, как и стали, не содержащие никель. При более высоких температурах увеличение содержания никеля оказывает отрицательное влияние в связи с образованием сульфидной эвтектики с низкой температурой плавления.

Коррозионная стойкость железохромистых или железохромоникелевых сплавов увеличивается с повышением содержания хрома и уменьшением содержания никеля. Однако и в этих случаях следует учитывать возможность образования эвтектик. Считается, что защитное действие хрома в атмосфере сероводорода является неэффективным при испытаниях выше 940° С, что обусловлено появлением легкоплавкой эвтектики из окислов железа и сульфида железа, плавящихся при 940° С. Это хорошо подтверждается данными Рикета и Вуда по влиянию содержания хрома на сталь, подвергшуюся действию сероводорода при 980° С [802].

Рис. 368. Влияние хрома (а), алюминия (б) и кремния (в) на сопротивление газовой коррозии хромистых и хромони-келевых сталей при различных температурах в атмосфере сероводорода

Рис. 370. Влияние алюминия на стойкость никеля и кобальта в атмосфере сероводорода при 700—1000° С