Коррозионным свойствам

При введении таких элементов в сталь (сплав) происходит не постепенное, а скачкообразное повышение коррозионной стойкости. Не вдаваясь в подробности явлений, связанных с процессами коррозии и коррозионным разрушением, укажем, что введение в сталь >12% Сг делает ее коррозионностойкой в атмосфере и во многих других промышленных средах. Сплавы, содержащие меньше 12% Сг, практически в столь же большой

Разнообразные условия работы трубопроводов и оборудования нефтяной и газовой промышленности вызывают необходимость применять различнее методы борьбы с их коррозионным разрушением. Повышение коррозионной стойкости, и, следовательно, надёжности и долговечности оборудования г.-ожет быть достигауто правильным выбором материала, рациональным исготовлением конструкций, обработкой коррозионной среде;, применившем защитных покрытий, внеп ней поляризацией и рядом других^мероприятий, применение которых обуславливается экономической целесообразностью дяя конкретных условий эксплуатации.

Для обеспечения непрерывного контроля общей коррозии служит метод электросопротивления. Увеличение электросопротивления связано с коррозионным разрушением металла потерей массы. Он применим для газовой, жидкой и газожидкостной сред, которые обладают малой электропроводностью и не имеют резких колебаний температуры.

При работе, например, деталей газовых турбин, двигателей внутреннего сгорания воздействие термоусталостных напряжений сопровождается газоабразивным изнашиванием, коррозионным разрушением поверхности. Одним из эффективных способов защиты поверхности от воздействия продуктов сгорания является нанесение специальных покрытий. Известно, что усталостные трещины (в том числе и термоусталостные) зарождаются обычно на поверхности изделия. Поэтому важно знать характер влияния покрытия на кинетику термоусталостного разрушения. Защищая основной металл от воздействия среды, т. е. увеличивая тем самым долговечность, покрытие может стеснять пластическую деформацию поверхностных слоев,; способствовать возникновению и росту трещин, уменьшать надежность детали.

Ученик Деви Майкл Фарадей, ставший впоследствии весьма знаменитым, принимал участие во многих из этих опытов. Много лет спустя (Деви уехал в 1825 г. в Италию и через четыре года умер в Женеве) Фарадей исследовал коррозию чугунного литья в морской воде. Он установил, что чугун корродирует у поверхности воды сильнее, чем на большой глубине. Фарадей в 1834 г. обнаружил количественную связь между коррозионным разрушением металла и силой электрического тока. При этом он разработал научные основы электролиза, а в принципе также и катодной защиты.

Следует учесть, что в нагнетатель могут попадать брызги или туманообразная серная кислота из-за недостаточной очистки газа в мокрых электрофильтрах. Возможно также увлечение кислоты газом, выходящим из брызгоуловителя, особенно при больших скоростях потока газа. Наряду с коррозионным разрушением, кислота может производить и механическое изнашивание (эрозию), что зависит уже от конструктивных особенностей машины, которые определяют условия смывания ротора потоком газа (сила удара, угол встречи капель с поверхностью металла, скорость потока и т. п.). Все это свидетельствует о сложности условий, в которых нагнетатель эксплуатируется в производственных условиях сернокислотного производства, вследствие чего для выбора материалов нагнетателя 700-11-1 потребовались длительные испытания в производственных условиях и обследование действующих агрегатов.

Следует также учитывать, что в сернокислотном производстве за последнее время произошли большие изменения как в используемом сырье, так и в технологическом оборудовании. Остановимся на проведенных в свое время испытаниях в производственных условиях, представляющих несомненно практический интерес и в настоящее время. Выбор сплавов для испытаний производился с учетом того, что наиболее агрессивным компонентом среды является серная кислота, причем учитывалось и то, что капли серной кислоты могут наряду с коррозионным разрушением производить и механическое изнашивание (эрозию), поэтому наибольший интерес представляют стали аустенитного класса. Хромистые и хромо-никелевые стали не обладают высокой коррозионной стойкостью в серной кислоте, но учитывая, что газовая смесь содержит 10 — 12 % кислорода, который способствует сохранению пассивности, представилось целесообразным использовать в качестве объектов

неравномерно корродирующую систему, несмотря на то что в практике известно много случаев, когда долговечность изделия лимитировалась коррозионным разрушением отдельных участков деталей, хотя изделие хорошо выполняло свое функциональное назначение, а при его изготовлении были использованы самые стойкие защитные покрытия. Поэтому нужен новый подход к решению проблемы защиты от коррозии.

С движением морской воды связаны и некоторые особые формы коррозии, в частности эрозионная коррозия, вызываемая быстрым потоком воды, содержащей взвешенные твердые частицы [1], ударная коррозия в турбулентном потоке, содержащем пузырьки воздуха [2], и кавитационная коррозия, при которой коллапс пузырьков пара приводит к механическому разрушению поверхности металла, часто сопровождающемуся и коррозионным разрушением [3].

Борьба с коррозионным разрушением машин и конструкций в случае возможного контакта с электролитом, которым может быть влага, конденсирующаяся на поверхности металла в результате изменения температуры, или вода, содержащая в растворе диссоциирующие на ионы вещества, ведется в различных направлениях.

Работа проточных частей ЦВД в зоне влажного пара в отличие от турбин на органическом топливе сопровождается размывом влажным паром и эрозионно-коррозионным разрушением диафрагм, корпусов, уплотнений и дисков [7.1, 7.2]. Это явление наблюдается практически во всех турбинах и ограничивается сегодня в основном путем применения наиболее качественных материалов — нержавеющих сталей.

По коррозионным свойствам молибден и вольфрам в условиях эксплуатации в кипящих неорганических кислотах значительно превосходят ниобий и мало уступают танталу. При их стоимости, существенно меньшей по сравнению с танталом, они явились бы весьма перспективными материалами для химического машиностроения. Однако технологические трудности изготовления химической аппаратуры ограничивают применение молибдена и вольфрама. Возможно изготовление аппаратуры не из листов чистого молибдена, а из биметалла: сталь+молибден (молибден — покрытие). Такой биметаллический лист не только в два—три раза дешевле молибденового листа, но и обладает высокой пластичностью.

Как показано в разделе 6.1.3, скорость коррозии железа иди стали в природных водах лимитируется диффузией кислорода к поверхности металла. Следовательно, бессемеровская или мартеновская сталь, ковкое железо или чугун мало или совсем не будут различаться по своим коррозионным свойствам в природных водах, в том числе и в морской [11]. Это утверждение при-ложимо и к коррозии в различных почвах, так как факторы, определяющие скорость почвенной коррозии и коррозии погруженного в воду металла, одинаковы. Таким образом, для этих сред подойдут любые, самые дешевые сталь или железо, лишь бы они обладали требуемой механической прочностью при данной толщине сечения.

Палладий—серебро. Система Pd—Ag представляет собой непрерывный ряд твердых растворов (фиг. 35). Все сплавы системы Pd—Ag хороню обрабатываются. Сплавы, содержащие менее 50% Ag, по коррозионным свойствам близки к палладию. Все сплавы Pd—Ag подвергаются действию азотной кислоты. Добавками золота или платины сплавы могут быть облагорожены. Сплав с 40% Pd, 10% Pt и 50% Ag нерастворим в азотной кислоте. Сплав с 50% Ag с добавкой 10% Pt или Аи применяется для коррозионностойких деталей оптических приборов и часовых корпусов. Сплавы с меньшим содержанием Pd, Облагороженные платиной или золотом и упроченные медью, цинком или оловом, применяются для деталей приборов. Сплав с 40% Ag применяется для

коррозионную стойкость имеет сталь 12Х1МФ, для стали 12Х18Н12Т коррозионная стойкость примерно в 30 раз выше. Ферритно-мартенситная сталь 12Х12В2МФ по коррозионным свойствам ближе к перлитным, чем к аустенитной стали. Относительно хорошую коррозионную стойкость имеет и углеродистая сталь 20. Глубина коррозии всех исследованных сталей в водяном паре СКД небольшая и составляет за 100 тыс. ч при температуре 500 °С для сталей 20, 12Х1МФ, 12Х2М1 и 12Х12В2МФ — 0,02—0,05 мм, а для стали 12Х18Н 121 — 0,002 мм.

Для повышения твердости свинца его легируют сурьмой (сурьмянистый свинец). Свинцовые сплавы, содержащие до 10% сурьмы, обладают повышенной механической прочностью и по коррозионным свойствам не уступают техническому свинцу.

Наиболее опасными видами коррозии алюминиевых сплавов являются межкристаллитная коррозия и коррозионное растрескивание. Более высокой стойкостью обладают сплавы, не содержащие в своем составе медь. Промышленный алюминий марок АД и АД1, сплавы с марганцем АМц, сплавы с магнием АМг2, АМгЗ обладают высокой коррозионной стойкостью и могут применяться в морских и тропических условиях. Методы производства полуфабрикатов не оказывают влияния на их коррозионную стойкость. Сварные соединения из этих сплавов по коррозионным свойствам близки к основному металлу.

Хладон 22 по коррозионным свойствам и термостабильности близок к хладону 11.

В результате горячей гибки склонность низколегированной стали к хрупким разрушениям существенно увеличивается. Поэтому горячую гибку следует применять лишь в отд. случаях, когда не представляется возможным изготовить деталь методом холодной гибки либо когда возможно сочетать горячую гибку с последующей закалкой и высоким отпуском По своим коррозионным свойствам низколегированная С. с. мало отличается от углеродистой

Справочник составлен по материалам отчетов исследовательских лабораторий ВМС США и других организаций, содержит большой объем информации в виде многочисленных таблиц и графиков по коррозионным свойствам материалов и по их практическому применению.

Новый многофазный сплав MP38N не корродировал при 4-летней экспозиции в морской воде и можно ожидать, что он аналогичен по своим коррозионным свойствам сплаву Хастеллой С.

К заменителям этих сталей, менее дефицитных по содержанию никеля, но близких по технологическим и коррозионным свойствам при более высокой прочности, могут быть отнесены хромомарганцовоникелевые стали с добавками азота и ниобия марок Х17Г9АН4, ОХ20Г7АН6 и некоторые другие, а также стали (для менее агрессивных сред), содержащие 14% Сг при более высоком содержании марганца и относящиеся по структуре к аустенитному классу (Х14Г14НЗТ, Х14П4Н4Т и некоторые другие).