Кислорода растворенного

Таким образом, на устранение кислорода расходуется лишь уголь, который загружается в реактор в количестве, обеспечивающем непрерывное обескислороживание воды в течение любого заданного промежутка времени — от нескольких дней до нескольких месяцев. Тепловые потери в окружающую среду благодаря малой поверхности реактора и хорошей изоляции незначительны. Тепло, переданное газом воде, используется .целиком, так как вода идет для теплотехнических целей. От соприкосновения с горячими газами вода в десорбере нагревается примерно на 0,5°С.

Реактор представляет собой герметически закрытую трубу, в которую загружают древесный уголь. Обогревают его электропечью или топочными газами (при этом реактор размещают в топке). При соприкосновении поступающего в реактор газа с раскаленным до 500—600 °С углем кислород связывается с углеродом с образованием СО и СО2. При более высоких температурах (800—1000 °С) реакция протекает с образованием только СО. При размещении реактора в зоне низких температур и при низких значениях рН воды, подлежащей обескислороживанию, необходимо ее подщелачивать для нейтрализации угольной кислоты. Таким образом, на связывание кислорода расходуется лишь уголь, который периодически добавляют в реактор в количестве, обеспечивающем непрерывность протекания процесса. Обескислороженный газ из реактора вновь поступает в эжектор. Вследствие малой теплоемкости этого газа температура воды при соприкосновении с ним повышается не более чем на 0,5 °С.

Таким образом, на устранение кислорода расходуется

кислорода расходуется 4 мг оксида серы (IV) или 7,9 мг суль-

В начале продувки большая часть кислорода расходуется на окисление марганца, в результате чего температура металла повышается с 1300 до 1550 °С. В интервале 1550— 1650°С наблюдается высокая скорость удаления углерода. При температуре i>1650°C скорость удаления углерода уменьшается и растет доля кислорода, расходуемого на окисление марганца, что вызывает дальнейшее повышение температуры. Продувка заканчивается при 1750°С и содержании углерода ~1,3%. Дальнейшее снижение содержания углерода (до <1%) вызывает интенсивное окисление марганца. Имеет место сильное разъедание огнеупоров, поэтому важны надлежащая подготовка и использование ковшовых •' огнеупоров, надежно работающих при 1800 °С. Марганец обладает высокой упругостью пара, поэтому в процессе продувки и разливки образуется большое количество запыленного газа. Кроме того, 25—50 % твердого появляется в газе в результате распыления и уноса металлических частиц, которые окисляются на выходе из ковша, где осуществляется продувка. Распыление металла может быть минимальным при надлежащей конструкции кислородного сопла и оптимальной установке его по отношению к поверхности ванны металла.

В начале продувки большая часть кислорода расходуется на окисление марганца, в результате чего температура металла повышается с 1300 до 1550 °С. В интервале 1550— 1650°С наблюдается высокая скорость удаления углерода. При температуре i>1650°C скорость удаления углерода уменьшается и растет доля кислорода, расходуемого на окисление марганца, что вызывает дальнейшее повышение температуры. Продувка заканчивается при 1750 °С и содержании углерода ~1,3%. Дальнейшее снижение содержания углерода (до <1%) вызывает интенсивное окисление марганца. Имеет место сильное разъедание огнеупоров, поэтому важны надлежащая подготовка и использование ковшовых •' огнеупоров, надежно работающих при 1800 °С. Марганец обладает высокой упругостью пара, поэтому в процессе продувки и разливки образуется большое количество запыленного газа. Кроме того, 25—50 % твердого появляется в газе в результате распыления и уноса металлических частиц, которые окисляются на выходе из ковша, где осуществляется продувка. Распыление металла может быть минимальным при надлежащей конструкции кислородного сопла и оптимальной установке его по отношению к поверхности ванны металла.

В качестве катализатора применяют соли меди(П) или кобальта (II) в виде 0,01%-ного раствора. Для удаления 1 мг кислорода расходуется 4 мг оксида серы (IV) или 7,9 мг сульфита натрия. Кроме того, для удаления кислорода воду обрабатывают также гидразином N2H4.

Уменьшить воздушную пористость в отливках позволяет также продувка камеры прессования и полости пресс-формы кислородом до полного вытеснения воздуха. При заполнении полости пресс-формы расплавом кислород вступает с ним в химическое взаимодействие, благодаря чему большая часть кислорода расходуется на окисление расплава, в результате в форме образуется вакуум, что значительно уменьшает газосодержание отливки и снижает пористость.

Как видно из уравнения (8.3), для удаления 1 мг/л кислорода расходуется около 8 мг/л сульфита натрия (Na2SO3). Гидра-тированного сульфита потребуется вдвое больше. Поэтому при низких давлениях содержание в воде этих соединений достигает 20—40 мг/л; при высоких давлениях их вводится значительно меньше, так как происходит их термическое разложение (например, 3 мг/л при давлении 112 ат).

При размещении реактора в зоне низких температур и при низких значениях рН воды, подлежащей обескислороживанию, необходимо ее подщелачивать для нейтрализации угольной кислоты. Таким образом, на связывание кислорода расходуется

зависит от количества кислорода, растворенного в электролите, и с увеличением концентрации кислорода в растворе обычно также становится более положительным, что объясняется пассивированием металла (см.гл.IV).

Текстурирование тончайших поверхностных слоев металла при трении определяет кинетику их взаимодействия с кислородом и в то же время локализует все процессы окисления только в пластически деформируемых объемах. При нормальных условиях граничного трения процесс текстурирования сравнительно равномерно распространяется на глубину (1-10)- 10^к м. Этот слой в результате взаимодействия с ограниченным количеством кислорода, растворенного в смазке, при умеренной температуре в зоне контакта переходит в однородную ненасыщенную пленку, хорошо связанную с основным металлом. Толщина окисной пленки примерно соответствует толщине текстурированного слоя (1—10) • 10~8 м. По внешним признакам пленки бывают стекловидные, блестящие и матовые. Они плохо травятся, имеют повышенную твердость и хрупкость. Многочисленные экспериментальные данные позволяют сделать вывод, что по своему составу окисные пленки, формирующиеся в условиях граничной смазки, относятся к особым твердым растворам кислорода и эвтектик окислов. По-видимому, эти аморфизированные не травящиеся пленки не удовлетворяют стсхио-метрическому составу даже низших окислов металлов. Смазочная среда при граничном трении задерживает поступление кислорода в зону трения.

ходит взаимодействие кислорода, растворенного в пресной воде, с ионами железа из пластовой воды с образованием гидроокиси железа по реакции

уменьшение концентрации кислорода, растворенного в воде, увеличение содержания СО2 или наличие ядовитых веществ существенно снижает выносливость живых организмов к изменениям температуры;

рост температуры способствует бактериальному метаболизму, из-за чего в воде существенно уменьшается количество растворенного кислорода, необходимого для рыб;

При разложении цементита сталь утрачивает свои механические свойства. Аналогично протекает так называемая водородная болезнь меди. Это явление возникает в результате реакции кислорода, растворенного в меди или химически связанного в СиО, с водородом при повышенных температурах и давлениях:

Катодная реакция представляет собой восстановление, чаще всего кислорода, растворенного в электролите:

СтростГавижения жидкости, зывает обычно 'благоприятное влияние на состояние стали, так как коррозия при этом становится более равномерной. Общие же потери металла, как правило,увеличиваются с возрастанием скорости движения воды как в присутствии, так и в отсутствие кислорода. При высокой концентрации кислорода, растворенного в воде, с увеличением скорости ее движения интенсивность коррозии возрастает, однако лишь до не-которото предела (область /, рис. 2-2), после чего дальнейшее повышение скорости приводит уже к ослаблению коррозии (область //, рис. 2-2), так как металл постепенно пассивируется. Это явление наблюдается лишь в нейтральных или слабо щелочных водах. В воде, содержащей свободную углекислоту, процесс протекает иначе, однако такая вода не характерна для установок сверхкритического давления.

В работе И. Л. Розенфельда и И. К Маршакова [111,25] показано, что при комнатной температуре в речной воде с уменьшением величины зазора при контакте железа с железом величина предельно диффузионного тока падает, т. е. затрудняется диффузия кислорода. Вследствие этого скорость катодного процесса уменьшается и стационарный потенциал металла смещается в отрицательную сторону, в связи с чем, как указывалось ранее, уменьшается и скорость коррозии железа. Заметное изменение скорости коррозии в этом случае наблюдалось уже при величине зазора 3—4 мм. Если же железо в зазоре имеет электролитический контакт с железом, омываемым раствором в объеме электролита, возникает коррозионная макропара, анодом которой является металл в зазоре. Вследствие анодной поляризации увеличиваются коррозионные потери железа в зазоре. Однако и в этом случае скорость коррозии железа в зазоре меньше, чем в объеме электролита. Возникновение макропары обусловлено тем, что к железу в зазоре и в оъбеме электролита имеются различные возможности доступа кислорода, растворенного в электролите. Наличие зазоров особенно опасно при коррозии железа в воде, содержащей ингибиторы. Так, при введении в воду нитрита натрия, кислого фосфорнокислого натрия и бихро-мата калия скорость коррозии железа в узких зазорах увеличивается [111,26]. Для предупреждения этого явления нужны такие концентрации ингибиторов, котроые превосходят в четыре-шесть раз концентрацию их, необходимую для прекращения коррозии железа в объеме. Испытания при температуре 330° С, проводившиеся в течение 1000 час в дистиллированной воде, деаэрированной гидразином, показали, что скорость коррозии стали 12ХМ в зазорах величиной 0,05—0,15 мм практически не увеличивается.

процесса стали 1Х18Н9Т показало, что в растворах 1,ОН сульфата натрия, 0,15Н соляной кислоты и 1,ОН гидроокиси натрия анодная поляризационная кривая при деаэрации среды и уменьшении концентрации кислорода ниже 0,02 мг/л не изменяется (рис. 111-22 и II1-23). С уменьшением концентрации кислорода от 10 до 0,02 мг!л скорость растворения металла ни в пассивном, ни в активном состоянии, ни в области перепассивации также не уменьшается. Не зависит от концентрации кислорода и величина потенциала пробоя. Аналогичные результаты были отмечены и для температуры 300° С. Способность стали пассивироваться в деаэрированных средах позволяет полагать, что для наступления процесса пассивации наличие кислорода, растворенного в электролите, не обязательно. На этом основании В. Д. Грин [111,44] считает, что эти факты не могут быть объяснены в рамках адсорбционной теории пассивности. Однако и в этом случае можно полагать, как это и делает X. X. Улиг [111,45], что в образовании адсорбционного пассивного слоя может принимать участие кислород воды. Исследование кинетики анодного процесса стали 1Х18Н9Т в деаэрированном пиридине показало, что на анодной поляризационной кривой имеется область, отвечающая пассивному состоянию. Пиридин в своем составе не содержит кислорода и, как уже указывалось, в этом эксперименте он деаэрировался. Следовательно, пассивное состояние может быть и в том случае, когда кислород в среде отсутствует.

После закалки с последующим отпуском сталь Х18 при анодной поляризации в растворе сульфата натрия пассивируется в широкой области потенциалов. Сталь Х18 очень чувствительна к присутствию в растворе ионов хлора. При введении в 0,01 Н раствор сульфата натрия 1,5 мг/л ионов хлора сталь Х18 не пассивируется. Если же в дистиллированной воде и растворе сульфата натрия содержится 1 мг/л ионов хлора, появляется язвенная коррозия. В 0,01 Н растворе хлористого натрия сталь Х18 растворяется в активном состоянии. При наличии в дистиллированной воде ионов хлора даже в малом количестве (порядка десятых долей миллиграмма на литр кислорода, растворенного в воде), характер и скорость коррозии хромистых сталей значительно изменяются. Введение в дистиллированную воду, содержащую 0,06 мг/л ионов хлора, при температуре 200° С 0,2— 1,0 мг/л кислорода и более не изменило заметным образом скорости коррозии, но повлияло на ее характер. Если в деаэрированной дистиллированной воде коррозия равномерная, то при наличии кисло-