Металлического соединения

Коррозионно-механическая стойкость и долговечность работы любого металлического оборудования в основном определяются изменениями, происходящими в тонкой структуре металла (плотность и конфигурация скоплений дислокаций, микродеформация кристаллической решетки) при его изготовлении и эксплуатации под воздействием механических напряжений, как правило, сопровождающихся одновременным воздействием окружающей коррозионно-активной среды. Величина и характер этих изменений существенно влияют на физико-механические и электрохимические свойства металлов, вызывая значительные отклонения параметров его исходного состояния. Это может привести к материально-техническим потерям из-за преждевременного выхода из строя металлического оборудования и необходимости его замены еще до выработки нормативного срока службы. Особенно интенсивно изменения субструктуры металла происходят при действии переменных нагрузок, причем эти изменения отличаются сложной кинетикой протекания [39], включающей в себя чередование стадий деформационного упрочнения и разупрочнения. Этот факт при общепринятой оценке усталостной долговечности не учитывается, и на макроуровне все материалы однозначно делятся на циклически упрочняющиеся, циклически стабильные и разупрочняю-щиеся. Поэтому при определении усталостной долговечности материалов различного оборудования необходим тщательный учет состояния их тонкой структуры в течение всего времени эксплуатации при заданных параметрах нагружения. Это возможно выполнить, так как существующие физические и электрохимические методы исследований (рентгенография, электронная микроскопия, микротвердость, твердость, прицельные электрохимические измерения) инструментально позволяют оценить локальные явления при усталости и коррозионной усталости. Между тем существующие нормы и методы расчета на прочность и долговечность оборудования, работающего в сложных, периодически изменяющихся, зачастую осложненных действием коррозионной среды условиях

25. Гареев А.Г.. Абдуллин И.Г., Насырова Г.И. Долговечность металлического оборудования в условиях общей механохимиче-ской коррозии // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. Уфа, 1995. С. 94-95. (Тр. ин-та ИПТЭР).

Оухой хлористый водород вызывает незначительную коррозию стали лишь ори вывших температурах, а в низкотемпературных вонах аппаратов, гдо возможна конденсация паров воды, образующаяся соляная кислоте резко усиливает скорость коррозии металлического оборудования.

К косвенным убыткам относятся расходы, связанные с отказом в работе металлического оборудования, простоем его, со стоимостью его ремонта или замены, с порчей продукции заводов пищевой и химической промышленности вследствие загрязнения ее продуктами коррозии, увеличением расхода металла, обусловленным завышенными допусками на коррозию, и пр.

С кислородной деполяризацией корродируют металлы, находящиеся в атмосфере (например, ржавление металлического оборудования заводов); металлы, соприкасающиеся с водой и нейтральными водными растворами солей (например, металлическая обшивка речных и морских судов, различные охладительные системы, в том числе охладительные системы доменных, мартеновских и других печей, охлаждаемые водой шейки валков блюмингов); металлы, находящиеся в грунте (например, различные трубопроводы) и др. Коррозия металлов с кислородной деполяризацией является самым распространенным коррозионным процессом,

За последнее время этот вид электрохимической защиты металлического оборудования от коррозии получил заметное распространение в химической промышленности (рис. 223), не только

повышая срок службы оборудования, но и понижая загрязненность промышленных растворов продуктами коррозии металлического оборудования.

Десятибалльная шкала коррозионной стойкости металлов не является универсальной, так как многие отрасли техники (котло-строение, приборостроение, химическая промышленность) имеют свои допуски на коррозию, которыми и надлежит руководствоваться в соответствующих случаях. Допуски, в свою очередь, в значительной степени зависят от характера металлического оборудования. Так, в химической промышленности для часто сменяемых металлических деталей (барботеры, сифоны и др.) допустимое значение скорости коррозии составляет 6 мм/год, в то время как для металлических воздуховодов эта скорость не должна превышать 0,05 мм/год.

помощью достигается надежная защита металлического оборудования не только от действия воды, солей и щелочей, но и таких сильных агрессивных сред, как горячая 40%-ная серная или 85%-пая фосфорная кислота.

Значение коррозионных исследований определяется тремя аспектами. Первый из них — экономический — имеет целью уменьшение материальных потерь в результате коррозии трубопроводов, резервуаров (котлов), деталей машин, судов, мостов, морских конструкций и т. д. Второй аспект — повышение надежности оборудования, которое в результате коррозии может разрушаться с катастрофическими последствиями, например сосуды высокого давления, паровые котлы, металлические контейнеры для токсичных материалов, лопасти и роторы турбин, мосты, детали самолетов и автономные автоматизированные механизмы. Надежность является важнейшим условием при разработке оборудования АЭС и систем захоронения радиоактивных отходов. Третьим аспектом является сохранность металлического фонда. Мировые ресурсы металла ограничены, а потери металла в результате коррозии ведут, кроме того, к дополнительным затратам энергии и воды. Не менее важно, что человеческий труд, затрачиваемый на проектирование и реконструкцию металлического оборудования, пострадавшего от коррозии, может быть направлен на решение других общественно полезных задач.

При коррозионных процессах, протекающих в этих закрытых стальных системах, весь растворенный кислород потребляется в начальный период времени, и после этого коррозия становится незначительной на весь дальнейший срок службы металлического оборудования. Продолжающееся некоторое взаимодействие стали с водой приводит к образованию водорода. Следовые количества газообразных углеводородов, которые образуются при реакции содержащихся в стали карбидов с водой, придают ему характерный запах. Установлено, что выделение водорода можно свести к минимуму, добавляя в воду NaOH (или Na3PO4) до достижения рН = 8,5 [9].

Например, теоретический состав металлического соединения СиА12 в соответствии со стехиометрической формулой соответствует 54,1% весовым частям Си. Практически соединение СиА12 существует при весовых частях Си от 53,25 до 53,9%.

Рис. 76. Диаграмма состояния сплавов с твердым раствором на базе металлического соединения (о) и изменение свойств (б)

вующих образованию химического соединения (рис. 75, а). Сингулярная точка свидетельствует также о принадлежности химического соединения к классу дальтони-дов (по Н. С. Курнакову). Для диаграммы состояния сплавов с металлическим соединением переменного состава (рис. 76, а) характерна область твердого раствора Р на базе металлического соединения АкВд (на диаграмме заштрихована). Подобные диаграммы состояния

М. Кальман, городской электрик Берлина, сообщил в 1899 г. о системе контроля блуждающих токов электрифицированных железных дорог [58]. Еще в 1894 г. Торговая палата в Лондоне выпустила правила по технике безопасности для английских электрифицированных железных дорог, согласно которым разность потенциалов между положительными трубопроводами и рельсами не должна была превышать 1,5 В, а в случае положительных рельсов могла составлять 4,5 В. Были проведены обширные исследования по уменьшению опасности от блуждающих токов путем искусственного металлического соединения труб с рельсами. «Однако такая процедура должна быть в принципе самым энергичным образом отвергнута, поскольку она несет уже в самой себе зародыш смертельной опасности» [58]. В журнале «Журнал фюр газбелейхтунг» (по газовому освещению) сообщалось, что в 1892 г. в Берлине под влиянием кабелей постоянного тока, а несколько лет спустя еще в 14 немецких городах под влиянием токов утечки трамвая произошли повреждения от электролитической коррозии.

Для предотвращения натекания блуждающих токов посторонние сооружения, например фундаменты зданий, мосты, трубопроводы, металлические оболочки кабелей, заземленные установки и заземлители не должны иметь металлического соединения с ходовыми рельсами или с несущей конструкцией туннеля. Внутри туннеля целесообразно применять пластмассовые трубы и кабели с полимерной (пластмассовой) оболочкой, например типа NYY. Все трубопроводы сетей снабжения должны быть введены в несущую конструкцию туннеля электрически изолированно, например на станциях метро. В металлические трубопроводы за пределами туннеля устанавливают изолирующий фланец. Электроснабжение из коммунальной сети должно осуществляться через трансформаторы с разделенными обмотками.

Рис. 2.12. Образование металлического соединения (зоны схватывания) ЗС между пластичными металлами 1 н 2 при сильном сжатии их пуансонами П1 и П2

15. Станины станков снабжаются специальными болтами с обозначениями «земля» и предназначенными для заземления. Если корпуса электрооборудования станка не имеют надежного металлического соединения с заземленной станиной, то они заземляются самостоятельной шиной.

Фиг. 7. Схема сети с глухо заземленной нейтралью, в которой один из токоприемников не имеет металлического соединения с нейтралью трансформатора.

термического сопротивления клее-металлической прослойки— величины Rci.m, т. е. термического сопротивления стягивания теплового потока к пятнам фактического контакта, введем ряд ограничений, полагая, что контактные пятна равномерно распределены по поверхности склеивания, все пятна фактического контакта имеют форму круга с радиусом аш, не зависящим от нагрузки, и выступы микронеровио'стей претерпевают под нагрузкой упругую деформацию. Согласно [Л. 16] термическое сопротивление стягивания в зоне клее-металлического соединения может быть выражено следующим образом

кретный вид зависимости тепловой проводимости ак.ш или термического сопротивления стягивания от нагрузки в зоне клее-металлического соединения. Так, для оценки термического сопротивления стягивания /?Ст.ш соотношение (4-80) может быть приведено к более удобному

Подставив полученные значения величин в выражение (4-109), получим величину тепловой проводимости клее-металлического соединения с неплоскостностью: