Магниевыми протекторами

Тяжелые сорта топлива обессоливают путем промывки пресной водой и последующей сепарации. Вредной примесью в топливе являются, в частности, ванадиевые соединения, вызывающие высокотемпературную коррозию лопаток. Добавка в топливо магниевых соединений приводит к образованию ванадатов магния, которые имеют высокую температуру плавления и не отлагаются на лопатках. Помимо центробежных сепараторов, используют элек-тродегидраторы, в которых происходит укрупнение и последующее выпадение капель воды из промытого топлива под действием электрического поля.

предотвращение образования на поверхности нагрева котлов отложений кальциевых и магниевых соединений и оксидов железа, вызывающих нарушение теплообмена и коррозионные разрушения металла;

Термин «жесткость» в применении к воде может показаться странным. Он возник при наблюдении свойств тканей, промываемых водой. Воды, содержащие высокую концентрацию кальциевых и магниевых соединений, делали промываемую ткань не эластичной, не мягкой, а жесткой. Различные соли кальция и магния, осаждаясь на волокнах ткани, придавали ей такие свойства.

магниевых соединений слабой соляной кислотой. Проще применить для определения жесткости таких вод олеатный метод.

Недостатки «бикарбонатного режима» — большее остаточное содержание связанной угольной кислоты и кремнекислых соединений, выделение которых зависит от размеров выделения Mg(OH)2, и худшие результаты коагуляции воды солями железа. «Бикарбонатный режим» применяют: 1) когда вынужденно приходится использовать в качестве коагулянта сернокислый алюминий; 2) при необходимости исключить выделение магниевых соединений, чтобы в случае соблюдения определенных гидравлических условий получать при известковании крупнокристаллический осадок (см. ниже). При «би-карбонатном режиме» несколько уменьшается расход извести.

Зернистый осадок получают при больших скоростях движения воды в аппарате. Он состоит почти целиком из СаСОз; механические примеси исходной воды и продукты коагуляции в состав его не входят; соединения магния кристаллизуются в составе зернистого осадка в небольших количествах (3—5% MgO от общего веса осадка в зависимости от скоростей движения воды), при выделении магниевых соединений из воды в больших удельных количествах они, так же как и исходная взвесь, выносятся током воды за пределы аппарата (на механические фильтры). Размеры зерен осадка 0,5— 3 мм; содержание воды в осадке 2—3%; содержание сухого вещества осадка в продувочных водах — около 30%. Осадок обладает большими прочностью и объемным весом, близкими к таковым для минерала известняка. Способность к адгезии и сорбции у частиц осадка незначительна.

Отложения карбонатной накипи в трубках конденсатора, состоящей в основном из кальциевых и магниевых соединений, наиболее интенсивно образуются при оборотном водоснабжении с градирнями и брызгальны-ми бассейнами. Это объясняется непрерывным испарением некоторой части воды в охлаждающих устройствах,

Отложения карбонатной накипи в трубках конденсатора, состоящей в основном из кальциевых и магниевых соединений, наиболее интенсивно образуются при обрат-

леза находится в форме NaFeP04. Данные табл. 4-3 подтверждают, что в накипи экранных труб солевых отсеков наряду с фосфатами железа обнаружено заметное количество (15,7.%) магниевых соединений, я основном в виде фосфата магния MgafPO.^- В этих же отложениях содержится повышенное количество кремниевой кисло-ты (10%).

Природа образования железоокисных отложений по сложности и многообразию отличается от ранее распространенного накипеобразования из кальциевых и магниевых соединений, а также от механизма образования временных отложений, содержащих преимущественно натриевые соединения. Если при наки-пеобразовании определяющую роль играет процесс кристаллизации вещества на поверхности обогреваемых труб, который зависит главным образом от величины тепловой нагрузки, степени упаривания воды, растворимости и концентрации в воде веществ, то для образования железоокисных отложений, наряду с вышеупомянутым процессом, играют большую роль электрохимические процессы. К последним относятся коррозии металла, образования защитной пленки, а также осаждения и закрепления на поверхность разных по состоянию и дисперсности продуктов коррозии.

При присадках магниевых соединений могут протекать реакции:

К труднорастворимым соединениям, образующимся на магниевых протекторах при обычной токовой нагрузке, относятся гидроксид, карбонат и фосфат магния. Впрочем, растворимость гидроксида и карбоната еще сравнительно высока. Очень низкую растворимость имеет только фосфат магния. Движущее напряжение у магниевых протекторов при защите стали при не слишком малой электропроводности и> >500 мкСм-см"1 составляет около 0,65 В, т.е. в три раза выше, чем у цинка и алюминия. Магниевые протекторные сплавы применяются преимущественно там, где движущее напряжение цинковых и алюминиевых протекторов недостаточно или где опасность пассивации слишком велика. Магниевые протекторы используют при повышенном электросопротивлении среды и для получения большей плотности защитного тока. Объектами такой защиты могут быть стальные конструкции в пресной воде, балластные танки для пресной воды, водоподогреватели и резервуары для питьевой воды. В случае резервуаров для питьевой воды важное значение имеет физиологическая безвредность продуктов коррозии (см. раздел 21.4). Здесь нельзя, например, применять алюминиевые протекторы, активированные ртутью. В грунте магниевыми протекторами можно защищать небольшие сооружения при удельном сопротивлении грунта до 250 Ом-м и более крупные резервуары и трубопроводы при сопротивлении грунта до 100 Ом-м. На объектах, имеющих органические покрытия для защиты от коррозии, в средах со сравнительно хорошей проводимостью иногда может оказаться необходимым промежуточное включение омического сопротивления для ограничения тока, чтобы не допустить повреждения покрытия слишком большим защитным током, или чтобы предотвратить установление слишком низких потенциалов (см. раздел 6).

Ввиду большой доли собственной коррозии при катодной защите магниевыми протекторами образуется газообразный водород. Это следует учитывать при использовании такой защиты в закрытых резервуарах, например в водоподогревателях (бойлерах). Можно показать [2], что при эмалированных водоподогревателях и нормальной работе с магниевыми протекторами нет никакой опасности хлопков или взрывов гремучего газа, в частности при работах по обслуживанию; следует только соблюдать действующие инструкции [26] (см. раздел 21).

Рис, 12.2. Катодная защита резервуара мазутохранилища магниевыми протекторами: / — здание; 2 — изолирующие фланцы; 3 — посторонние сооружения; 4 — магниевые протекторы а\ и а^\ 5 — анодные и катодные кабели; 6 — трубопроводы; 7 — измерительный канал на глубине около 2,3 м; 8 — регулируемое сопротивление (резистор, настраиваемый на 8 Ом); 9 — измерительный пункт

Широко применяемая на практике катодная защита магниевыми протекторами резервуаров (с эмалевыми покрытиями) с горячей водой представляет собой экономичную систему защиты от коррозии (рис. 21.1).

Протекторы (гальванические аноды) для размещения в грунте выполняют преимущественно из магния. Впрочем, при удельном' электросопротивлении грунта менее 20 Ом-м могут быть экономичными также и цинковые протекторы, имеющие больший срок службы. В табл. 22.1 приводится сопоставление затрат на катодную защиту магниевыми протекторами при общей величине токоотдачи 100 мА и различном электросопротивлении грунта. В зависимости от фактического сопротивления грунта соответственно варьировали размеры протекторов или

МАГНИЕВЫМИ ПРОТЕКТОРАМИ ПРИ СУММАРНОЙ ТОКООТДАЧЕ

Рис. 22.1. Области экономической выгодности применения катодной защиты магниевыми протекторами (/) и с наложением тока от внешнего источника (//): р — удельное электросопротивление грунта; /„—• требуемый защитный ток

Если IR r > 1 В, то полная защита резервуара магниевыми протекторами не может быть осуществлена.

Следовательно, возможна полная защита резервуара магниевыми протекторами.

1000—3000 к частоте 100 циклов в минуту долговечность при амплитуде напряжения ±10 кг/мм? снижается в 10 раз; для более коррозионностойких медных сплавов влияние частоты значительно слабее. Чувствительность к надрезу при У. к зависит от амплитуды напряжений, агрессивности среды, формы надреза и материала; для некоррозионностойких материалов она меньше, чем при обычной усталости. Для обычных конструкционных сталей при сравнительно высоких напряжениях (до 10е циклов) при У. к. в морской воде в расчетах следует исходить из предела усталости образцов с надрезом при испытании на воздухе; при малых напряжениях и большом числе циклов влияет гл. обр. коррозия. Поэтому при большом числе циклов при У. к. можно не учитывать влияния надрезов. Для нержавеющих сталей, склонных в морской воде к щелевой коррозии, наличие концентраторов (узких прорезей, надрезов, зазоров, зон контакта при напрессовке и т. п.) может оказаться более опасным, чем на воздухе. Увеличение абс. размеров детали из конструкционных сталей (см. Масштабный аффект) при высоких напряжениях (и, следовательно, малом числе циклов) понижает сопротивление У. к., при меньших напряжениях — несколько повышает это сопротивление. У латуней и нержавеющих сталей сопротивление У. к. снижается с ростом размеров детали. Осн. пути повышения сопротивления У. к.—повышение коррозионной стойкости в данной среде посредством нанесения неметаллич. и металлич. покрытий, термодиффузионных покрытий, создаваемых химико-термич. обработкой поверхности детали, электрохимич. защитой цинковыми или магниевыми протекторами идя наложением внешнего тока. В послед-aigil, нем случае с ростом

фективность действия алюминиевых и цинковых протекторов низка, — грунтах, пресных или слабосоленых водах. Однако, из-за высокой скорости собственного растворения и склонности к образованию на поверхности труднорастворимых соединений, область эксплуатации магниевых протекторов ограничивается средами с рН = 9,5-10,5. При защите магниевыми протекторами закрытых систем, например резервуаров, необходимо учитывать возможность образования гремучего газа вследствие выделения водорода в катодной реакции, протекающей на поверхности магниевого сплава. Использование магниевых протекторов сопряжено также с опасностью развития водородного охрупчивания и коррозионного растрескивания оборудования.

1000—3000 к частоте 100 циклов в минуту долговечность при амплитуде напряжения ±10 кг/ммг снижается в 10 раз; для более коррозионностойких медных сплавов влияние частоты значительно слабее. Чувствительность к надрезу при У. к. зависит от амплитуды напряжений, агрессивности среды, формы надреза и материала; для некоррозионностойких материалов она меньше, чем при обычной усталости Для обычных конструкционных сталей при сравнительно высоких напряжениях (до 106 циклов) при У. к. в морско.й воде в расчетах следует исходить из предела усталости образцов с надрезом при испытании на воздухе; при малых напряжениях и большом числе циклов влияет гл. обр. коррозия. Поэтому при большом числе циклов при У. к. можно но учитывать влияния надрезов. Для нержавеющих сталей, склонных в морской воде к щелевой коррозии, наличие концентраторов (узких прорезей, надрезов, зазоров, зон контакта при напрессовке и т. п.) может оказаться более опасным, чем на воздухе. Увеличение абс, размеров детали из конструкционных сталей (см. Масштабный эффект) при высоких напряжениях (и, следовательно, малом числе циклов) понижает сопротивление У. к., при меньших напряжениях — несколько повышает это сопротивление. У латуней и нержавеющих сталей сопротивление У, к. снижается с ростом размеров детали. Осп. пути повышения сопротивления У. к.—повышение коррозионной стойкости в данной среде посредством нанесения неметаллич. и металлич. покрытий, термодиффузионных покрытий, создаваемых химико-термич. обработкой поверхности детали, электрохимич. защитой цинковыми или магниевыми протекторами или наложением внешнего тока. В нослед-2 нем случае с ростом