Образование магнетита

Однако образование локальных элементов позволяет выявлять физические и химические различия в исследуемом металле. Для этих целей используют соответственно кислоты различной концентрации.

Известно, что сплавы системы Al — Mg — Si могут быть чувствительны к межкристаллитной коррозии, даже когда они не чувствительны к КР [51, 56—58]. Такое коррозионное поведение наблюдается на сплаве 6061-Т6 при испытаниях на образцах ДКБ ориентации ВД, нагруженных почти до уровня' Kic, в среде, где развивалась значительная межкристаллитная коррозия. После испытаний образец механически доламывали. Это позволило наблюдать, что глубина межкристаллитной коррозии в области очень высоких напряжений была той же, что и на частях образца, где напряжения отсутствовали [44, 45]. Таким образом, существующие объяснения межкристаллитной коррозии этих сплавов [51], основанные на предположении, что выделяющиеся по границам зерен частицы MggSi [118] или выделения элементарного кремния работают как локальные гальванические ячейки, не подходят для объяснения КР. Никакая из этих моделей не может быть использована для объяснения того факта, что высотные образцы из катаной плиты или поперечные образцы из прутков сплавов с избытком кремния (6070-Т6 и 6066-Т6) чувствительны к КР, тогда как образцы сплава 6061-Т6 не разрушаются от КР. Образование локальных ячеек в результате выделений по границам зерен кремния, однако, может объяснить увеличение чувствительности к межкристаллитной коррозии сплавов с избытком кремния [51].

Важной проблемой является расширение возможности производства сварочных работ в условиях низких температур. Исследования советских ученых показали, что низкие температуры далеко не всегда являются препятствием для производства сварочных работ. Хорошо известно, что при низких температурах повышается чувствительность металла к концентраторам напряжений. При сварке на морозе необходимо соблюдать условия, предупреждающие образование всевозможных надрезов, создающих концентраторы напряжений, служащих в неблагоприятных условиях источниками трещинообразования. Следует также учитывать, что при сварке некоторых сталей на морозе возможно образование локальных зон повышенной твердости, что не всегда целесообразно. 138

Для выяснения влияния отмеченного ранее эффекта ориентации макромолекул (и агрегатов из них) на термическое сопротивление клее-металлической прослойки сравнивались сопротивления систем с обработанными антиадгезивом (R') и необработанными (jR) поверхностями субстратов. Как видно из рис. 4-39, для соединений с макронеровностями (кривая 5) влияние эффекта ориентации на термическое сопротивление наибольшее. Для соединений с плоскошероховатыми поверхностями этот эффект оказывает "на R значительно меньшее влияние. Такая закономерность зависимости термического сопротивления от ориентации структурных элементов объясняется геометрической формой прослойки по отношению к направлению теплового потока. Так, прослойка для соединений с макронеровностью практически мало отличается от сплошного клеевого слоя, когда большинство макромолекул ориентируется в плоскости склеивания и тем самым повышает сопротивление перехода. Для соединений с плоскошероховатыми поверхностями (кривые 4, 8) наблюдается образование локальных клеевых микропрослоек, в которых практически нивелируется направленная ориентация макромолекул относительно общей поверхности субстрата. Повышение чистоты обработки поверхностей и увеличение нагрузки еще более снижают влияние эффекта ориентации на термическое сопротивление прослойки, поскольку возрастает число микропрослоек, в которых сшивка элементов свя-зурщего носит пространственный характер.

Обычные массообменные процессы в колонке имеют незначительные тепловые эффекты, что практически не сказывается на тепловом равновесии системы. Однако в случае сопровождения реакции ионообмена вторичными реакциями (например, в колонку с катионитом в Н-форме вводят щелочь, или, наоборот, в колонку с анионитом в ОН-форме поступает кислота) теплота нейтрализации может вызвать образование локальных зон с повышенной температурой среды. Зона повышенной температуры перемещается по высоте колонки одновременно с ионообменным фронтом, а константы равновесия реакций и скорости обмена ионов зависят от абсолютного значения температуры. Поэтому скорость перемещения фронта ионообмена может существенно измениться.

Для предотвращения обледенения трубок КВО ВК очень важен контроль за присосами воздуха в систему. Возможно образование локальных воздушных пробок, мешающих нормальному течению пара и в итоге приводящих к замерзанию трубок, поэтому тщательно контролируют расход воздуха через систему эжекторов (рис. 8.89).

Причиной выкрашивания валков могут быть мелкие риски и неровности на их поверхности. Мелкие риски часто возникают на поверхности или в приповерхностном слое валка в результате изменений внутренней структуры, вызванных напряжениями в процессе прокатки. Риски, а также шлифовочные трещины в направлении, перпендикулярном к направлению шлифования, иногда возникают в результате сильного местного нагрева, что приводит к локальной пластической деформации. Образование локальных рисок может 62

Как отмечалось в п. 8, образование локальных трещин в первый период эксплуатации обычно имеет место в тех случаях, когда в результате некачественной термической обработки прочность стали чрезмерно высока, а отпуск после сварки выполнен неправильно. Испытания на изгиб по методике ЦКТИ показывают (рис. 107), что в этих случаях пластичность сварных образцов заметно падает. Так, при высокой прочности литой стали марки 15Х1М1ФЛ и недоотпуске сварного соединения даже при испытании со сравнительно высокой скоростью деформации (0,75%/ч) относительное удлинение наружного волокна составляет лишь доли процента (рис. 107, а). Проведение оптимального отпуска при температуре 730° С, а также использование заготовок с умеренным уровнем прочности заметно повышает пластичность образцов, уменьшая тем самым вероятность локальных разрушений.

При повышении температуры деформирования активизация термически активируемых диффузионных механизмов пластического течения диспер-сионно-урочненных сплавов приводит к качественному изменению законов формирования дефектной структуры. Так, при высокотемпературном (Т 3* ^ 873К) статическом растяжении образцов из сплава Nb—Mo—ZrO2, начиная с малых степеней деформации (е ~ 0,02) на границах зерен преимущественно вблизи крупных включений либо в тройных стыках наблюдается образование локальных полос ПД-зон мощного локализованного сдвига (у > 1) шириной 0,5—50 мкм, разориентированных относительно матрицы на разные углы [157]. Вне зон локализации начиная с е ~ - 0,05 сохраняется однородное распределение дислокаций невысокой плотности, не изменяющееся с деформацией. С ростом деформации образующиеся полосы распространяются в направлении максимальных сдвиговых

Растрескивание под действием термических напряжений. Термические напряжения возникают в связи с изменением теплового состояния металла изделия при его нагреве, охлаждении, а также длительном пребывании при повышенной или пониженной температуре. Разрушения под действием термических напряжений происходят только вследствие теплового градиента, без приложения внешней механической нагрузки. Причиной возникновения трещин при этом является образование локальных полей напряжений.

Щелевая коррозия — в значительной степени локализованный быстройротекающий процесс в щелях, трещинах или стыках, т. е. в местах, где задерживаются малые количества раствора, соприкасающегося с корродирующим металлом. Точечная (питтинговая) коррозия представляет собой локализованные воздействия, в результате которых происходит образование углублений и ямок на поверхности металла. Межкристаллическая коррозия характеризуется локальными воздействиями на границах зерен некоторых медных, хромовых, никелевых, алюминиевых, магниевых и цинковых сплавов после неправильной термообработки или сварки. Образование локальных гальванических ячеек, в которых осаждаются продукты коррозии, приводит к существенному снижению прочности материала в результате межкристаллической коррозии.

образование магнетита 282—284

Комплексообразователи используются обычно для удаления различного рода отложений с поверхностей нагрева котлов. Передозировка комплексообразователей, однако, приводит к разрушению защитного магнетитового слоя, после чего вновь происходит взаимодействие стали с водой, образование магнетита и водорода. Особенно опасны для котлов локальные градиенты концентраций комплексообразователей у поверхности металла.

При сравнительно высоких температурах образование магнетита может происходить в результате термолиза ставших неустойчивыми гидроксопароксокомплек-сов или же известной реакции Шиккора внутримолекулярного окисления — восстановления:

Установлено ингибиторное действие 200—300 мг/кг гидразина на процесс кислородной коррозии стали вследствие образования защитной пленки магнетита. При температурах ниже 230°С продуктом восстановления оксидов и гидроксидов железа является в основном Fe(OH)2, который постепенно превращается в магнетит РезО,}. При температурах выше 230°С образование магнетита на поверхности металла происходит непосредственно в виде плотного слоя, что приводит к значительно более прочному сцеплению оксида с металлом и увеличению защитных свойств пленки.

Однако непрерывная микродозировка в -питательную воду, желательно перед питательным насосом, позволяет получить комплексонаты железа. При поступлении их в тракт котлоагрегата сверхвысоких параметров, уже начиная с водяного экономайзера, они будут непрерывно разлагаться. Глубина этого процесса связана с ростом температуры, т. е. образование магнетита будет «растянуто» по всему тракту котла. При этом температуры питательной воды для блоков сверхвысоких параметров (262 °С) по данным МЭИ отвечают началу получения пассивирующего эффекта даже при однократной обработке. Разумеется, непрерывная микрообработка будет еще более эффективной. Естественно, что для прямоточного котла должна употребляться только аммонийная соль ЭДТА, так как при этом отложения в котле не могут увеличиваться, как это было бы в случае применения натриевых солей. Кроме того, натриевые соли могут вызвать растрескивание сталей при повышенных местных концентрациях.

ных и низколегированных сталях, что предохраняет защитный слой FeO—Fe2O3. Однако образование магнетита в области низких температур возможно согласно уравнениям

Растворимость гидропероксокомплекса железа превышает растворимость обычных окислов железа. Благодаря этому железоокисный шлам будет отсутствовать во всей регенеративной системе, т. е. не должно образовываться неравномерных, локальных, легкосмываемых потоком воды рыхлых железоокисных отложений. В то же время образование магнетита на стенках в результате термического разложения гидропероксокомплекса железа

При работе без избытка гидразина в питательной воде процесс осаждения несколько смещается в НРЧ. До НРЧ оседает 60—65% железа, в НРЧ —30%, б—10% уносится паром. Наблюдается присутствие в пробах по всему тракту коллоидной формы взвеси. Изменения в поведении железа в отсутствие гидразина, по всей видимости, связаны с некоторым сдвигом по времени начала протекания термолиза. Небольшое запаздывание процесса термического разложения комплексонатов, присущее трехвалентному состоянию в условиях работы современной энергоустановки сверхкритических параметров, где время прохождения средой всего пароводяного тракта от деаэратора до турбины составляет около 5 мин, а отдельных радиационных поверхностей нагрева— доли секунды, может изменить картину поведения железа в тракте, обусловив образование магнетита в следующих по ходу рреды поверхностях налрева (рис. 7-4).

Образование магнетита в процессе термического разложения комялексонатов железа протекает наиболее эффективно при контакте среды с достаточно чистым металлом. Поэтому для прямоточных котлов сверхкритических параметров перевод в комплексонный режим должен производиться для нового котла или для работавшего котла после осуществления его химической очистки при обязательном включении водя-

Образование магнетита подтверждено рентгенофазовым анализом и другими показателями.

Образование магнетита приостанавливает реакцию с железом и защищает сталь от дальнейшей коррозии при условии, что слой магнетита остается неповрежденным. Любое нарушение этого слоя, вызванное химическим, механическим или тепловым воздействием, приводит к обнажению поверхности металла и создает условия для дальнейшей коррозии. Начнется ли коррозия в действительности, будет зависеть от физических и химических условий в месте повреждения. Например, эти условия могут способствовать такому образованию новых зерен магнетита у по-