Поверхности углеродистых

Силы трения, появляющиеся на поверхности взаимодействия двух тел, всегда входят попарно, одна из них приложена к одному телу, а другая, направленная в обратную сторону, приложена ко второму телу. Реакции связей при учете трения называются действительными .

Кольца должны иметь правильную геометрическую форму с равномерной толщиной стенок, торцы должны быть перпендикулярны вертикальной оси. В изломе кольца должны иметь плотное, равномерно зернистое строение без пустот и трещин. Наса-дочные кольца применяют как наполнители с развитой поверхностью в различных башнях для увеличения поверхности взаимодействия газовой и жидкой сред в ряде химических производств. Укладка в башни мелких колец (до 50 мм) обычно производится насыпью, а крупные устанавливаются рядами.-Практические эксплуатационные данные по применению различного вида колец приведены в табл. 60.

Кроме того, вид поверхности образцов после испытания на электронагревательной установке свидетельствует о возможности уноса отдельных зерен графита в непрореагировавшем виде: на поверхности взаимодействия графита с потоком С02 отчетливо видны зерна кокса-наполнителя, сильно обнаженные от связующего и выступающие над поверхностью раздела «газ — связующее».

Были изготовлены микрошлифы испытанных в потоке С02 образцов графита (в плоскости, перпендикулярной поверхности взаимодействия). Для того чтобы выступающие частицы кокса не обламывались при обработке шлифа, поверхность образцов «цементировалась» слоем (приблизительно 1 мм) эпоксидной смолы или меди (гальванопластика), который прочно связывал выступающие зерна с основной массой материала и позволял пронаблюдать структурную картину на поверхности разрушения материала (рис. 2).

II. Скорость уноса массы углерода тх за счет химического взаимодействия с газом потока одинакова по всей сложной поверхности взаимодействия.

B сопловых аппаратах или трубах Вентури при значительных скоростях газового потока капли не могут сохранить сферическую форму. На рис. 2.13 показан кинокадр [2.60], полученный при скорости съемки 100 000 кадров/с, движения водовоздушного потока в трубе Вентури при скорости воздуха 80 м/с. Видно, что в горловом сечении капли приобретают форму парашютообразных мембран, причем межфазная поверхность взаимодействия на единицу объема \A3/AV возрастает чрезвычайно интенсивно. За минимальным сечением капли опять приобретают сферическую форму. На рис. 2.14 показано изменение межфазной поверхности взаимодействия АЛд/AF в единице объема среды вдоль тракта трубы Вентури по данным [2.60], Видно, что вблизи минимального сечения сопла сечение взаимодействия достигает максимума и затем уменьшается до нуля. Именно эта область вблизи горлового сечения сопла и определяет эффективность работы очистительных аппаратов, использующих в качестве элемента трубу Вентури. Нейман [2.60] для коэффициента массообмена (J и сечения взаимодействия А предложил эмпирическое соотношение

— Теплопередача. Зависит от величины поверхности взаимодействия фаз газ — твердое тело. Увеличение скорости движе-

— Теплопередача. Зависит от величины поверхности взаимодействия фаз газ — твердое тело. Увеличение скорости движе-

ственно. Вследствие (1.3.6) и единства поверхности взаимодействия двух компонент из (1.3.54) имеем равенство по абсолютной величине

Применение аппаратов с псевдоожижен-ным слоем получило широкое распространение в химической технике благодаря ряду его преимуществ по сравнению с неподвижным слоем, к которым относятся: большая площадь поверхности взаимодействия реагентов вследствие малых размеров и большой подвижности твердых частиц; быстрое выравнивание температур; высокий коэффициент теплопередачи. В то же время аппараты с псевдоожиженным слоем твердого материала имеют ряд недостатков: возможность механического износа стенок аппарата вследствие воздействия на них твердых частиц, большой пылеунос.

На сх. г П. имеет торцовые поверхности взаимодействия, причем. промежуточная деталь опоры 8 выполнена самоустанавливающейся благодаря сферической поверхности.

Кольца должны иметь правильную геометрическую форму с равномерной толщиной стенок, торцы должны быть перпендикулярны вертикальной оси. В изломе кольца должны иметь плотное, равномерно зернистое строение без пустот и трещин. Наса-дочные кольца применяют как наполнители с развитой поверхностью в различных башнях для увеличения поверхности взаимодействия газовой и жидкой сред в ряде химических производств. Укладка в башни мелких колец (до 50 мм) обычно производится насыпью, а крупные устанавливаются рядами. Практические эксплуатационные данные по применению различного вида колец приведены в табл. 60.

Обобщенные формулы для расчета глубины коррозии сталей в водяном паре от времени и температуры приведены в табл. 4.2. Выясняется, что показатель степени окисления сталей 20, 12Х1МФ, 12Х2М1 и 12Х12В2МФ при их коррозии в водяном паре СКД имеет низкие значения и находится в пределах 0,26—0,29. Такие небольшие показатели степени окисления указывают на хорошие защитные свойства оксидных пленок, образующихся на поверхности углеродистых, низколегированных перлитных и фер-ритно-мартенситных сталей при их коррозии в водяном паре сверхкритического давления, а также на то, что скорость коррозии этих сталей при заданной температуре со временем быстро падает.

Таблица 2, Сравнительные данные по средней скорости коррозии V для СОП в гальванопаре и „старой" поверхности углеродистых сталей в 3 %-м

Для малоцикловой усталости, когда амплитуда деформирования достаточно велика, на VI этапе развития трещины на отдельных участках ее поверхности возможно трение стенок друг о друга. Это трение, зачищая поверхность активно соприкасающихся участков, может вызвать образование СОП2 по месту зачистки. В результате изучения активации поверхности углеродистых сталей, вследствие абразивной их зачистки непосредственно в электролите нами было установлено, что она активирует зачищаемую поверхность [67]. Так, скачок потенциала в отрицательную сторону может достигать 2.00 мВ. Уровень раз-благораживания потенциала в процессе зачистки в определенных пределах зависит от усилия прижима абразива и определяется структурой металла и составом среды. COtlj по месту зачистки в гальванопаре со „старой" поверхностью работает активным анодом.

Цементация поверхности, повышающая прочность и твердость поверхностного слоя и создающая там сжимающие внутренние напряжения 1-го рода, увеличивает сопротивление усталости. Сочетание цементации поверхности с последующей термообработкой (высокий отпуск) существенно повышает предел уста-лости углеродистых и легированных сталей в атмосфере и слабо агрессивных средах. Аналогичный эффект получается и при азотировании поверхности углеродистых сталей. Установлено, что сульфидирование и сульфоцианированйе деталей также значительно повышает их коррозионно-механнческую стойкость. В некоторых случаях коррозионно-механическая стойкость сталей повышается борированием их поверхности. Коррозионно-ус-талостная прочность стали возрастает И после силицирования {71].

57. Петров Л. И-, Осадчук И. Я- Коррозионные свойства свежеобразованной поверхности углеродистых сталей в нейтральной среде//3ащи-та металлов. - 1983. - №4. - С. 612-615.

Анализ литературных данных и наши исследования [113, 225] позволяют сделать заключение, что диффузионное газовое контактное (порошковое) и газовое неконтактное хромирование приводят к образованию на поверхности углеродистых сталей в зависимости от содержания в них углерода защитных слоев разного строения. При насыщении образцов из средне- и высокоуглеродистых сталей образуются слои, состоящие из зоны карбидов (Fe, Сг)2,С6 и (Fe, Cr)7Cs. Под карбидной зоной расположена затектоидная зона, состоящая из хромистого феррита и комплексных карбидов (Fe, Cr),C,, а еще глубже расположена обезуглероженная зона. Поскольку насыщение сталей из порошков идет с участием аммиака, то возможно образование и нитридов Cr, M В зависимости от режимов насыщения общая толщина диффузионного слоя на образцах из среднеуглеродистой стали колеблется в пределах 0,04— 0,12 мм, е том числе толщина карбидной зоны 0,008—0,045 мм, а максимальная микротвердость составляет 15000—19000 МПа.

Обычными примесями в углекислом газе (теплоносителе) являются окись углерода и пары воды. При температуре до 550° С в сухом газе (содержание паров воды не превышает 10"3%) на поверхности углеродистых и низколегированных сталей образуются защитные окисные пленки. Иногда наблюдается разрушение этих пленок после длительного времени работы материала (в течение нескольких десятков тысяч часов), сопровождающееся резким увеличением скорости коррозии. Разрушению окисной пленки способствует повышение давления, температуры и содержания паров воды в газе. Во влажном газе (содержание воды более 5-10~2%) окисление идет интенсивнее при температуре, превышающей 350° С. Увеличение содержания окиси углерода в углекислом газе до 5% не приводит к значительному возрастанию

черноты предварительно окисленной (при t > 600° С) поверхности углеродистых и малолегированных сталей от температуры.

Образование заряженных частиц в потоке выгорающего твердого топлива может быть обязано многим процессам [2]. Они могут образовываться в результате эмиссии с поверхности углеродистых частиц при нагревании. Кроме того, частицы угля содержат минеральные вещества, в состав которых могут входить легкоионизирующиеся щелочные соединения, которые при нагревании могут испаряться, а также может происходить термоэмиссия с поверхности твердых минеральных соединений. Эти процессы, вероятно, встречаются на всех стадиях выгорания твердого топлива, но их, очевидно, нельзя считать ответственными за образование повышенной концентрации заряженных частиц.

Рис. 1-3. Зависимость степени черноты предварительно окисленной (при />600°С) поверхности углеродистых и малолегированных сталей от температуры.

Необработанная поверхность отливок, проката, поковок и т. п. всегда покрыта окалиной, т. е. слоем окислов железа, и в малой степени других элементов. Химический состав окалины: Ре2Оз, Fe3O4. В сталях, легированных хромом, окалина содержит Сг2Оз. На поверхности углеродистых сталей окалина держится непрочно и легко отделяется при ударе. На поверхности нержавеющих хромистых и хромо-никелевых сталей окалина держится очень прочно.