Северного исполнения

Ингибигтошее и стимултшощее действие тиомочевины и ее производных, а также ряда других серусодержащих соединений при коррозии металлов в кислотах объясняют присутствием в растворе и на поверхности металла ионов HS~. Полагают, что эти соединения в процессе коррозии железа или стали в той или иной степени восстанавливаются и разлагаются с образованием сульфидов и ионов HS7 Поэтому их адсорбцию и ингибирутршее действие и в данном случае можно связать с предварительной адсорбцией ионов Н5~на поверхности металла. Даже очень малая степень восстановления, происходящая непосредственно на поверхности металла, способна обеспечить слой адсорбированных ионов HS""f на которых происходит адсорбция катионов исходного соединения [103,104,109,121].

В последние годы наблюдается повышение уровня загрязнений атмосферы соединениями органического происхождения [2]. Помимо углеводородов (метана, ацетилена, летучих углеводородов €2—С2о), отмечается повышение содержания в воздухе кислород-, азот-, и серусодержащих соединений (спирты, альдегиды и кислоты, сульфиды, меркаптаны) и особенно хлор- и хлорфторпроизводных (фреоны). Все эти соединения поступают в атмосферу преимущественно из антропогенных источников (автомобильный транспорт, сгорание топлива, химическая промышленность).

Хлорат натрия и восстанавливающие соединения серы ускоряют коррозию. В присутствии серы или других восстанавливающих серусодержащих соединений никель подвержен межкристаллитной коррозии.

нение серы на поверхности трения но является чисто поверхностным явлением, сводящимся к образованию тонких сорусодержащих пленок, а скорее по своей природе может быть отнесено к диффузионным процессам. Конечно, окончательное решение вопроса о природе процесса регенерации серы на поверхностях изнашивания требует дальнейших углубленных исследований. Далее было показано, что даже тогда, когда керосин не заменялся па протяжении всего периода испытания, взаимодействие смазки, содержащей продукты износа и радиоактивную серу, с поверхностью трения вкладыша не приводит к образованию серусодержащих соединений или пленок.

Из проведенного исследования можно сделать вывод, что при использовании трибутилтритиофосфита в качестве антикоррозионной присадки имеет место следующий механизм защитного действия: сначала пленка образуется на свинце молекулами присадки, затем молекулы присадки разрушаются с образованием активных серусодержащих соединений. Последние создают защитную пленку, удерживающуюся на поверхности свинца до полного разрушения присадки кислыми продуктами.

Многочисленными исследованиями установлено, что в .присутствии кпсл рода в кислых средах эффективность производных пиридина, хинолина, аиилиш имидазолина, фосфор- и серусодержащих соединений значительно понижает Для большинства из них снижение эффективности связано с участием кнсл<

В одной из первых работ Э. М. Гутманом было изучено влияние четвертичных солей пиридина, серусодержащих соединений и промышленных ингибиторов на растрескивание закаленной стали ЗОХ, имеющей мартенситную структуру, при статических нагрузках (табл. 26).

Анализ данных по влиянию ингибиторов на механические свойства мягких углеродистых сталей показывает, что большинство ингибиторов влияет преимущественно на пластические свойства; влияние на прочностные характеристики менее выражено. Это связано с тем, что пределы прочности и текучести, определяемые при растяжении являются характеристиками менее чувствительными к водороду, чем пластичность. Поэтому большинство данных по влиянию ингибиторов на пластические свойства мягких сталей получено с помощью испытаний на перегиб и скручивание. Необходимо отметить также, что между защитными свойствами ингибиторов, способностью их сохранять пластические свойства и тормозить наводороживание не существует прямой связи. Это можно видеть из данных табл. 42, 43. Но наиболее наглядно отсутствие этой связи проявляется в случае серусодержащих ингибиторов. Большинство серусодержащих соединений являются эффективными ингибиторами коррозии. Однако в кислых средах в их присутствии могут интенсивно протекать процессы новодороживания, что в свою очередь приводит к снижению механических характеристик.-Так, в присутствии некоторых производных тиомочевины (диметилтиомочевины, монометилолтиомоче-вина и т. п.) пластичность мягкой стали, определенная по числу скручиваний резко снижается [132, с. 98], что объясняется распадом замещенных тиомочевины в кислых средах и образованием стимуляторов наводороживания — H2S и анионов HS- и S2~.

На Московском трубном заводе при травлении труб в сернокислотных растворах состава 130—200 г/л H2SO4, 100—450 г/л FeSCh применили регулятор травления, состоящий из смеси 0,75—1,0 г/л ингибитора ЧМ (Р) и тиурама Д. Однако этот регулятор эффективен до температуры 85 °С, при более высоких температурах эта смесь теряет свои защитные и стимулирующие свойства. О применении смесей серусодержащих соединений, условно названных ТСН, и TG с ингибиторами ПКУ-М, катапином БПВ, ПБ-5, ЧМ для бесшламного травления углеродистых сталей сообщается в [98, с. 75].

Таблица 172 Некоторые теплотехнические характеристики серы и серусодержащих соединений

Тионовые бактерии, окисляющие серу в присутствии кислорода, относятся к роду Thiobacillus. Это подвижные неспорооб-разующие микроорганизмы, представляющие собой одинаковые клетки размером от 0,5 до 1,5 мкм. Клетки движутся посредством одного полярного жгутика. Энергию для построения клеточного вещества эти бактерии получают при окислении серы, тиосульфатов и других серусодержащих соединений. Конечным продуктом окисления являются сульфаты и серная кислота, которая вызывает сильное снижение рН окружающей среды. Встречаются галофильные и термофильные виды, которые могут развиваться в высокоминерализованных водах (до 25% NaCl) и при высоких температурах (до 80 °С). Они могут существовать даже в 10%-ной серной кислоте. Механизм окисления серы в серную кислоту полностью не выяснен.

Таким образом, стали и сплавы, предназначаемые для работы при низких температурах, делят на металлические материалы для работы при низких климатических температурах (до —60°С) так называемые стали северного исполнения и эксплуатируемые при температурах от комнатной до температуры ниже —80°С почти вплоть до абсолютного нуля (4,2 К — темпера-

Для многих конструкций и машин, работающих в северных районах, большое значение приобретает температура перехода стали в хрупкое состояние. Порог хладноломкости для случая полностью хрупкого излома наиболее распространенной мартеновской стали СтЗ (листовая сталь) находится для кипящей стали при О °С и спокойной при ~-40°С. Поэтому применение кипящей, а также полуспокойной стали для северных районов страны недопустимо. Понижение порога хладноломкости спокойной стали до —60н—100 "С возможно путем закалки и высокого отпуска (улучшения) или нормализации. Строительные конструкции и машины, предназначенные для работы в северных районах, следует изготовлять из спокойной, термически обработанной стали. Для мостовых сталей северного исполнения ограничивают содержание фосфора и серы (<0,03 % Р, <0,025 % S) и нормируют площадь излома (не менее 60 % с волокнистым строением).

Назначение — ответственные сварные конструкции в том числе северного исполнения,

При проектировании покрытий в северной климатической зоне с расчетной температурой района строительства ниже -40°С следует дополнительно предусматривать в каждом блоке установку вертикальных связей или распорок, образующих непрерывную ферму в середине пролета вдоль всего покрытия. Кроме того, следует применять сплошностенчатые прогоны и выполнять другие требования, предусмотренные для проектирования конструкций с учетом особенностей северного исполнения.

северного исполнения, большие — для машин обычного исполнения (умеренного климата).

Чтобы определить влияние климатических температур на хладостой-кость материалов, из которых изготавливаются машины северного исполнения, применяют установки, где достигается температура порядка —30 ч--.—80° С. Как правило, для этого в конструкцию испытательных машин вводят холодильный шкаф с испарителями, которые питаются либо от компрессорного фреонового агрегата [84], либо от других несложных устройств.

В настоящее время для изготовления газопроводных труб северного исполнения, рассчитываемых на давление 7,5 МПа, используются стали с дефицитными легирующими добавками. Прокат таких материалов осуществляется в строго контролируемых условиях по температуре и степени обжатия. Увеличение рабочих давлений до 10—12 МПа приводит к существенному повышению требований к трубным сталям, реализация которых возможна только на основе весьма сложного комплексного легирования материалов. В этой связи предложенное ИЭС им. Е. О. Патона АН УССР конструктивное направление (замена монолитной стенки трубы многослойной), открывающее пути широкого использования обычных рулонных сталей без дефицитных добавок, является более экономически целесообразным.

Расчет на прочность резьбовых соединений при низких температурах очень важен при проектировании машин и механизмов северного исполнения, а также летательных аппаратов.

Из низколегированных сталей с кар-бонитридным упрочнением изготовляют металлоконструкции промышленных зданий, ответственные сварные конструкции, в том числе северного исполнения, пролетные строения железнодорожных и крупных автодорожных мостов, платформы автомобилей большой грузоподъемности (до 120 т) и др.

Таким образом, стали и сплавы, предназначаемые для работы при низких температурах, делят на металлические материалы для работы при низких климатических температурах (до —60°С) так называемые стали северного исполнения и эксплуатируемые при температурах от комнатной до температуры ниже —80°С почти вплоть до абсолютного нуля (4,2 К — темпера-

Полученные результаты исследований по механике разрушения отражены в ряде нормативных материалов по проектированию сосудов давления для атомной энергетики, строительных металлических конструкций и дорожных машин "северного исполнения", а также по стандартизации испытаний материалов на прочность в хрупких состояниях.