ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Коррозия титана и его сплавов из "Кислородная коррозия оборудования химических производств " На основании опытных данных Всесоюзный теплотехнический институт предлагает классификацию коррозионной активности горячей воды (табл. 2.8) по отношению к углеродистой стали в зависимости от расчетного индекса насыщения воды и содержания в холодной воде (л 18°С) кислорода (при малых концентрациях хлорид- и сульфат-ионов в воде). [c.48] Точки —IV соответствуют группе воды по коррозионной активности. [c.48] Скорость движения потока — не менее важный фактор коррозионного процесса стали в речной воде. Поток доставляет кислород к корродирующей поверхности и может уносить продукты коррозии, накапливание которых тормозит процесс коррозионного разрушения. Интенсивное снабжение кислородом катодных участков углеродистой стали активизирует процесс. Такое же влияние способен оказывать и малый приток кислорода при медленном ламинарном движении потока воды, если при этом происходит образование пар дифференциальной аэрации [29, с. 92]. При высокой турбулизации потока речной воды к поверхности стали транспортируется количество кислорода, достаточное для частичной пассивации стали и снижения скорости коррозии. [c.49] Следует отметить, что влияние состава углеродистой стали на скорость ее коррозии и виды коррозионных разрушений в гречных водах незначительно. Нержавеющие стали в ррчных водах при температурах до 100 °С практически не подвергаются коррозии. [c.50] Из конструкционных материалов, применяемых для изготов- ления трубок конденсаторов и охладителей, наиболее распространены сплавы меди — латуни. Коррозионная стойкость их в речной воде существенно зависит от свойств образующихся на поверхности металла защитных пленок, состоящих из соединений меди и цинка. При работе конденсаторных трубок возникают условия, приводящие, к химическому или механическому разрушению этих пленок и, следовательно, к протеканию коррозии. Латунные трубки особенно подвержены коррозии в начальный период эксплуатации аппаратов, поскольку формирование защитной пленки требует определенного времени. [c.50] Состав защитных пленок и их свойства зависят от состава. латуни и солесодержания охлаждающей воды. Обычно подобные защитные пленки состоят из малорастворимых карбонатов, под которыми находится слой оксида меди(1). При наличии кислорода в воде всегда существует опасность развития коррозии латуней. Кислородная коррозия усиливается при содержании в охлаждающей воде солей (особенно хлоридов и сульфатов), а также при поступлении в нее сточных вод. [c.50] С учетом коррозионного поведения латуней следует отметить, что оборотная система водоохлаждения в принципе менее желательна, чем прямоточная при оборотной системе может повышаться концентрация растворенных в воде веществ до опасного предела. Однако оборотная система во многих случаях оказывается полезной, так как она облегчает использование ингибиторов коррозии латуней для обработки добавочной воды. [c.50] Развитие обоих видов обесцинкования ускоряется при наличии на поверхности латуни отложений накипи, ила, солевых инкрустаций и продуктов биологического обрастания. Присутствие в охлаждающей воде хлоридов и сульфатов также способствует развитию данных видов коррозии. [c.51] Биологическое обрастание существенно усиливает развитие коррозии латуни. Повышение pH охлаждаемой воды до 8,0 и больших значений также ускоряет коррозию этого сплава. Интенсифицирует процесс коррозии латуней и других медных сплавов также повышение температуры воды. При эксплуатационных наблюдениях было установлено, что скорость коррозии латуни марки Л-68 в воде с солесодержанием 600 мг/л при 20 и 60°С составляет соответственно 0,01 и 0,03 г/(м -ч). [c.51] Коррозионная стойкость латуни повышается при легировании ее мышьяком и оловом. Так, сплав, содержащий 70% меди, 29% цинка и й% олова, устойчив даже в минерализованных водах, но склонность к разрушению под напряжением сохраняется. Добавка алюминия около 2% способствует восстановлению защитных пленок при механических повреждениях. [c.51] Другой вид коррозионного разрушения латуней при контакте с водой или паром — коррозионное растрескивание. Этот специфический вид коррозии связан с наличием в сплаве растягивающих напряжений, обусловленных либо внутренними, либо приложенными внешними нагрузками. Для коррозионного растрескивания характерно как межкристаллитное, так и транс-кристаллитное разрушение. В отличие от известного варианта межкристаллитной коррозии для развития растрескивания обязательно наличие растягивающих напряжений. Растрескивание латуней наиболее часто наблюдается при их контакте с водяным паром, особенно при наличии в паре аммиака. Увеличение содержание цинка в сплаве повышает склонность к коррозионному растрескиванию. [c.51] Из новых материалов для изготовления конденсаторных трубок перспективны титан и сплавы на его основе. О термодинамической устойчивости титана в водных средах можно судить по диаграмме Пурбэ (рис. 2.9). Уравнения электрохимических реакций, по которым построена эта диаграмма, приведены в табл. 2.9. [c.52] Анализ данных, приведенных в табл. 2.9 и на рис. 2.9 [31], свидетельствует о том, что процессы образования оксидов и пассивации титана непросты. В частности, нельзя строить модель пассивации титана на предположении об образовании пассивирующего слоя оксидов в результате взаимодействия атомов титана и молекул воды, поскольку нормальные потенциалы для всех известных оксидов титана значительно отрицательнее наблюдаемого потенциала пассивации титана. Причина этого состоит в том, что поверхность титана всегда покрыта гидрид-ным слоем и во взаимодействии с водой участвует гидрид титана ТШг. [c.52] Алюминий — весьма реакционноспособный металл с высоким сродством к кислороду. Однако в нейтральных водных средах он достаточно устойчив, что обеспечивается образованием на его поверхности защитной оксидной пленки, обусловливающей его самопассивацию в воде, особенно в аэрированной. Возрастание скорости коррозии алюминия во времени в водных средах возможно лишь при высоких температурах и давлениях. [c.53] На рис. 2.10 дана упрощенная диаграмма Пурбэ для системы А1—Н2О. Сплошными линиями 1—5) на диаграмме ограничены области, в которых вероятен процесс образования на алюминии оксидных пленок в зависимости от pH. Пунктирные линии указывают пределы стабильности воды. Анализ диаграммы Е — pH позволяет определить условия, при которых термодинамически возможна коррозия алюминия с образованием АН+ при низких значениях pH и АЮг при высоких значениях pH, а также условия возникновения пассивного состояния при образовании пленок гидраргилита АЬОз-ЗНгО (при почти нейтральных значениях pH) либо условия отсутствия коррозии при больших отрицательных потенциалах металла. Следует иметь в виду, что в представленной диаграмме не учитывается влияние ионов-активаторов на коррозию алюминия в нейтральных водных средах. [c.54] Алюминий и его сплавы, контактирующие с речной водой,, могут подвергаться следующим формам коррозии — общему разрушению металла, питтингообразованию, межкристаллитной коррозии, нитевидной коррозии, расслаивающей коррозии. [c.54] Наиболее распространенный вид коррозионного разрушения алюминия и его сплавов — питтингообразование. В некоторых почти нейтральных водных средах питтинговая коррозия распространяется вследствие того, что раствор в очаге поражения становится кислым (образуются ионы Н+) и защитная оксидная пленка не может формироваться на поверхности металла. [c.54] Питтингообразование алюминия интенсивно развивается в речных водах, содержащих хлориды, карбонаты и медь. Влияние меди особенно существенно в жесткой воде, так, содержание 0,02 мг/л меди способно привести к питтинговой коррозии алюминия. В мягкой воде, несмотря на ее большую коррозионную агрессивность, опасная концентрация меди выше, но и растворимость меди в мягкой воде больше. Образовавшийся на поверхности алюминия питтинг может развиваться в средах, которые сами по себе не способны вызвать коррозию. Во всех речных водах скорость роста глубины поражения быстро снижается со временем. При движении воды со скоростью 0,3 м/с питтингообразование замедляется или вообще подавляется. Повышение температуры может интенсифицировать процесс развития питтингов, но в то же время при температуре выше 50 °С в агрессивных жестких водных средах питтингообразование подавляется вследствие образования защитных пленок оксидов. [c.54] На склонность алюминия и его сплавов к межкристаллитно-му разрушению особенно влияют примесные элементы и сегрегации в зоне границ кристаллитов сплава ф32, с. 187]. Так, небольшие добавки меди заметно повышают межкристаллитную коррозию алюминиевых сплавов. Вероятность межкристаллит-ного разрушения можно понизить соблюдением правильной технологии производства металла и выбором правильного режима термической обработки. [c.54] Вернуться к основной статье