ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛА i-ОПВЕКТИВНЫХ 1Г ШИРМОВЫХ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЕЙ из "Коррозия металла парогенераторов " В процессе окисления стали горячими топочными газами или паром на ее поверхности образуется пленка окислов, которая может препятствовать дальнейшему развитию коррозии. Атомы газа в результате диффузии через окисную пленку проникают к металлу. Одновременно происходит встречная диффузия ионов металла к наружной поверхности окисной пленки. Чем толще пленка, тем больше расстояние нужно пройти ионам кислорода и металла и тем медленнее нарастает ее толщина. В тех случаях, когда пленка окисла получается рыхлой или в ней имеется много трещин, она не обладает хорошими защитными свойствами, и коррозия металла с течением времени не замедляется. [c.45] Пленка должна не только отличаться хорошими защитными свойствами, но и плотно прилегать к металлу. Образование пленки происходит с увеличением объема, и поэтому в ней возникают внутренние напряжения. Чем толще пленка, тем больше напряжения на границе между ней и металлом. Если напряжения превышают временное сопротивление пленки разрыву, то в ней образуются трещины. [c.46] Пленка связана с поверхностью металла прочнее в том случае, когда между ней и металлом нет резкой границы. Кроме того, пленка должна быть как можно более прочной и пластичной, а коэффициенты линейного расширения металла и пленки должны быть возможно более близкими. Тогда при резких теплосменах на границе между пленкой и металлом не будут возникать большие дополнительные напряжения. [c.46] Наиболее эффективное средство защиты стали от газовой коррозии — легирование. В качестве легирующих элементов, улучшающих жаростойкость, наиболее часто применяют хром, кремний и алюминий, окисляющиеся легче железа. Совместно с окислами железа они образуют на поверхности стали пленку сложного состава, препятствующую интенсивному окислению. Защитное действие пленки поддерживается непрерывной диффузией легирующих элементов к поверхностному слою, где они взаимодействуют с кислородом. Диффузия легирующего элемента протекает тем быстрее, чем меньше размеры его атомов, так как атомы малых размеров легче перемещаются в кристаллической решетке основного металла. Этим отчасти объясняется хорошее защитное действие хрома, алюминия и кремния, атомы которых меньше атомов железа. [c.46] Все легирующие элементы, повышающие окалино-стойкость стали, дают тугоплавкие окислы, достаточно прочные при высокой температуре. Молибден в больших количествах, окислы которого легко испаряются при высокой температуре, непригоден для легирования окалиностойких сталей. Однако он может значительно повышать коррозионную стойкость в агрессивных средах при электрохимической коррозии. Присутствие молибдена в низколегированных сталях, применяемых в котлостроении, вызвано стремлением увеличить прочность при повышенных температурах. [c.47] Хром наиболее сильно повышает окалиностойкость стали. При комплексном легировании эффективность защитного действия легирующих элементов повышается. [c.47] Стали с высоким содержанием кремния и хрома называются сильхромами, а стали с высоким содержанием хрома, кремния и алюминия — сихромалями. Применение сильхромов и синхромалей ограничено ввиду их хрупкости в условиях эксплуатации при высоких температурах. Их используют для шипов экранов и иногда — для подвесок. [c.47] Для защиты обдувочных аппаратов, используемых для очистки поверхностей нагрева парогенераторов, работающих на твердом топливе, применяют алитирова-нке. В результате такой обработки на поверхности трубы образуется слой, богатый алюминием. На поверхности этого слоя создается защитная пленка из окислов алюминия и железа, хорошо предохраняющая сталь от дальнейшего окисления. [c.48] При образовании защитной пленки в условиях диффузионного механизма развития процесса окисления л = = 2 при удалении окислов в момент их образования и при отсутствии защитного действия =1. В общем случае коэффициент п зависит от температуры. Если температура изменяется в относительно узком интервале и в механизме роста пленки не происходит качественных изменений, то величину п можно считать постоянной. [c.48] Зависимость утонения стенки трубы из стали 12Х1МФ от времени при различных температурах в воздушной среде. [c.49] На основании обработки экспериментальных данных, полученных рядом организащ1Й с использованием уравнения (1), были установлены математические зависимости от времени и температуры коррозионных потерь сталей в продуктах сгорания различных топлив, паре и воздухе. [c.49] На рис. 18 показаны в координатах IgAS—Igx результаты обработки экспериментальных данных по утонению образцов из стали 12Х1МФ при окислении навоз-духе. Как видно из этого рисунка, уравнение (1) в данном случае хорошо описывает процесс коррозии. [c.49] В табл. 1 приводятся уравнения, описывающие закономерности утонения труб широко используемых в настоящее время сталей в продуктах сгорания мазута и природного газа в зависимости от времени и температуры. В этих формулах учтена зависимость показателя степени п от температуры, т. е. при обработке экспериментальных данных использована зависимость (2). [c.50] При образовании отложений в мазутных парогенераторах, в отличие от парогенераторов на пылевпдное топ-. иво, отсутствует самоочистка , так как частицы мазутной золы имеют весьма малые размеры и находятся в пластическом состоянии. [c.52] Большие осложнения вызывает наличие в золовых отложениях мазутов пятиокиси ванадия и сульфата натрия. Кроме образования расплавов с иизкой температурой плавления, пятиокись ванадия ускоряет коррозию еще и потому, что она служит катализатором в реакции окисления железа, выполняя роль переносчика кислорода. [c.52] Напряжения практически не влияют на протекание ванадиевой коррозии. Однако пластическая деформация, предшествующая разрушению, при наличии ванадиевой коррозии может заметно снижаться. [c.53] Увеличение содержания хрома и алюминия в стали приводит к повышению стойкости металла против ванадиевой коррозии. Если никель в аустенитных сталях оказывает положительное влияние на коррозионную стойкость в воздухе, паре и продуктах сгорания многих топлив, то при ванадиевой коррозии в продуктах сгорания мазута никель вреден. Явно отрицательное влияние на коррозионную стойкость в продуктах сгорания мазута оказывает молибден. [c.53] Интересно отметить, что в процессе коррозии труб поверхностей-нагрева мазутных парогенераторов, изготовленных из перлитных сталей, в слое окислов, прилегающих к металлу, имеет место повышенное содержание хрома и серы. В подокисных слоях металла изменения химического состава, по сравнению с глубинными слоями, не наблюдается. [c.53] Вернуться к основной статье