Металлы, взаимодействие с водяным

Металлы, взаимодействие с водяным паром 370 [c.426]

Нагретый металл взаимодействует с водяным паром при высоких температурах (400—600° С) по реакции [c.560]

Композитные материалы (кроме эвтектических) обычно изготавливают из двух или более составляющих элементов. Каждый из этих элементов предварительно тщательно очищают от загрязнений тем не менее, после любой обработки (за исключением таких особых видов предварительной обработки, как высокотемпературный вакуумный отжиг или катодное травление) на поверхности остаются пленки адсорбированных веществ. Пленки на металлах возникают, в основном, из-за взаимодействия с кислородом воздуха, но на окислах и некоторых неметаллах пленки могут появиться в результате взаимодействия с водяным паром. Дополнительными источниками образования пленок могут явиться загрязняющие вещества, присутствующие в различных количествах при подготовительных операциях, например масло или смазка, хлориды и сульфиды, пыль и другие посторонние вещества и продукты их взаимных реакций, например гидроокиси. Таким образом, объединение составляющих композита не является простым физико-химическим процессом. Как правило, для образования связи между металлом и упрочнителем пленки должны быть каким-либо способом уничтожены. Иногда, однако, пленки желательно сохранить или видоизменить в частности, окисные пленки на алюминии и боре сводят к минимуму взаимодействие компонентов в соответствующих композитах. [c.32]

Примером химической коррозии является взаимодействие металла с жидкими неэлектропроводными средами (неэлектролитами) или сухими газами. Практически наиболее важным видом химической коррозии является газовая коррозия, т. е. процесс окисления металла (взаимодействие с кислородом) или химическое взаимодействие металлов с рядом других активных газовых сред (сернистый газ, сероводород, галоиды, водяные пары, углекислота и др.) при повышенных температурах. Борьба с газовой коррозией имеет большое значение для народного хозяйства и успешного развития новой техники. Многие ответственные детали инженерных конструкций сильно разрушаются от газовой коррозии (лопатки газовых турбин, сопла ракетных двигателей, элементы электронагревателей, колосники, арматура печей и т. д.). Большие потери от газовой коррозии угар металла) несет металлургическая промышленность при процессах горячей обработки металлов. [c.21]

Алюминий легко соединяется с кислородом и поэтому быстро восстанавливает окислы металлов, в то же время он активно соединяется с галогенами. Алюминий энергично присоединяет к себе водород, начиная с температуры 300° С и выше. В ряде случаев пористость алюминиевых отливок зависит от наличия в них водорода. При температуре 510° С и более алюминий взаимодействует с водяным паром. При температуре 850—900° С он легко соединяется с азотом, образуя пленку нитрида алюминия (A1N). [c.12]

Окись хрома СггОз, использовавшаяся в качестве индикатора при длительном окислении образцов при 400°С, была после окисления вся обнаружена на поверхности раздела окисел — газ. Это заставляет предполагать, что реакция взаимодействия протекает на поверхности между окислом и металлом вследствие диффузии ионов кислорода внутрь, как это наблюдается при его окислении в атмосфере воздуха, но поскольку окись хрома в соприкосновении с цирконием неустойчива, требуется известная осторожность, чтобы надежно предотвратить их взаимодействие. В экспериментальных условиях излагаемого исследования двуокись циркония прочно сцеплялась с основой. Под микроскопом удалось обнаружить только однофазный окисел, причем поглощение водорода металлом должно было быть весьма незначительным. Цирконий взаимодействует с водяным паром со скоростью, вдвое превышающей скорость его окисления в атмосфере кислорода [855]. [c.376]

Водяной пар, находящийся в газовой фазе, взаимодействует с жидким металлом по уравнению Н20-1-Рея,5 [Ре0]+Н2. [c.27]

Водяной пар и кислород диффундируют через любые органические материалы покрытий количественные зависимости описываются коэффициентами проницания, значения которых для этих газов и некоторых важных материалов покрытий приведены в табл. 5.5. Кислород, диффундирующий через эти покрытия, может вызвать процессы коррозии на поверхности металла при взаимодействии с одновременно диффундирующим водяным паром только в том случае, если происходит активация обычно пассивированного металла материалом покрытия или грунтовки. На эти процессы могут влиять химические свойства покрытия и другие вещества, которые тоже могут диффундировать из среды через покрытие, а также микрофизические особенности на границе раздела. Однако эти факторы изучены еще недостаточно. Для оценки опасности коррозии могут быть использованы частичные реакции по формулам (2,17), (2.21) и (4.3) для железа [19, 20] [c.157]

Все три стадии взаимодействия металла с водяными парами при нормальных температурах могут быть представлены моделью, приведенной на рис. 31, где иллюстрируются на примере цинка стадии хемосорбции воды (й), физической адсорбции с образованием водородных связей (б) и химического превращения хемосорбционного комплекса в конечный продукт реакции— гидроксид цинка (в). [c.58]

Диффундирующий в металл водород взаимодействует с окислами, углеродом (или, точнее, с цементитом), серой, фосфором и рядом других элементов, образуя водяные пары, метан, сероводород и т. д. Эти продукты, например водяной пар или метан, приводят к нарушению структуры, понижают прочность металла, придают ему хрупкость и способствуют его разрушению. Такие процессы могут протекать в установках для синтеза аммиака, гидрирования углей при производстве бензина и в ряде других случаев,, когда водород применяется при повышенной температуре и давлении. Наклеп или укрупнение зерен металла способствует повышению его хрупкости и преждевременному разрушению. Действие водорода сопровождается также обезуглероживанием металла. Влияние водорода усиливается при температуре выше 350°С и тогда мало зависит от содержания углерода в сплаве. [c.84]

Протекание равномерной пароводяной коррозии связано с чрезмерным ростом пленок на перегретом металле вследствие взаимодействия с ним водяного пара локальная же пароводяная коррозия обусловлена частичным разрушением защитных пленок вследствие высоких тепловых нагрузок, частых теплосмен, явления хайд аута и нарушений водного режима, в первую очередь по содержанию в питательной воде котлов соединений железа и меди. [c.179]

Коррозия металла — процесс его разрушения, происходящий вследствие химического или электрохимического воздействия внешней среды [Л. 4]. В топке и газоходах агрегата парогенератора газовая коррозия наружной поверхности труб и стоек пароперегревателей происходит под воздействием кислорода, углекислого газа, водяных паров, сернистого и других газов внутренней поверхности труб — в результате взаимодействия с паром или водой. [c.7]

Снижение содержания углерода наблюдается и при взаимодействии стальной поверхности с водяным паром или углекислым газом, которые помимо общего окисления металла способны непосредственно реагировать с карбидным углеродом стали [c.19]

Водород, образующийся при диссоциации водяного пара или в результате реакций водяного пара с металлической поверхностью, может также вступать во взаимодействие с металлом, образуя или твердые растворы, или гидриды с такими металлами, как Т1 2г V ЫЬ. Аналогично нитридам, гидриды накапливаются у этих металлов также главным образом в поверхностных слоях, толщина которых определяется скоростью диффузии. Поглощение водорода металлами приводит к падению пластических свойств (водородной хрупкости), так как водород, проникая в металл по месту кристаллических нарушений — дислокаций, тормозит их возможные перемещения. [c.21]

При использовании в качестве теплоносителя парогазовой смеси (смеси воздуха, азота или окиси углерода с водяным паром) выбор материалов осложняется химическим взаимодействием водяного пара со многими конструкционными материалами при высоких температурах. Такие высокоогнеупорные материалы, как, например, графит, карбиды металлов, которые благодаря хорошим ядерным характеристикам нашли широкое применение в обычных реакторах, не могут работать при высоких температурах без защиты в газовой среде, содержащей водяной нар, углекислый газ, кислород. Для защиты указанных материалов от окисления применяются специальные покрытия (например, для графита — покрытия из силицированного графита, пиролизного углерода, карбида кремния, дисилицида молибдена). Но ни одно покрытие пока что не обеспечивает защиту в течение длительного времени [17]. [c.64]

В процессе работы котла металл барабана может пассивироваться, т. е. на его поверхности может образоваться защитная окисная пленка, являющаяся результатом процесса коррозии, скорость которой со временем уменьшается до нуля. Защитная окисная пленка магнетита образуется на поверхности, контактирующей с водой или водяным паром при температуре выше 230° С. Если в защитной пленке появляются трещины, то они сразу закрываются магнетитом. При дефектной окисной пленке незащищенная стальная поверхность барабана взаимодействует с водой. Однако защитная окисная пленка в месте разрушения восстанавливается не всегда, и в незащищенном месте может происходить непрерывный процесс растворения железа. В месте образования дефектной окисной пленки выносливость котельных сталей при малоцикловом нагружении снижается. [c.15]

Механизм наводороживания алюминия при взаимодействии с влагой изучали А. А. Жуховицкий и др. [3]. Согласно полученным ими данным, образование водорода происходит на границе металла с окислом в результате окисления алюминия водяным паром. Поскольку окисная пленка на алюминии плохо проницаема, при окислении в образцах накапливается много водорода. Так, при 600° С и давлении водяных паров 18 мм рт. ст. содержание водорода в алюминии достигает значений, эквивалентных растворимости водорода при давлении 5—10 атм. В работе [232] рассмотрена задача о росте газовых пор в твердых металлах. Авторы исходили из того, что каждой температуре соответствует некоторое давление газа в порах, связанное с пластическими свойствами металла. Превышение этого давления ведет к увеличению объема пор. Если концентрация газов в растворе превышает критическую, то пора растет вследствие выделения в ней газа и повышения внутреннего давления. В противном случае растворенный газ и газ в порах находятся в равновесии. Увеличение объема поры приводит к уменьшению газового давления и в пору поступает новая порция газа, пока давление не повысится до критического. [c.165]

К настоящему времени с большей или меньшей точностью известны значения к, А и Q для условий взаимодействия с кислородом металлов Fe, Ni, Си, W, Мо, Та, Nb, Zn, Ti. Имеются также данные по взаимодействию с некоторыми металлами водяного пара и двуокиси углерода (рис. 5 и G). [c.130]

Частным видом химической коррозии, практически наиболее важным, является процесс окисления металла при высоких температурах (взаимодействие с кислородом) или химическое взаимодействие металлов с рядом других активных газовых сред (сернистый газ, сероводород, галоиды, водяные пары, углекислота и др.). [c.32]

Кислородной коррозии подвержены поверхности нагрева, температура стенки которых может оказаться равной температуре точки росы. При поступлении слишком холодной воды в водяной экономайзер или конвективную поверхность нагрева водогрейных котлов либо холодного воздуха в воздухоподогреватель на их поверхности происходит конденсация водяных паров, содержащихся в продуктах сгорания. В результате оседания влаги на поверхностях нагрева растворенный в ней кислород вступает во взаимодействие с металлом, разъедая его. С увеличением влажности топлива и содержания в нем водорода вероятность кислородной коррозии повышается. Так, например,, при сжигании антрацитового штыба температура точки росы 27—28 °С, природного газа и торфа 55—60 °С. Поверхности нагрева, выполненные из стали, разрушаются быстрее, чем поверхности нагрева из чугуна. [c.153]

Ряд особенностей меди и ее сплавов создают суще-ственные затруднения при сварке. Легкая окисляемость меди в расплавленном состоянии снижает стойкость металла шва против образования кристаллизационных трещин. В меди, предназначенной для изготовления сварных конструкций, содержание кислорода не должно превышать 0,03%, а для ответственных изделий — 0,01 7о- Высокая теплопроводность меди (почти в 6 раз больше, чем у стали) требует использования концентрированных источников нагрева, а в ряде случаев предварительного и сопутствующего подогрева. Большая растворимость водорода в расплавленной меди и ее падение при кристаллизации вызывают образование пор. Часть растворенного в расплавленном металле водорода, взаимодействуя с окислом меди, образуют водяной пар и углекислый газ, которые при охлаждении металла не успевают выделиться, в результате чего появляются поры. При затвердевании медн пары воды увеличиваются в объеме, образуя в ней трещины. Та- [c.17]

Водяной пар с жидким металлом взаимодействует по уравнению [c.52]

Металл нагреваемой заготовки, соприкасаясь и химически взаимодействуя с печными газами, содержащими кислород (водяной пар и углекислый газ), окисляется и обезуглероживается. При этом на поверхности металла образуется окалина, состоящая из окислов железа. Кроме печных газов на количество образующейся окалины влияют температура нагрева, химический состав металла заготовки и отношение ее поверхности к объему. Например, при 1300° С скорость окисления стальной заготовки в семь раз выше, чем при 850—900° С. С повышением отношения поверхности заготовки к ее объему количество окалины возрастает. С увеличением содержания углерода в стали количество окалины при нагреве уменьшается. Уменьшают окалинообразование и некоторые химические элементы — алюми- [c.95]

Установку использовали для изучения реакции взаимодействия таких металлов, как магний, с водяным паром при давлении ДО 250 мм рт. ст. Ограничение максимального давления достигается размягчением уплотнителей и смазки, используемых при монтаже установки. [c.277]

От действия на металлы воды следует отличать действие на них водяного пара. В таких случаях взаимодействие с водой (паром) можно передать схемой [c.125]

Щелочная коррозия относится к классу электрохимических процессов. Вызываемые ею повреждения обычно имеют локальный характер. В большинстве случаев она сопровождается пароводяной коррозией в результате химического взаимодействия металла с водяным паром по реакции [c.148]

На некоторые металлы, взаимодействующие с кислородом или воздухом, чистый водяной пар почти не влияет по простым причинам химическо о равновесия. В этих случаях давление диссоциации окислов (гидроокисей) превышает парциальное [c.368]

В стали растворен водород. Он проникает в сталь в процессе ее плавки, во время ее термической обработки, при травлении стальных изделий в растворах минеральных кислот и в процессе обжига грунтового покрытия. Считают, что в последнем случае поглощаемый сталью вод0 род образуется при обжиге прун-тового покрытия за счет разложения водяного пара при взаимодействии воды с раскаленным металлом. Железо начинает взаимодействовать с водяными парами, когда температура достигает 200°. При 500—600° реакция идет интенсивно. [c.195]

Практически наиболее распростраиеиным видом химической коррозии является газовая коррозия, т. е. процесс окисления металла, взаимодействие с кислородом или химическое взаимодействие металлов с активными газовыми средами (сернистый газ, сероводород, галоиды, водяные пары, двуокись углерода и т. д.) при высоких температурах. Однако понятие высокая температура чисто условное и зависит от металла и среды. [c.7]

Помимо этого, данные материалы должны обладать высокой антикоррозионностью и не взаимодействовать с водой, водяными парами и жидкими металлами, используемыми в настоящее время в качестве теплоносителей (Ка, сплавами Ка с К или РЬ с В1). [c.230]

МО сорбированной воды и химически взаимодействующей с поверхностью металла представлена изотермами адсорбции рис. 27. Можно заметить, что количество молекул, вступающих в химическую реакцию с поверхностными атомами в металле или оксиде, растет по мере увеличения толщины физически сорбированной воды. Расчет показывает, что при Р/Яо=0,3 количество хемосорбированных молекул воды не превышает 1 монослоя. По мере приближения к PIPq=1 толщина пленки химически связанной воды достигает 4-х монослоев (при продолжительности контакта металла с водяными парами 30 мин). Наиболее быстрое химическое взаимодействие воды с металлом наблюдается при влажности превышающей критическую , т. е. в области полимо-лекулярной адсорбции. [c.56]

Водородная хрупкость. Возникновение трещип при постоянно действующем напряжении возможно в оборудовании, в котором имеется водород под высоким давлением. Это явление аналогично коррозионному растрескиванию [39], т. е. инициация трещины является функцией К, причем имеется пороговое значение К, ниже которого металл не разрушается. Разрушение также возможно в результате охрупчивания, обусловленного взаимодействием с водородом, например растрескивание медных сплавов ввиду образования в порах водяного пара под высоким давлением или водородной хрупкости в случае наводороживапия при электроосаждении, При низких температурах разрушений, обусловленных водородной хрупкостью, не наблюдалось. Тем не менее в случае утечки газа из емкостей с жидким водородом в материалах, имеющих температуру, близкую к комнатной, возможно появление водородной хрупкости. [c.22]

Графит стоек к водным растворам плавиковой и фосфорной кислот (при любых температурах) и щелочей любой концентрации, но взаимодействует с расплавами щелочей. Графит устойчив к действию растворов всех солей, кроме окисляющих, не взаимодействует с водой и водяным паром при температуре до 600 °С. Атомарный фтор и углерод вступают в реакцию присоединения с выделением значительной энергии даже при обычных температурах. Хлор иеносредственно не взаимодействует с углеродом, за исключением условий электрической дуги. При высоких температурах углерод взаимодействует с металлами, образуя карбиды. [c.88]

В пламенных печах продукты сгорания различным образом взаимодействуют с металлом. Поверхность стальных деталей окисляется под воздействием кислорода, водяных паров, углекислого газа. Кроме того, водяные пары, водород и кислород обезуглероживают поверхность стали метан и оксид углерода науглероживают ее. Азот не взаимодействует со сталью. При высоких температурах интенсивность процессов окисления, обезуглероживания и науглероживания очень быстро возрастает. В атмосфере пламенных печей преобладают газы, вызывающие окисление и обезуглероживание, так как сгорание топлива происходит с небольшим избытком кислорода. При недостаточном количестве кислорода резко увеличиваются потери газа или мазута. Точно выдержать необходимое соотношение между топливом и воздухом трудно. [c.358]

В околошовной зоне диффузионно-подвижный водород взаимодействует с молекулами U2O, располагающимися по границам зерен. Образующиеся пары воды не растворяются в меди и создают в металле значительные напряжения, которые приводят к образованию большого числа микротрещин. Это явление получило название водородной болезни меди. Водяные пары и углекислый газ, образующийся при взаимодействии оксида углерода с закисью меди, могут усилить пористость сварных швов. [c.264]

В топочных газах всегда имеется свободный кислород, а перегретый пар, взаимодействуя с углеродом стали, образует метан с выделением кислорода. В результате реакций наружная и внутренняя поверхности труб покрываются продуктами коррозии— окалиной. Окалинообразо-вание на наружной поверхности топочных экранов и пароперегревателя и на внутренней поверхности последнего может быть настолько значительным, что толщина стенки трубы уменьшается до опасных пределов, влекущих за собой преждевременную ползучесть и даже разрушение труб. Образование окалины усугубляется интенсивными тепловыми нагрузками, /высокими тепловыми напряжениями, возникающими от внутреннего давления, и воздействием агрессивных продуктов сгорания сжигаемого топлива (особенно сернистого мазута и се-русодержащих сортов твердого топлива). Утонение металла вследствие окалинообразования учитывают в прочностных расчетах. Многие элементы парогенератора, особенно детали водяной и паровой арматуры и поверхности нагрева, работают в условиях эрозионного и абразивного износа. [c.250]

Окисление с логарифмической скоростью наблюдалось также при взаимодействии кальция и других металлов с водяным паром [189] и алюмииня с окисью углерода при 0°С [190], а также на самых первых стадиях окисления (так называемая хемосорбция [191]). Фактическая толщина окисных пленок во всех этих [c.65]

В интервале более низких температур линии рентгенограммы покрытия получались очень размытыми, но с повышением температуры они становились все более резкими. Таким образом, изменение скорости реакции при —275° С можно увязать с превращениями в окисном слое, хотя он и состоял силощь из двуокиси тория ТЬОг. Как и при реакциях взаимодействия некоторых других металлов (кальций, стронций, барий) с водяным па-ро.м, окисление тория при температурах выше приблизительно 400° С (в зависимости от давления) замедляется. После окисления в этом температурно.м интервале образцы сохраняют свой прежний металлический блеск. [c.374]

Образующиеся в водяном паре окисные слои менее подвержены образованию таких механических дефектов, как трещины и пузыри, чем слои, возникающие в атмосфере воздуха. Когда образуется ряд окислов, как это бывает в атмосфере воздуха, вследствие неодинаковости плотности и теплового расширения между металлом и окислами возникают напряжения, которые, как надо предполагать, должны усиливать трещинообразование по сравнению с тем, что наблюдается при взаимодействии железа с водяным паром, когда главным продуктом реакции является только ЕеО. Внутреннее окисление примесей в железе под действием водяного пара протекает энергичнее, чем в атмосфере воздуха или кислорода, а это также может усиливать сцепление окисного слоя с основой. В атл10сфере водяного пара при температурах 700—1000° С обычный чугун окисляется в гри — пять раз медленнее, чем армко-железо [860]. [c.377]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...