Эрозионное и коррозионно-эрозионное разрушение металлов

В условиях службы металла тракта могут наблюдаться также чисто эрозионные и коррозионно-эрозионные разрушения стальных и латунных частей оборудования при высоких скоростях движения воды (выше 5 м/с) и достаточно низких значениях pH (не превышающих 7). Наличие в воде свободной угольной кислоты способствует протеканию этого процесса. [c.97]

Особенности коррозионно-эрозионного разрушения металлов и сплавов в скоростных газовых потоках. При небольших скоростях газовых потоков влияние динамических эффектов на механизм и кинетику газовой коррозии незначительно. Однако при скоростях потоков, сравнимых со скоростью звука, кинетическая энергия газовых молекул растет пропорционально квадрату М-числа М — число Маха, представляющее собой отношение скорости течения газа к местной скорости звука в газообразной среде) и становится сравнимой с тепловой энергией. Известно, что вблизи поверхности, обтекаемой скоростным газовым потоком, образуется пограничный слой изменения скорости, давления и температуры, в котором и определяют энергетическое воздействие среды на металл. Разрушение металлической поверхности в скоростных газовых потоках происходит вследствие механического, теплового и химического воздействия, интенсивность которых определяется составом газовой среды, [c.252]

А/м соответственно. В потоке природных электролитов, когда наблюдается коррозионно-эрозионное разрушение металлов, 1з железа, алюминия и меди достигает 1 А/м . Титан, как и нержавеющие стали, имеет высокую стойкость в потоке среды. [c.60]

Целью настоящей монографии является раскрытие сущности процессов высокотемпературной коррозии и коррозионно-эрозионного износа труб поверхностей нагрева котлов, происходящих под влиянием продуктов сгорания топлива. В монографии изложены инженерные методы расчета интенсивности коррозии и коррозионно-эрозионного износа труб, дано определение предельной температуры металла по допустимой глубине высокотемпературной коррозии и коррозионно-эрозионному износу труб, большое внимание уделено выбору систем и оптимальных режимов очистки поверхностей нагрева котлов от золовых и шлаковых отложений. Коррозионно-эрозионный износ труб поверхностей нагрева котла рассматривается как высокотемпературная коррозия металла, ускоряющим фактором которой являются периодические разрушения оксидной пленки в циклах очистки. [c.3]

Основное выражение коррозионно-эрозионного износа металла получено из условия, что износ вызван высокотемпературной коррозией, ускоряющим фактором которой является периодическое разрушение оксидной пленки (в циклах очистки поверхностей нагрева, при растопках и остановах котла и т. д.). [c.7]

Коррозионно-эрозионный износ металла можно графически изобразить кривой, приведенной на рис. 5.1. На вертикальную ось нанесена глубина износа As, а на горизонтальную ось — обобщенная сила очистки Р, под воздействием которой с труб могут отделяться золовые отложения и произойти разрушения оксидной пленки. При паровой или воздушной обдувке силу Р, например, можно считать пропорциональной удельному силовому импульсу, при дробеочистке— энергии дроби, при водяной обмывке —возникающим в оксидной пленке термическим напряжениям либо градиенту температур, при виброочистке — импульсу инерционных сил и т. д. Можно также представить схему, когда на поверхность одновременно влияют силы различной природы. Представленный на рисунке график построен для известного момента времени [c.189]

Для характеристики действия сил, влияющих на оксидную пленку и на коррозионно-эрозионный износ металла, используем степень разрушения оксидной пленки [c.194]

Влияние скорости относительного движения коррозионной среды. Скорость коррозии не зависит от того, что находится в движении — металл или коррозионная среда. Скорость относительного движения существенно влияет на коррозионные процессы, идущие с кислородной деполяризацией, так как благодаря движению концентрация кислорода в приэлектродном слое увеличивается. Продукты коррозии, пассивирующие поверхность металла, при движении отслаиваются, что приводит к повышению скорости коррозии. При больших скоростях относительного движения повышение концентрации кислорода может привести к пассивации поверхности металла. При очень высокой скорости наблюдается коррозионная эрозия, т. е. комбинированное электрохимическое и эрозионное разрушение металла. [c.26]

В промышленности опробован еще один конструктивный вариант реактора из углеродистой стали. В этом случае реактор изнутри защищен от действия горячего газового потока футеровкой из шамотного кирпича. Кирпичный слой обмазан цементом и укреплен съемным металлическим чехлом. Благодаря футеровке температура внутренней поверхности стенки реактора была снижена до 150° С. Это, во-первых, позволило обеспечить нужную механическую прочность аппарата при меньшей толщине стенки и, во-вторых, исключило возможность охрупчивания металла. Но в данном аппарате из-за плохого качества футеровки, ее рыхлости и малой прочности футерующий слой быстро расшатывался, и продукт не только проникал к обечайке, что является нормальным явлением (футеровка не может быть газоплотной), но образовывал в пристенном слое заметные потоки. Это приводило к проскоку непрореагировавшего спирта через реактор и появлению участков коррозионно-эрозионных разрушений обечайки. Имевшая при этом место частичная конденсация смеси в зазорах между футеровкой и обечайкой усиливала коррозию сгенки. Тем не менее, реакторы этой конструкции безаварийно эксплуатировались в течение трех лет. К концу этого срока на внутренней поверхности местами наблюдались промоины глубиной до 10 мм. Футеровка реакторов дважды в год обновлялась во время плановых ремонтов аппаратуры. Применение аппаратов такого типа в дальнейшем возможно только при условии разработки новых конструктивных вариантов, обеспечивающих более совершенную защиту стенок от потока реакционных газов. [c.33]

Износ труб поверхностей нагрева может происходить за счет удара частиц золы о металл, разрушения пленки окислов и последующего эрозионного (механического) и коррозионного воздействия. Износ имеет место, когда скорость дымовых газов превышает 6—8 м/с и приведенная зольность топлива (см. стр. 28) составляет около 10— 2%. Износ труб протекает неравномерно больше всего изнашиваются места, где скорости газов и концентрации в их потоке твердых частиц имеют повышенные значения. По окружности трубы быстрее изнашивается стенка, находящаяся под углом 30—40° от оси набегающего потока. В первом приближении износ труб, мм, можно определить из выражения [c.162]

Коррозионный износ, который ускоряется из-за периодических разрушений защитной оксидной пленки на поверхности металла, назван коррозионно-эрозионным и описывается следующим образом [c.7]

При полном периодическом снятии с поверхности металла оксидной пленки степень ее разрушения Е—1 и интенсивность коррозионно-эрозионного износа является максимально возможной (если совместно со слоями оксида не отделяется чистый металл) при отсутствии силового действия на оксидную пленку = 0 и глубина износа равна глубине высокотемпературной коррозии. [c.7]

Одним из наиболее существенных факторов, ускоряющих коррозионно-эрозионный износ труб поверхностей нагрева, являются периодические разрушения оксидной пленки металла в циклах очистки. Поскольку периоды между циклами очистки поверхностей нагрева котла то имеют один и тот же порядок со временем релаксации коррозии, то очевидно, что большое влияние на износ труб в условиях их очистки должны оказывать первоначальная стадия коррозии. [c.191]

Коррозионно-Эрозионный износ труб поверхностей нагрева котла за данное время работы т в сравнении с износом из-за чистой коррозии As ускоряется тем быстрее, чем выше степень разрушения оксидной пленки и больше количество циклов очистки. На величину сильно влияет также показатель степени окисления металла п, который в свою очередь зависит от типа металла, состава продуктов сгорания, а в некоторых случаях- и от температуры. С увеличением п глубина износа As приближается к As. Таким образом, чем выше показатель степени окисления, тем менее чувствителен металл к периодическим разрушениям оксидной пленки. Из последней формулы следует, что ускорение износа зависит существенным образом и от коэффициента В, учитывающего первоначальную стадию коррозии на износ. Очевидно, чем больше период между циклами очистки, тем меньше влияние на износ оказывает первоначальная стадия коррозии. [c.196]

Представленные на рис. 5.5 и 5.6 данные являются общей характеристикой коррозионно-эрозионного износа труб поверхностей нагрева котла и позволяют определить количественные связи между отдельными величинами. Из этих рисунков следует, что продолжительность работы труб для достижения заданной глубины износа резко увеличивается с увеличением периода между циклами очистки, со снижением температуры металла и степени разрушения оксидной пленки. Также выясняется существенное влияние характеристики топлива на интенсивность износа труб. Так, утонение толщины стенки труб в продуктах сгорания сланцев при прочих равных условиях будет больше, чем в продуктах сгорания назаровского угля. [c.200]

Процесс эрозионного разрушения усугубляется и коррозионными явлениями. Пленка окислов, существующая практически всегда на поверхности металлов в газовых средах, особенно при повышенных температурах, разрушается потоком абразивных частиц. При этом поверхность металла вновь подвергается окислению, создаются условия для неравномерного коррозионного разрушения. По коррозионным очагам эрозионное разрушение происходит еще интенсивнее, так как рельеф становится более шероховатым. [c.88]

Но при обдувке и очистке может происходить удаление защитных окисных пленок вместе с отложениями и обнажение незащищенной поверхности металла. В этом случае коррозионное разрушение труб резко ускоряется. При очень частых и интенсивных обдувках, которые имеют место, например, на парогенераторе ТП-67 при сжигании эстонских сланцев (до 4—5 раз в смену), в местах максимальных динамических напоров струй происходит коррозионно-эрозионный износ. [c.43]

Некоторые исследователи различают два вида разрущения металла под влиянием движущейся жидкой среды коррозионно-эрозионное, когда механическое воздействие среды сводится к разрушению защитных пассивных пленок или продуктов коррозии, и разрушение механическое, которое сводится уже к разрушению структуры самого металла. Одни исследователи основную роль отводят механическому фактору 78—80], другие коррозионному [81—83]. [c.316]

Детали химической аппаратуры работают в еще более коррозионно-агрессивных средах, включая кислоты, щелочи, соли. Футеровка металлургических агрегатов также подвергается интенсивной газовой и жидкостной (расплавы металлов) коррозии и эрозионному разрушению. [c.16]

Коррозионная стойкость титановых сплавов очень велика и приближается к свойствам благородных металлов. Сопротивление эрозии у них выше, чем у нержавеющих сталей, но ниже, чем у стеллита, а поэтому защита лопаток от эрозионного разрушения все-таки необходима. Декремент затухания этих сплавов ниже, чем у нержавеющих сталей. Изготовление заготовок и механическая обработка их также сложнее, чем нержавеющих сталей. Как горячая, так и холодная обработка требуют применения специальных режимов. [c.65]

Эрозия высокотемпературная под действием потока частиц. Этот вид эрозии, с одной стороны, приводит к разрушению высокотемпературной оксидной пленки, а с другой - развивается параллельно с процессами сульфидно-оксидной коррозии. При высоком содержании частиц песка, пиролитического углерода и соли интенсивное эрозионное разрушение оксидной пленки (ОП) является основным механизмом разрушения металла. Возможны четыре вида воздействия частиц на ОП упругое без разрушения и с разрушением ОП, упругопластическое без разрушения и с разрушением ОП в этих условиях (рис. 4.28). Естественно, что только при первом виде воздействия может быть обеспечен высокий ресурс лопаток ГТУ в условиях коррозионной среды. Характер взаимодействия частиц с поверхностью лопаток зависит от толщины и свойств ОП и среднего размера частиц. [c.321]

В отличие от механического разрушения, явления эрозии и коррозии связаны с распылением и окислением разрушаемого металла и чаще всего с его невозвратимой потерей. Любой конструкционный материал, или, даже шире, любое твердое тело, может подвергаться коррозионному или эрозионному разрушению. Можно, например, говорить о коррозии бетона, эрозии и коррозии строительного камня, стекла и т. д. [c.7]

Исследования структуры пленки, формирующейся при добавлении в воду Ре504, позволили определить возможный механизм защитного действия соединений железа [80]. Собственная оксидная пленка на внутренней поверхности медного сплава состоит из двух слоев оксидов внутреннего прилегающего к металлу слоя СпгО и внешнего контактирующего со средой СпгО — СиО. Соотношение толщины оксидных слоев лимитируется многими факторами. Оксидные пленки такого типа имеют микропоры, по которым диффундируют ионы. Это приводит к образованию связанных друг с другом коррозионных микрогальванических элементов и способствует протеканию общей равномерной коррозии сплава. Однако вследствие возможной гетерогенности поверхности сплава (что связано с методом изготовления, с образованием инкрустаций при эксплуатации, повышением концентрации солей в воде при аварийных или технологических простоях системы и в результате местных повреждений защитного оксидного слоя) возникают условия для протекания язвенной коррозии и как результат такого процесса наблюдается быстрое образование сквозных свищей. Нестабильность защитного слоя из оксида меди влияет и на другие виды коррозионного и коррозионно-эрозионного разрушения. [c.150]

Для уменьшения коррозионно-эрозионного разрушения аппаратуры и трубопроводов узла дистилляции I ступени, рекомендуется удалить кольца Рашига из колонны ректификации сварку сталей А151 316, 0Х17Н16МЗТ и Х17Н13МЗТ производить электродами марки ЭА-400/10у и ОЗЛ-20 в наплавленном металле не допускать содержания феррита выше 5%. [c.148]

При периодическо м удалении золовых отложений с поверхностей нагрева в циклах очистки с полным или частичным разрушением оксидной пленки на металле (причины разрушений оксидной пленки могут быть и другие). После каждого цикла очистки, в зависимости от степени разрушения оксидной пленки, коррозионный износ в большей или меньшей степени ускоряется Усиление коррозионно-эрозионного износа металла при этом определяется периодом между отдельными циклами очистки, их количеством, а также изменениями диффузионного сопротивления оксидного слоя в циклах очистки. Очевидно, чем меньше период [c.188]

Приведенная на рис. 5.22 зависимость глубины износа труб отражает закономерности коррозионно-эрозионного износа металла при заданной температуре наружной поверхности. трубы и частоте обмывки водой поверхности нахрева. Для обобщения представленных данных и возможности их пересчета на другие условия очистки и работы поверхности нагрева на том же рисунке изображена также зависимость степени разрушения оксидной пленки от расстояния оси движения обмывочного аппарата, рассчитанная на основе измеренных максимальных значений глубины износа. [c.228]

Состав газовой среды также может существенно влиять на жаростойкость и жаропрочность сплавов Наличие в сре де агрессивных компонентов (например, соединений, содержащих серу ванадий галогены щелочные металлы) вызывает образование легкоплавких или летучих соединений, разрушает защитные окис ные пленки, способствует развитию ло кальных видов газовой коррозии Кроме того, во многих случаях газовая сре да воздействует на сплав не в ста ционарных условиях а динамически т е на поверхность стали действуют скоро стные газовые потоки скорость которых может составлять сотни и тысячи метров в секунду Такие условия работы характерны, например для лопаток газовых турбии деталей обшивки скоростных самолетов и ракет Под влиянием скоростных газовых потоков усиливаются как процессы ползучести (рис 175), так и процесс коррозионно эрозионного разрушения поверхности что связа но с усилением избирательности газовой коррозии эрозионным разру шеинем окисных пленок деформацией и дополнительным разогревом тонких поверхностных слоев при трении среды о поверхность вибра ционными нагрузками переменной частоты и другими эффектами Вследствие этого снижается эксплуатационная стойкость де талей [c.294]

Эрозионно-коррозионное изнашивание — разрушение металла при одновременном воздействии эрозионно-абразивного и коррозионного факторов Г идроэрозионно- (кавитационно-) коррозионное изнашивание—разрушение металла под воздействием движущейся жидкости, кавитации, гидравлических ударов Фреттинг-коррозия — коррозионно-механический износ поверхностей металла, имеющих колебательное относительное движение малой амплитуды (не более 130 мкм) [c.35]

На рис. 5.4 представлена зависимость от количества циклов очистки поверхности нагрева от золовых отложений при различных значениях степени разрушения оксидной пленки и показателя степени окисления металла. График упрощенно составлен для В=1. Из представленных на этом рисунке кривых следует, что уменьшение ускоряющего действия очистки на коррозионно-эрозионный износ труб можно достигнуть сокращением количества циклов очистки либо снижением степени разрушения оксидной пленки, т. е. уменьшением силового воздействия очистки на поЁерхность нагрева. Из графика также следует, что относительное ускорение износа металла зависит от показателя степени окисления. [c.197]

Процесс коррозии многокомпонентных конструкционных материалов в жидкометаллических теплоносителях является сложным и состоит из нескольких параллельно идущих многостадийных гетерогенных процессов. При повышенном содержании кислорода в жидком щелочном металле в сталях на некоторой глубине происходит образование сложных оксидов типа MeO-NajO и Me0-(Na20)2—так называемое внутреннее окисление. Кроме того, как в циркулирующей, так и в неподвижной жидкометаллической системе происходит селективное растворение и перенос компонентов, перераспределение углерода и азота между различными конструкционными материалами или участками конструкции, находящимися при разных температурах, проникновение жидкого металла в твердый. Эти процессы вызывают не только коррозионные потери массы, но и физико-химические и структурные изменения материалов охрупчивание, азотирование, эрозионное разрушение, изменение состава поверхностного слоя. Скорость переноса массы и селективного растворения компонентов сталей [c.259]

С движением морской воды связаны и некоторые особые формы коррозии, в частности эрозионная коррозия, вызываемая быстрым потоком воды, oдepя aшeй взвешенные твердые частицы [1], ударная коррозия в турбулентном потоке, содержащем пузырьки воздуха [2], и кавитационная коррозия, при которой коллапс пузырьков пара приводит к механическому разрушению поверхности металла, часто сопровождающемуся и коррозионным разрушением [3]. [c.22]

Типичные примеры эрозии — износ дросселирующих органов редукционных питательных клапанов водой высокого или сверхкрити-ческого давления, износ золой крыльчаток дымососов и т, п. Внешний признак эрозионного разрушения — чистая поверхность металла. При коррозионном поражении продукты коррозии обычно сохраняются на поверхности. [c.7]

Повреждение конструкционных материалов происходит не только под действием коррозионных процессов, описанных выше. В движущемся жидком металле оно может быть результатом эрозионного воздействия среды. Эрозия приводит к появлению на поверхности твердого металла характерных каверн, которые покрывают или всю поверхность, или отдельные ее участки. Усиление эрозионного разрушения наблюдается с увеличением скорости потока, а при одинаковых скоростях оно больше в тех жидких металлах, которые обладают большей плотностью. В работе [218] сообщается, что при температуре 500—600°С в трубах из 5%-ной хромистой стали максимально допустимая скорость движения висмута около 3 м1сек, а натрия — 8 м сек литий можно перекачивать и при скоростях более 8 м сек без заметного разрушения конструкционного материала. Эрозионное разрушение существенным образом зависит и от характера потока жидкометаллического теплоносителя чем больше он турбулентен, тем сильнее эрозионные повреждения. [c.263]

В этой связи необходимо отметить доклад Уиллера [Л. 92] о его опытах на магнитострикционном приборе, проведенных с целью выяснить долю участия в эрозионном разрушении механического и химического факторов. Опыты проводились в воде, в растворе КС1 и в толуоле, в котором обычная коррозия металлов не наблюдается. При рассмотрении механизма кавитационной эрозии Уиллер предлагает различать два случая 1) в некоррозионной жидкости ударные давления при разрушении кавитационных пузырей (если сила удара выше предела текучести) вызывают деформации сдвига на микроучастках, особенно у границ зерен, что в конечном счете приведет к выкрашиванию зерен. Он допускает возможность местного повышения температуры под воздействием кавитационных ударов 2) в химически активных коррозионных жидкостях при определенных условиях доля потерь веса от коррозии якобы может достигать до 50% полной потери веса образца при эрозии. Однако Уиллер признает, что при интенсивной [c.57]

При взаимодействии с металлом рабочая среда может вызвать необратимые изменения в металле, например при коррозионном разъедании или химическом растворении, при образовании новых твердых растворов или химических соединений, при интенсивном радиоактивном облучении и т. п. Среда может вызвать также и обратимые изменения в металле, наблюдаемые, например, при физической адсорбции или при окклюзии газов, когда устранение адсорбированных слоев поверхностно-активного вещества или длительное старение (десорбция) металла, насыщенного газом, восстанавливает его свойства. Часто влияние среды связано с ее движением, вызывающим кавитационное или эррозионное разрушение поверхности металла, которое также влияет на механические свойства стали. Таким образом, механизм влияния внешних рабочих сред может быть адсорбционным, коррозионным, химическим, абсорбционным, радиационным, кавитационным, эрозионным и т. п. [c.13]

На стадии обогащения гексахлорана уизомером наиболее агрессивной средой по отношению к металлам является так называемый метанольный маточник, который содержит до 65% СНзОН, 35% eHe le и до 1% НС1. В такой среде большинство металлов подвергается интенсивному разрушению (табл. 11.5). Результаты обследования оборудования показывают, что экстрактор технического гексахлорана, а также центрифуга из хромоникелевой стали Х18Н10Т подвергаются значительной коррозии. Наиболее уязвимым местом центрифуги является перфорированный ротор (барабан). Коррозия, как правило, начинается с перфорации, в результате увеличивается размер отверстий, а это нарушает технологический режим центрифугирования. Разрушение ротора связано не только с коррозионным, но и с эрозионным воздействием метанольного маточника. [c.247]

Коррозия металлов в электроприводных растворах может быть приостановлена путем катодной защиты. В ряде недавних работ показано, что такой способ защиты может уменьшить кавитационное разрушение. Первые высказывания относительно эффективности катодной защиты принадлежат Петраши [5]. Вслед за ним Фолтин [6], а затем Уилер [7] тщательными экспериментами, при которых был использован вибратор для исследования фреттинг-коррозии, показали, что применение этого способа может значительно замедлить кавитационное разрушение. Уилер показал путем фильтрации испытательного раствора в конце опыта и определения в нем растворенного и перешедшего в раствор железа за счет эрозии, что и электрохимический, и механический факторы имеют важное значение. Катодная защита уменьшала коррозионную составляющую и в определенной степени снижала эрозию. Катодная защита была также опробована в практических случаях кавитационного разрушения. Многообещающие результаты были получены в предотвращении ниттингообразовання на чугунных винтах судов, что отчетливо указывает на кавитационную коррозию. Значение катодной защиты для предотвращения коррозии винтов траулеров, моторных лодок, катеров, баркасов, яхт и супертанкеров описано в литературе. Однако в тех случаях, когда происходит кавитационная эрозия материала, катодная защита при общепринятых уровнях, плотности тока не эффективна. Как показано Керром и Лайтом [8], для того чтобы уменьшить эрозионное разрушение, необходимы высокие плотности тока (- 500 А/м ). При наложении тока таких плотностей выделяется значительное количество пузырьков водорода, которые, вероятно, могут понизить степень кавитационного разрушения. Наложения таких токов на практике будет стоить очень дорого. [c.305]

Поскольку известно, что наличие остаточных деформаций в металле способствует развитию коррозионных процессов, то по результатам работ А. Ф. Головина может быть сделан вывод о том, что вследствие динамического давления ведущих поясков и пороховых газов металл поверхностного слоя ствола становится наклепанным и более склонным к коррозии. Это, в свою очередь, приводит к возникновению очагов эрозионного разрушения поверхности ствола. Теорию динамического и механического износа металла ствола в последние годы поддерживали Габо, проф. В. Е. Слухоцкий, О. О. Кузьмина и другие исследователи. [c.52]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...