Часть Л Химическая (газовая) коррозия

Конструкционные материалы в процессе обработки и эксплуатации при высоких температурах (500—600 Q подвержены химической коррозии, которая развивается в сухих газах и жидких неэлектролитах. Наиболее часто химическое взаимодействие проявляется в кислородсодержащих средах сухом воздухе, углекислом газе, водяном паре, кислороде, продуктах сгорания различного топлива. Активная коррозия наблюдается в среде сернистых газов и галоидных средах. Скорость химической коррозии растет с увеличением температуры, интенсивности движения газовой среды, под действием циклических напряжений, термоударов, при наличии движущихся частиц в газовой фазе, радиации и электромагнитных полей. [c.474]

В природных условиях газовая коррозия встречается редко, а в технологических процессах, особенно в металлургических и химических производствах, — достаточно часто. [c.20]

Газовая коррозия в окислительных средах. Наиболее часто ка практике наблюдается химическая коррозия при высоких температурах— газовая коррозия. Скорость газовой коррозии зависит от состава сплава, свойств образующихся продуктов коррозии, состава и свойств газовой среды, температуры и др. [c.250]

Химическая коррозия протекает при взаимодействии металлов с сухими газами и парами и жидкими неэлектролитами. Остановимся на газовой коррозии. Этому виду коррозии подвержены в большей или меньшей степени цилиндры двигателей внутреннего сгорания, выпускные клапаны, камеры сгорания газовых турбин, элементы паровых котлов и пароперегревателей, арматура печей и т. п. Среди процессов газовой коррозии наиболее часто встречается окисление металла при высоких температурах за счет кислорода воздуха или СО2 и О2 в продуктах сгорания топлива. [c.184]

Скорость газовой коррозии зависит как от химических свойств металла и газа (большей частью кислорода воздуха), так и от свойств образовавшихся продуктов коррозии (окислов). Если продукты коррозии рыхлые, легко осыпаются с поверхности металла, то они не затрудняют доступа газа к ней и не замедляют коррозии. [c.62]

Вкратце необходимо остановиться на коррозионном воздействии газов. В химических производствах приходится часто встречаться с особым видом газовой коррозии при эксплуатации котлов дымовые газы постепенно охлаждаются и конденсируются вместе с влагой на стенках дымоходов и нагревателей, вызывая сильную коррозию. [c.441]

В связи с тем что при газовой коррозии существенное значение имеют свойства образующихся продуктов коррозии, а практике лабораторного исследования большое внимание уделяется изучению структуры и свойств этих (продуктов, которыми часто являются разнообразные окислы, В последнем случае используют методы электронной дифракции, рентгенографический, металлографический, оптический, отделение окисных пленок и их последующий химический анализ и другие методы, которые описаны в специальной литературе. [c.82]

Под коррозией металлов в газовых средах или газовой коррозией подразумевают особый вид химической коррозии в газовой атмосфере при высоких температурах, когда коррозионный реагент не является электролитом, как при процессах, рассмотренных выше. Этот вид коррозии встречается, например, у металлической арматуры печей, отдельных частей газовых нагревателей, деталей двигателей внутреннего сгорания и некоторых химических аппаратов, подвергаемых действию высоких температур. Кроме того, этот вид коррозии имеет место в довольно значительных размерах при различных процессах термической обработки металлов на металлопрокатных и машиностроительных заводах. [c.86]

Под воздействием высокой температуры (300—400°) в лакокрасочном покрытии, содержащем алюминиевую пудру, образуется плотный спекшийся слой частичек алюминия, хорошо прилипающий к металлической поверхности. Благодаря чешуйчатой структуре, частички алюминия образуют многослойное покрытие, хорошо противостоящее действию высокой температуры и защищающее металл от газовой коррозии. При температуре свыше 300° С органические связующие начинают разлагаться, образуя различные химические продукты, которые в дальнейшем играют роль уже неорганического связующего для алюминиевой пудры. [c.272]

Газовая коррозия. Процесс, протекающий при взаимодействии металла с газами при высокой температуре, называют газовой коррозией. Этот вид коррозии протекает по химическому механизму. Наиболее часто встреча-ющи йся процесс — окисление металлов в результате воздействия Оа, содержащегося в воздухе. [c.18]

Для двигателей разных типов требуются и различные С. 3. Внутренняя полость С. з., соприкасаясь с горючими газами, подвергается не только темп-рным и механич. воздействиям, но также и химическим (окислению, образованию углеродистых и сернистых соединений). Газовая коррозия весьма неприятно и даже разрушительно сказывается на С. з., поэтому нек-рые части С. 3., в особенности электроды, д. б. выполнены из материалов стойких в отношении химич. действия при высоких Г. Электроды С. 3. подвергаются также разрушающему действию искр, и в этом случае приходится заботиться о подборе соответствующего материала для электродов. Для искрообразования необходимо приложение к электродам С. з. довольно высоких напряжений, доходящих в нек-рых случаях до 10—12 кУ поэтому во избежание пробоев и поверхностных разрядов к изоляции С. 3. предъявляются высокие требования в отношении электрич. прочности. Трудность удовлетворения этих требований усугубляется ограниченностью размеров самой С. з. и еще тем, что изолятор С.з. должен выдерживать это высокое напряжение в сильно нагретом состоянии (при Г ок. 600—700°). Все вышеуказанные обстоятельства ставят перед конструктором и производством весьма трудную задачу по созданию С. 3., удовлетворяющей требованиям при довольно тяжелых условиях работы. [c.183]

Наиболее распространенный вид химической коррозии — газовая коррозия частей газотурбинных двигателей, нагреваемых до 500° С и более. Самое эффективное средство борьбы с ней — применение жаропрочных и окалиностойких сплавов типа ЖС6-К. Для авиации коррозия металлов в неэлектролитах нехарактерна, так как входящие в состав жидких топлив углеводороды в чистом виде и при отсутствии воды неактивны по отношению к металлам. Но в связи с тем, что практически все жидкие авиационные топлива содержат воду, которая существенно активирует действие примесей, коррозию металлов в таких топливах следует рассматривать как электрохимический процесс. [c.37]

Наиболее часто химической коррозии подвергается металлургическое оборудование, сопла реактивных двигателей, детали газовых турбин и двигателей внутреннего сгорания, оболочки ракет и космических кораблей, т. е. изделия, работающие при высоких температурах. [c.147]

Для работы при повышенных температурах часто применяют хромоникелевую сталь типа 18-10. В большинстве случаев это вызвано тем, что она производится в виде листов и отличается хорошей технологичностью (легко подвергается гибке, штамповке, сварке и т. п.), что при изготовлении многочисленной номенклатуры изделий в различных отраслях промышленности является определяющим фактором. Однако эта сталь, обладая хорошей коррозионной стойкостью в различных химически агрессивных средах, слабо противостоит газовой коррозии при 800—850°С и выше. Здесь большое преимущество перед ней имеют высокохромистые стали (25% хрома и более). Но высокохромистые стали отличаются низкой технологичностью, вследствие чего листовая сталь с 25% хрома получила меньшее применение, а с большим содержанием хрома ( 28% Сг) ферритная сталь применяется уже только в литом виде. [c.114]

Электрохимическая коррозия особенно характерна для подводных частей морских судов, установок химической промышленности, для машин при их хранении. Газовая (химическая) коррозия возникает при контакте металлов и сплавов с сухими газами или неэлектролитными теплоносителями. Типичными примерами этих процессов являются высокотемпературное окисление деталей газовых турбин, котельных топок, клапанов двигателей внутреннего сгорания. [c.86]

Основными факторами, определяющими поведение минеральной части топлива при горении, а следовательно, и параметрами, влияющими на свойства золы (с точки зрения загрязнения и коррозии), ЯВЛЯЮТСЯ температура горения, состав окружающей ча- -стицы газовой среды, условия контактирования между отдельными частицами топлива, а также время пребывания частиц в зонах с определенной температурой и составом среды. Так как эти параметры могут быть в определенных пределах изменены при конструировании топочных устройств или выдержаны при эксплуатации паровых котлов, то превращение минеральной части топлива, а следовательно, и физико-химические свойства образующейся при горении топлива золы могут быть в определенных пределах управляемы. [c.5]

Несмотря на значительные прямые потери от коррозии, косвенные потери намного их превышают [3, 8—11]1 К косвенным убыткам относятся расходы, связанные с потерей мощности двигателей внутреннего сгорания, паровых и газовых турбин, котлов, агрегатов, и машин, вырабатывающих электроэнергию расходы связанные с простоем техники, машин, станков и оборудования из-за коррозии с выходом из строя трубопроводов и потерями при этом газа, нефти и других продуктов расходы, связанные с прекращением подачи электроэнергии в результате коррозии механизмов электростанций или линий электропередач. Косвенные убытки возникают также при авариях по коррозионным причинам на химических, нефтеперерабатывающих и других предприятиях, на автомобильном, железнодорожном, морском и авиационном транспорте, при выходе из строя средств связи, приборов, компьютеров, управляющих систем. При этом наблюдаются перерасход горюче-смазочных материалов, угля и других энергетических ресурсов, неоправданно увеличенный расход металла с учетом коррозионных допусков при проектировании и изготовлении техники и повышенные затраты на консервацию, расконсервацию, упаковку и другие мероприятия по защите от коррозии [7—9]. Косвенные потери непосредственно связаны с охраной окружающей среды, так как загрязнение воздуха и водоемов химическими веществами, газом и нефтью часто непосредственно связано с коррозией металла. [c.7]

Для правильной оценки химической стойкости металла в жидкой или газовой среде имеет большое значение продолжительность испытания.. Нельзя ограничиваться кратковременными испытаниями,, если изделие должно работать длительное время в агрессивных средах. Часто встречающиеся в литературе расхождения в оценке скорости коррозии для одного и того же металла или сплава в одинаковых средах объясняются различной продолжительностью испытаний. Это относится к тем случаям, когда скорость коррозии под действием среды (газа или жидкости) либо возрастает или уменьшается с течением времени, либо становится близкой к нулю в результате протекания процесса самопроизвольного пассивирования. [c.18]

В качестве защитных покрытий чаще всего применяют тугоплавкие и жаростойкие материалы. Под жаростойкими обычно подразумеваются такие материалы, которые обладают способностью противостоять при высокой температуре химическому воздействию, в частности окислению, на воздухе или в иной газовой среде. Работы по использованию жаростойких материалов в современной технике в последнее время ведутся по двум основным направлениям. Первое, основывающееся на многолетнем опыте применения различных материалов в качестве огнеупоров в металлургической, химической и других отраслях промышленности, сводится к использованию в конструкциях и аппаратах отдельных элементов, изготовленных целиком из жаростойких материалов. Примером практического применения таких элементов могут служить вкладыши ракетных двигателей, каналы магнитно-гидродинамических преобразователей тепловой энергии в электрическую и др. [29, 30]. Второе направление — применение жаростойких материалов в качестве защитных покрытий, способных предохранять различные изделия от перегрева и поверхностной и межкристаллитной коррозии. Примером использования жаростойких соединений в качестве защитных покрытий могут служить керамические намазки, часто армированные стеклотканью, наносимые на внутреннюю поверхность насадок для истечения продуктов горения ракетного топлива, силицидные мате риалы, закрепляемые на изделиях из тугоплавких металлов с целью предохранения их от коррозии, и др. [31, 32]. Оба направления усиленно развиваются. Однако здесь целесообразно ограничиться лишь некоторыми вопросами, относящимися ко второму направлению, а именно — рассмотрением свойств и оценкой отдельных материалов с точки зрения их пригодности для защитных покрытий. [c.39]

Элементы зданий и сооружений подвергаются атмосферным воздействиям (осадки, знакопеременные температуры, солнечная радиация и т. д.), а также жидким, твердым и газовым средам. При эксплуатации в результате коррозии может произойти потеря эксплуатационных качеств или снижение несущей способности конструкций. Опубликовано много примеров повреждений и разрушений полов, стен, балок, плит покрытий, перекрытий и других элементов [27, 48, 61]. Отмечается, что на состояние конструкций влияют низкое качество материалов и нарушения технологии производства работ, отсутствие профилактических ремонтов, изменение регламента эксплуатации оборудования и т. д. Не умаляя значения этих факторов, следует, однако, признать, что довольно часто причины преждевременных повреждений бывают заложены еще в проектной разработке. Как правило, это связано не с отсутствием у проектировщиков необходимых знаний по способам защиты или данных о химической стойкости тех или иных материалов, а с тем, что на стадии разработки проектно-сметной документации не были учтены реальные условия, в которых работает промышленное здание. [c.6]

Ферритные и мартенситпые нержавеющие стали обладают высокой коррозионной стойкостью при определенных условиях. В статических условиях эти стали быстро корродируют и на их поверхности образуется толстый слой окислов — продуктов коррозии. Ферритные и мартенситные нержавеющие стали хорошо сопротивляются окислепию при высокой температуре и поэтому часто применяются там, где требуется стойкость против действия горячих газов. Интересно отметить, что коррозионная стойкость этих сталей в воде слегка повышается в интервале температур от 260 до 360° С очевидно, в этих условиях электрохимическая коррозия превращается в химическую газовую коррозию. [c.60]

Окисление металлов в газовых средах (газовая коррозия) относится к наиболее распространеннрму в практике виду химической коррозии. Газовая коррозия сплавов представляет сложный и многостадийный кристаллохимический процесс, который изучен еще недостаточно. Круг вопросов, характеризующих этот процесс, настолько широк и многообразен, что вся проблема окисления пока делится на составные части адсорбция, зародышеобразование, образование тонких окисных пленок, рост толстых окисных слоев (окалины), адгезия, диффузионная проницаемость окислов, пластичность окалины и т.д. [c.9]

Технологические среды химических производств отличаются большим многообразием, различным сочетанием коррозионно-активных компонентов, и в каждом конкретном случае требуют своего решения. Поэтому в этой части 1сниги будут рассмотрены общие вопросы — влияние конструктивных факторов на развитие коррозионных разрушений машин и аппаратов и некоторые виды газовой коррозии, которые приводят к специфическим деструктивным изменениям металлов и сплавов. [c.150]

В условиях работы оборудования химических производств использование катодной защиты весьма затруднено из-за высоких плотностей катодного тока, возможного аномального растворения большинства технических металлов при катодной поляризации по химическому механизму, а главное, из-за выделения водорода на защищаемой поверхности. Последний фактор в случае замкнутых аппаратов становится очень важным ввиду высокой взрывоопасности смесей водорода с выделяющимся на аноде кислородом, с воздухом, часто заполняющим газовое пространство аппарата, а также со многими другими газообразными окислителями. Тем не менее, в ряде случаев использование катодной защиты возможно при условии обеспечения мер, надежно предотвращающих взрывоопасные ситуации (требования к циркуляции, сдувкам и т. д.). Подробный перечень технических средств и технологию катодной защиты можно найти в [3, 16, 17]. Требования к защите подземных сооружений от коррозии, в том числе к катодной защите, регламентированы ГОСТ 9.015—79. [c.268]

На многих сернокислотных заводах применяют еще многоподовые печи типа ВХЗ (Воскресенского химического завода) с механическим перемешиванием и перемещением колчедана. Металлические детали печи чугунный вал, гребки и особенно зубья гребков— подвергаются интенсивной газовой коррозии. Одновременно происходит механическое истирание зубьев гребков при перемешивании колчедана и перемещении его по поду печи, поэтому зубья сильно изнашиваются, деформируются и часто выходят из строя. [c.82]

По механизму процесса коррозия разделяется на химическую и электрохимическую. Химическая коррозия заключается в самопроизвольном разрушении металлов вследствие химического взаимодействия с сухими газами или жидкими неэлектролитами нефтью, беизином, керо сином, жидким бромом и др. При химическом взаимодей ствии металла образуются соединения РеО, РеЗ и др Самым распространенным видом химической кoppoзи является газовая коррозия, т. е. коррозия металлов в га зах при высокой температуре. Этому виду коррозии под вергаются детали машин и конструкций, работающие пр1 повышенных температурах (двигатели внутреннего сгорания, газовые турбины и др.). Электрохимическая коррозия заключается в разрушении металлов жидкими электролитами. Распространенным видом электрохимической коррозии является ржавление деталей и конструкции во влажном воздухе, трубопроводов в земле и т. п. Электрохимическая коррозия определяется теми же процессами, что и работа гальванических элементов. При погружении металла в электролит положительно заряженные ионы металла будут переходить в раствор. В результате металл, потеряв часть положительных зарядов, становится заряженным отрицательно, а электролит— положительно и на границе металл — электролит возникает скачок потенциала. Непосредственно этот скачок потенциала не может быть измерен, но можно определить электродвижущую силу между отрицательно заряженным металлом (один электрод) и стандартным водородным электродом, потенциал которого условно принимается за нуль. Эту э. д. с. принято называть электродным потенциалом металла. Водородный электрод представляет собой пластинку платины, погруженную в раствор с заданной концентрацией ионов водорода при определенном давлении газообразного водорода. Металлы могут иметь электродный потенциал как более высокий, так и более низкий, чем у водородного электрода [c.151]

Одним из наиболее часто используемых в газовых и газожидкостных системах химических веществ является метанол. Для предотвращения гидратообразования в трубопроводах метанол вводят в технологическое оборудование постоянно в больших количествах. Однако наличие в системах метанола часто вызывает коррозию в результате смывания им с поверхности металла адсорбированных пленок ингибитора. Так, в [194] описан случай коррозии трубопроводов кислого газа в паровой фазе на месторождении 5агСзее (Канада), причиной [c.342]

Низкотемпературные поверхности нагрева котельных агрегатов в процессе эксплуатации подвергаются так называемой низкотемпературной коррозии, т. е. разъеданию металла в результате химического или электрохимического взаимодействия его с окружающей средой. В основном от низкотемпературной коррозии страдают воздухоподогре ватели. Она приводит к сквозному проеданию труб, в результате чего возникает перетекание воздуха в газовую сторону воздухоподогревателя, сопровождающееся повышением количества дымовых газов, перегрузкой дымососов и ограничением производительности котельных агрегатов из-за недостатка тяги и дутья. Коррозия протекает тем быстрее, чем выше в топливе содержание серы, так как часть серы в топке сгорает в SO3, который, соединяясь в газоходах котла с Н2О, содержащейся в дымовых газах, образует серную кислоту HsS04, которая, оседая на трубах поверхностей нагрева, разъедает их. [c.310]

Прежде чеМ обсуждать влияние на горячую коррозию различных химических элементов полезно будет обобщить все известные сведения о механизмах развития горячей коррозии с указанием условий, при которых они становятся доминирующими. На рис. 12.15 представлена схематическая диаграмма, показывающая основные механизмы горячей коррозии и их специфические особенности, а на рис. 12.16 — области температур и составы газовой среды, при которых они доминируют. Здесь важно подчеркнуть, что при высоких температурах длительность начальной стадии горячей коррозии больше, чем при низких, и это следует учитывать при сравнении скоростей горячей коррозии при разных температурах. Значения скоростей, приводимые для разных механизмов на рис. 12.16, измерены уже на стадии развития горячей коррозии. Как видно, коррозионное разъедание при низких температурах сильнее, когда в газовой фазе присутствует SO3. Это связано с тей, что если SO3 отсутствует, осадок часто не становится жидким таким образом, присутствие SO3, способствующее формированию жидкофазного осадка, вызывает гораздо более сильное разъедание при пониженных температурах. Сульфидация возможна во всем температурном интервале, но как и в предыдущем примере, вызываемое ею разъедание при пониженных температурах не столь значительно, если осажденный слой конденсируется не как жидкая фаза. [c.78]

Газовые турбины, имеющие небольшие размеры, небольшую массу, сравнительно высокую мощность и обеспечивающие возможность быстрого запуска, довольно широко применяют для выработки электроэнергии. В будущем появится необходимость в турбинах еще более высокой мощности и с большей долговечностью. Эффективность газовой турбины зависит от температуры газа на входе в нее, поэтому целесообразно повышать насколько возможно указанную температуру. На рис. I.IO приведена схема газовой тур бины, а в табл. 1.4 даны основные материалы, применяемые для ее изготовления, и их химический состав. Состав материалов определяют с учетом жаропрочности и сопротивления высокотемпературной коррозии, вызванной продуктами сгорания. Рабочие температуры в турбине часто достигают 1000 °С. В настоящее время, чтобы повысить (4, 5] рабочие температуры выше 1000 °С, для деталей турбин успешно разрабатывают жаропрочные сплавы на никелевой основе, изготавливают лопатки из направленно затвердевших материалов и монокристал-лических материалов. На рис. 1.11 представлена схема, иллюстрирующая прогресс в разрафтке жаропрочных сплавов и повышении их сопротивления ползучести. [c.29]

Особенности химического состава перерабатываемых нефтей и технологии переработки вызывают электрохимическую хлористоводородно-сероводородную коррозию низкотемпературной части оборудования. Для защиты от нее наряду с рациональным подбором конструкционных материалов применяют технологические методы ингибирования, нейтрализации введением аммиака, защелачивания нефтяного сырья. Последнее может осложняться возникновением щелочной хрупкости стального оборудования. Сульфиды и хлориды могут вызывать коррозионное растрескивание элементов оборудования из нержавеющих сталей аустенитного класса. При переработке нефтей ряда месторождений оборудование разрушается коррозией под действием нефтяных кислот. Высокотемпературное оборудование установок первичной переработки нефти (в котором не содержится капельно-жидкая вода) разрушается в результате высокотемпературной (газовой) сероводородной коррозии. Все эти формы коррозии и пути защиты от них освещены в данной главе. [c.65]

Повышенное содержание серы в жидком топливе вызывает зат руднения в эксплуатации, связанные с высоко- и низкотемпературной коррозией поверхностей нагрева котлов и с загазованностью ок-ружаюш,ей среды. К жидкому топЛ1ву, используемому для газотурбинных установок (ГТУ), предъявляются повышенные требования в отношении содержания воды, механических примесей и ряда химических элементов (ванадия, натрия, калия, кальция и свинца), так как продукты сгорания этого топлива проходят через проточную часть газовых турбин и оказывают большое влияние на надежность работы и сроки служ.бы горячих деталей. Повышенное содержание указанных выше химических элементов определяет условия работы топливной системы и системы регулирования. [c.8]

Лдиаип/ для правильной оценки коррозионных процессов, протекающих в почве и, как следствие, правильного выбора средств защиты подземных сооружений необходимо четко уяснить значение факторов, влияющих на величину и скорость коррюзии в почве. (О коррозии в электролитах см. 1 часть). В отличие от жидких электролитов почва имеет гетерогенное строение как в микромасштабах (микроструктура почвы), так и в макромасштабах (включение отдельных структурных составляющих и конгломератов, а также чередование целых участков почв с различными физико-химическими свойствами). Общий коррозионный эффект в почве определяется действием следующих макро- и микрокорро-зионных пар (микрокоррозионные пары—гальванические элементы, образованные из отдельных составляющих частиц почвы, газовых пустот, влаги макрокоррозионные пары — гальваниче ские пары, возникающие на большой протяженности, например, при коррозии трубопроводов) [c.161]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...