Магнетит, образование на поверхности

Магнетит, образование на поверхности котлов 282—284 Магний 218, 354—357 [c.452]

Изучение кинетики приведенных выше реакций показывает, что скорость их существенно зависит от образования на поверхности стали защитного слоя из окислов железа. Окисление железа перегретым паром детально исследовано при его протекании целесообразно различать первичное и постоянное образование защитного слоя. Первичное образование защитных окисных пленок охватывает все процессы, которые проходят на гладкой металлической поверхности до образования сплошного слоя магнетита. На основе измерений содержания водорода в паре установлено, что эти первичные процессы заканчиваются примерно после двух дней работы котла. В течение этого периода защитные пленки продолжают постоянно расти. Процесс контролируется диффузией ион-атомов железа через слой магнетита от металла к коррозионной среде. На внешней стороне слоя магнетита эти ионы окисляются паром с образованием окислов. Поэтому слой магнетита продолжает расти со стороны пара, а не со стороны поверхности раздела железо-магнетит. Очевидно, что описанный процесс со временем должен замедляться, так как утолщение слоя окисла железа затрудняет процесс диффузии. В этот период рост толщины слоя окиси железа d пропорционален корню квадратному из времени контакта железа с паром т, т. е. подчиняется параболическому закону [c.28]

Непосредственное воздействие кислоты на окись железа, в результате которого образуется растворимая соль трехвалентного железа, происходит медленно (стр. 214), но восстановительное растворение окалины, представляющей собою окись железа, в контакте с металлом с образованием закисной соли железа происходит более легко это объясняется на стр. 213, однако приведенное там рассмотрение вопроса относится к значительно более тонким пленкам, образующимся при более низких температурах окись железа прокатной окалины несомненно реагирует с меньшей скоростью. Магнетит слабее подвергается восстановительному растворению, чем окись железа. Поэтому, если обработка стали была закончена при температуре ниже 570 С и на ее поверхности имеется двухфазная окалина, медленное воздействие начинается в любой точке, где окалина растрескалась, и происходит на поверхности раздела сталь 1 магнетит, отделяя окалину. [c.372]

Азотнокислый натрий при отношении его концентрации к концентрации едкого натра как 2 5 предотвращал образование сетки трещин, наблюдаемой при действии на металл чистой щелочи. Но поверхность металла при этом все же становилась несколько шероховатой, и на ней получалось значительное количество рыхлых продуктов коррозии темно-коричневого цвета. Необходимо отметить, что при взаимодействии стали с чистым раствором едкого патра в продуктах коррозии преобладает магнетит [c.345]

Процесс контролируется диффузией иона-атомов железа через слой магнетита от металла к коррозионной среде. На внешней стороне слоя магнетита эти ионы окисляются паром с образованием окислов. Поэтому слой магнетита продолжает расти со стороны пара, а не со стороны поверхности раздела железо — магнетит. Описанный процесс со временем должен замедляться, так как утолщение слоя окисла железа затрудняет диффузию. В этот период рост толщины слоя окиси железа й пропорционален корню квадратному из времени контакта железа с паром т, т. е. подчиняется параболическому закону й= =У" , где к — постоянная. Справедливость его неоднократно подтверждалась экспериментально. Так как толщина слоя магнетита пропорциональна потере массы железа, то, пользуясь приведенной формулой, можно вычислить скорость коррозии поверхностей нагрева котла. [c.36]

Таким образом, с течением времени под окалиной образуется подкоп и она отслаивается. Это отслаивание частично может вызываться воздействием кислоты на металл с выделением водорода возможно, что пузырьки, образующиеся под окалиной, способствуют ее отделению. Вполне возможно, что медленное восстановительное растворение магнетита р результате действия элемента железо кислота магнетит также играет свою роль, и нижняя часть слоя магнетита, находящаяся в контакте с металлом, переходит в раствор как растворимая закисная соль железа (непосредственное воздействие привело бы к образованию смеси солей двухвалентного и трехвалентного железа). Наличие трещин в окалине, допускающих проникновение кислоты к поверхности раздела между металлом и окисью, вероятно, имеет важное значение для быстрого травления. Это обстоятельство подчеркивалось рядом авторов [24 ]. [c.372]

Оседающие частицы как препятствие для доступа кислорода. В станционных котлах старого образца, работающих при низком давлении, образование питтингов в котельной воде, содержащей кислород, часто увязывают с оседанием посторонних частиц такими частицами могут быть чешуйки взвешенной в растворе окалины или ржавчины (возможно, даже частицы накипи, занесенные из другой части котла или из питательного тракта). Обычно принято считать, что они действуют как местные экраны, препятствующие подходу кислорода. Некоторые специалисты идут дальше, предполагая, что экранированный участок представляет собой маленький анод, а поверхность, его окружающая, к которой доступ кислорода не затруднен, — большой катод образование питтингов, таким образом, приписывается токам дифференциальной аэрации. Такой механизм возможен в условиях, когда имеет место концентрирование солей близ нагревательной поверхности. Однако там, где вода остается относительно чистой, более вероятно, что коррозия под осевшими частицами протекает с водородной деполяризацией, причем выделение газообразного водорода происходит непосредственно на этих участках. Гидрат закиси железа продвигается вперед и с помощью растворенного кислорода превращается в магнетит это происходит сразу же за экранированной поверхностью такой процесс может продолжаться неограниченно долго, так как возможность пересыщения жидкости гидратом закиси железа или окислом на месте, где происходит коррозия, предотвращается. [c.408]

Окисление железа при относительно низких температурах (180—200°С) происходит с первоначальным образованием гематита FeaOa, который затем быстро переходит в магнетит. При температурах ниже 180—200 °С эти процессы идут очень медленно. Выше температуры 250—300 °С на поверхности железа сущест- [c.62]

Установлено ингибиторное действие 200—300 мг/кг гидразина на процесс кислородной коррозии стали вследствие образования защитной пленки магнетита. При температурах ниже 230°С продуктом восстановления оксидов и гидроксидов железа является в основном Ре(ОН)г, который постепенно превращается в магнетит Рбз04. При температурах выше 230°С образование магнетита на поверхности металла происходит непосредственно в виде плотного слоя, что приводит к значительно более прочному сцеплению оксида с металлом и увеличению защитных свойств пленки. [c.77]

Развитие коррозии под напряжением в зоне очага разрушения обусловливает наличие там специфических продуктов коррозии. Так, выполненный на установке УРС-60 в излучении железного анода рентгенофазовый анализ отложений на стенках трещин разрушений в ряде случаев выявил магнетит и сульфиды железа, являющиеся результатом коррозионного взаимодействия механически активированной трубной стали 17ГС с высокосернистой арлаи-ской нефтью. Наличие магнетита указывает на образование коррозионных трещин без доступа кислорода воздуха. Сульфиды железа на поверхности излома были выявлены при воздействии концентрированного раствора азотнокислого кадмия, подкисленного соляной кислотой. О их присутствии свидетельствует желтая окраска, обусловленная наличием сульфида кадмия. [c.228]

Ком плексон и комплексонаты при температуре 260°С и выше подвергаются активному термическому разложению с образованием продуктов распада в виде твердой, жидкой и газ10о6раз ной фаз. Обширными исследова1Ниями, проведенными МЭИ, установлено, что при распаде на поверхности металла образуется магнетит, обладающий особыми по сравнению с магнетитом, формируемым на поверхностях нагрева при традиционном водном режиме, свойствами [29]. Последнее обусловлено изменением структуры магнетита кристаллы (Становятся округлой формы с более (Плотной упаковкой, размеры их уменьшаются до 0,1—1 мкм. За счет уменьшения площади прохода между кристаллами резко сокращается процесс проникновения кислорода (К металлу, чем достигается повышение кор(ро-зионной стойкости перлитной стали. [c.138]

Комплексон и комплексонаты при температуре выше 200 С подвергаются термическому разложению с образованием продуктов распада в виде твердой, жидкой и газообразной фаз. При распаде комплексонатов железа на поверхности металла образуется магнетит, обладающий свойствами, отличными от свойств магнетита, формируемого при коррекционной обработке питательной воды гидразином и аммиаком. Структура магнетита содержит кристаллы округлой формы с более плотной упаковкой, чем достигается повышение коррозионной защиты перлитной стали. [c.200]

Сущность этого способа заключается в создании на поверхности плотной окисной пленки, обладающей защитными свойствами против дальнейшего окисления при нормальной температуре. Наиболее плотны.м является окисел железа FejO, — магнетит, имеющий кубическую решетку типа шпинели. Образование окисла Рсз04 происходит при температуре ниже 570° С выше этой температуры образуется окисел железа FeO — вюстнт, и.меющий решетку кубическую типа Na l, наименее плотную и не обладающую защитным действием. [c.127]

Многочисленными отечественными и зарубежными работами показано, что первоначальное воздействие кислородсодержащей воды на поверхность стали в условиях высоких температур приводит к образованию топотактического слоя магнетита, обладающего некоторыми защитными свойствами к протеканию общей коррозии. Действительно, в результате воздействия кислорода, например, при растопке парогенератора высокого давления, заполняемого водой только перед растопкой, на поверхности чистых стальных труб образуются окислы железа, представляющие собой при высоких температурах магнетит, а по некоторым данным — магемит. Эти окислы по своим теплофизическим свойствам близки к стали, и поэтому такая окисная пленка хорошо сцеплена с основным материалом, а наличие большого количества одновременно растущих кристаллов мешает образованию их правильной формы и достижению ими больших размеров. В результате окисный слой оказывается состоящим из относительно небольших кристаллов неправильной, иногда округлой, формы. Это способствует плотному примыканию кристаллов друг к другу, что препятствует диффузии кислорода к металлу, а ионов железа—из металла в воду. Тем самым замедляется коррозия. Сказанное иллюстрирует рис. 1,а, представляющий собой микрофотографию части поверхно- [c.15]

Механическим путем чаще всего удаляют толстые окисные слои, которые образуются при термической обработке стали. Слой состоит из трех окисей железа. Ближе всего к поверхности образуется вюстит FeO, на долю которого обычно приходится 80% общей толщины окалины он лучше других растворяется в кислотах. Следующий слой, который составляет примерно 18% общей толщины окалины,— это слой магнетита Рез04. Третий, наиболее тонкий слой образует гематит РегОз, который имеет красно-коричневую окраску. Однако отношение толщин отдельных окислов зависит от химического состава стали, условий нагрева, конечной температуры прокатки, атмосферы печи и скорости охлаждения после прокатки. В интервале температур 700—900° С доля вюстита — наибольшая. Магнетит начинает появляться при температуре 400° С до 700° С его количество практически не увеличивается начиная с 900° С, его образование идет быстро. Гематит образуется при температуре более 900° С (рис. 77). [c.63]

Весьма обстоятельно исследовалось влияние отложений продуктов коррозии на кризис теплоотдачи в работе [3.105]. Опыты проводились в кольцевом канале (6=2 мм) с внутренней обогреваемой трубкой из сплава циркония с добавкой 1 % ниобия. Исследовалось влияние химического состава и концентрации продуктов коррозии л елеза, меди, кальция, значения pH, структуры и толщины слоя отложений на критический тепловой ноток. Режимные параметры менялись в следующих пределах давление р = 7,0 МПа, массовая скорость pw = 1250—5000 кГ/м -с, относительная энтальпия X изменялась от —0,309 до 0,168. Образование отложений происходило в контуре при значениях pH = 4—9. Для этого в контур вводились дозированные окислы железа и меди, а также раствор сульфата кальция. Исследовались в основном два тина отложений в нервом основу составлял магнетит (до 80%), во втором — кальций и магний (до 42%), содержание меди составляло до 18%. Было установлено, что отложения значительно уменьшают д р. Так, например, разница в значениях критической нагрузки для ботл = 9—15 мкм по сравнению с данными по кр на чистой поверхности при х = О составляет 79%. В случае ботл = = 48—90 мкм разница в кр достигает даже 146%. Наиболее резкое изменение q p происходит с увеличением толщины отложений до 5—15 мкм. С дальнейшим увеличением ботл критическая тепловая нагрузка меняется незначительно. [c.142]

Из-за попадания в питательный тракт органики икс на ТЭС Норд (ФРГ) происходили серьезные повреждения экранных труб [6]. Питательная вода обрабатывалась аммиаком и гидразином с поддержанием pH на уровне 9,5. Органика икс из исходной воды реки Рейн почти не задерживалась на ХВО, поступала в питательный тракт, где начинала разлагаться при температуре деаэрации 102 °С. Разложение резко интенсифицировалось при температуре 210 С и продолжалось в котлах со снижением pH котловой воды из-за образования предположительно соляной, серной и фосфорной кислот. Исследователи пришли к выводам в присутствии потенциально кислых соединений аммиачная обработка неэффективна независимо от дозы аммиака при такой обработке в пристенной зоне интенсивного кипения не удается избежать аномальной среды, вызывающей протекание чередующихся процессов разрушения и образования магиети-товых слоев на внутренней поверхности экранных труб получающийся при этом слоистый магнетит защитными свойствами не обладает, так как является пористым в пристенном слое происходит концентрирование кислых примесей котловой воды и развитие усиленной коррозии экранные трубы разрушаются прежде всего в зонах высоких тепловых нагрузок наиболее простым и эффективным способом предупреждения разрушений является применение нелетучей щелочи (гидроокиси натрия). [c.141]

Исследованию свойств тонких хромовых покрытий (до 0,5 мкм) на стали посвящена работа [170], на основе которой получен патент [169]. Авторы этой работы установили, что защитные свойства улучшаются при увеличении толщины покрытий и температуры конденсации. Так, на покрытии толщиной 0,05 мкм й = = 427° С) через 30 суток испытаний 50—60% поверхности покрылось ржавчиной, в то время как после 150 суток на покрытии толщиной 0,2 мкм было поражено лишь 30% поверхности. Увеличение температуры конденсации с 315 до 538° С удлинило срок испытаний таких покрытий до появления 30% ржавчины с 140 до 200 суток. Покрытия такой толщины имеют высокую пористость. Для уменьшения влияния пористости хромированную сталь окисляли при температуре 300—570° С непосредственно после нанесения покрытий. При быстром окислении в порах, трещинах и других несплошностях покрытия образуется плотный магнетит Рбд04, который закупоривает их и препятствует коррозии стальной основы. При температуре окисления ниже 300° С коррозионная стойкость хромированной стали ухудшается из-за образования рыхлого окисла FejOg, не являющегося достаточно надежным барьером для кислорода. [c.93]

Гора Высокая находится вблизи г. Нин -него Тагила на Среднем Урале. Месторождение относится к контактовому типу и возникло в осадочной свите пород нижнего девона и м. б. силура вследствие внедрения в нее сиенитов. Осадочная свита образована из известняков и туфов, к-рые превращены на контакте в скарны, образованные гранатом и иногда пироксеном и другими минералами. В скарн превращены также участки сиенитовых пород. Руда образует пластообразные залежи и мелкие выделения среди скарнов и мелкие рудные штоки среди сиенитов. Рудным минералом является магнетит, к-рый под влиянием выветривания близ поверхности превращается в мартит. Руда содержит включения пирита, халькопирита и апатита в разных количествах. При выветривании руды сульфиды и апатит исчезают, скарны превращаются в глинистые породы — беляки. Руды делятся на типы по степени их вторичных изменений 1) магнитные железняки богатые, бессернистые, неокисленные с содержанием Ре от 53 до 70% 2) магнитные железняки небогатые с содержанием железа 45—52% [c.362]

Однако, если основным механизмом разрушения является электрохимический, то мы должны бы получить пустые пузыри, тогда как фактически они чаще всего заполнены магнетитом или другими соединениями железа более того, электрохимический процесс должен бы затухать вследствие образования пленки ржавчины на катодной поверхности вне пузыря. По всей видимости, небольшое количество кислорода проникает через тонкую стенку пузыря внутрь и окисляет частично ионы двухвалентного железа до трехвалентного состояния, при этом очень быстро достигается предел растворимости магнетита и, следовательно, либо магнетит, либо другое железожелезистое соединение будет выпадать в осадок, регенерируя кислоту (серную, если 804 является основным анионом), которая, действуя далее на металл, будет приводить к образованию новых солей закисного железа. Это, в свою очередь, опять вызовет появление кислоты, и хотя из соображений, приведенных на стр. 114, регенерация не будет продолжаться неограниченно долго, новые порции кислоты могут образовываться столь долго, покуда в воде содержится кислород. Хотя кислород может быть желательным компонентом воды, содержащей в качестве главной составляющей бикарбонат кальция, поскольку он будет способствовать растворению известковой пленки, присутствие кислорода, по-видимому, будет нежелательным в воде, содержащей натриевые соли. [c.273]

Медь в котловой воде. Существуют различные м нения по вопросу о том, увеличивается ли коррозия трубок при наличии меди в воде. В большинстве случаев медь в котловой воде в каких-то количествах содержится причиной этого является коррозия (медленная) конденсаторов или других частей оборудования, изготавливаемых из медных сплавов. В тех случаях, когда щелочность воды достаточная (причем и в других отношениях вода является пригодной), медь должна уходить со шламом в виде окиси меди или основной соли. При загрязнении воды аммиаком или аминами, попадающими из сточных вод, коррозия медных сплавов может увеличиться (если в воде содержится кислород) и может создаться опасность выделения на трубах металлической меди. Существуют и другие условия, помимо высокого содержания аммиака, могущие привести к выделению металлической меди. Если учесть, что металлическая медь должна являться катализатором реакции Шикорра, то, по крайней мере, теоретически возможно увеличение толщины слоя магнетита в местах осаждения меди. Это может означать, что на другИх участках пленка магнетита будет оставаться относительно тонкой. Разберем вопрос, где будут протекать процессы, описываемые уравнениями, приведенными на стр. 403, для случая поверхности, некоторые участки которой покрыты медью. Уравнение (1) (образование катионов двухвалентного железа) может беспрепятственно происходить на участке, свободном от меди, в то время как реакции (2), (3) и (4), приводящие к образованию магнетита, будут протекать на меди магнетит полностью закроет медь и процесс прекратится, пока не высадится свежая порция металлической меди на участке, не закрытом медью, коррозия может продолжаться беспрепятственно (при этом образование магнетита относительно невелико) это может рассматриваться как возможное объяснение образования питтингов, хотя уверенности в правильности такого объяснения нет [29]. [c.407]

Если анодный процесс продолжается, то образуется достаточная концентрация ионов Ре + и Ре " , чтобы превысить произведение растворимости магнетита, который и выделяется в виде осадка. Мы могли бы ожидать получения защитной пленки из магнетита. Однако скорость зарождения центров кристаллизации у магнетита низка если произведение растворимости превышено лишь слегка, то число образующихся зародышей кристаллов будет ограниченным, причем магнетит преимущественно осядет на существующие кристаллы, а не образует новые зародыши. Таким образом, получится небольшое число кристаллов значительных по размеру, покрывающих лишь часть поверхности, а не массу мелких кристалликов, образующих защитную пленку. Кроме того, кристаллы выделяются не обязательно в точке взаимодействия металла с коррозионной средой. Напротив, если концентрация щелочи увеличилась в трещине, а вне трещины раствор более разбавленный, то образующиеся в трещине ферроат и феррит могут диффундировать наружу и выделиться в виде магнетита снаружи, поскольку разбавление сдвигает равновесие влево и, следовательно, приводит к образованию простых катионов. Мысль, что образование в котлах в процессе щелочного растрескивания магнетита, не обладающего защитными свойствами, является следствием взаимодействия ферроата и феррита, принадлежит Уиру, [c.416]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...