Стойкость к коррозии высокая: Коррозионная стойкость алюминия
Содержание
Коррозионная и эрозионная стойкость материалов трубопроводной арматуры
Янв 22, 2021
Коррозионная стойкость конструкционных материалов в средах простого химического состава. Коррозионная стойкость материала определяется его способностью противостоять процессу коррозии. Различают химическую и электрохимическую коррозию.
Химическая коррозия имеет место в сухих газах при высокой температуре, в нефтепродуктах и других средах, не проводящих электрического тока; она не зависит от электрического потенциала металла. Во всех других средах (водных растворах солей, кислот, щелочей, в воздухе и других газах, содержащих влагу), являющихся ионными проводниками электрического тока (электролитами), протекает электрохимическая коррозия.
Одновременно с коррозией может происходить пассивация, то есть уменьшение скорости коррозии в результате образования на поверхности металла фазовых или адсорбционных слоев, например оксидов. В зависимости от условий работы арматуры процесс может протекать с преобладанием либо коррозии, либо пассивации.
Детали арматуры могут подвергаться коррозии следующих видов (в зависимости от условий ее протекания): жидкостной, абразивно-жидкостной, газовой, механической, контактной, щелевой, кавитационной.
Жидкостная коррозия происходит в электролитах (в кислотах, щелочах, пресной и морской воде) и в неэлектролитах (нефтепродуктах). Абразивно-жидкостная протекает в условиях химического или электрохимического и абразивного воздействия на металл. Твердые частицы абразивов, движущиеся вместе с жидкостью, удаляют продукты коррозии с поверхности деталей, обнажают металл, и, таким образом, ускоряют процесс его разрушения.
Газовая коррозия протекает в сухих и влажных газах. Характер и скорость коррозии зависят от содержания влаги, наличия кислот и щелочей и температуры рабочей среды. Коррозия, возникающая при механическом воздействии на детали в агрессивной среде, часто способствует местному разрушению металла.
Коррозия под напряжением характеризуется разрушением материала детали в зоне действия знакопеременных нагрузок, остаточных деформаций или термических напряжений.
В результате возникает коррозионное растрескивание, происходящее под действием внутренних и внешних механических напряжений растяжения с образованием транскристаллических или межкристаллических трещин, и коррозионная усталость, возникающая под деиствием циклических растягивающих напряжений.
Контактная коррозия возникает при контакте двух металлов, имеющих в электролитах различные стационарные потенциалы, причем более сильной коррозии подвергается элемент, изготовленный из металла с большей абсолютной величиной отрицательного потенциала. Во избежание контактной коррозии во всех нейтральных водных растворах недопустимы контакты алюминия со сталью, бронзой и титаном, стали с бронзой и титаном и т. д. Не допускается также применение алюминиевой арматуры (шланговые клапаны) в атмосфере, содержащей щелочные примеси.
Щелевая коррозия имеет специфический характер — она возникает в узких щелях между деталями, куда проникает электролит и затруднен доступ кислорода, вследствие чего не обеспечивается пассивация металла.
В результате скорость коррозии в щели металлов, стойкость которых в основном обеспечивает пленка оксида (например, на алюминиевых сплавах и нержавеющих сталях), возрастает во много раз.
Кавитационная коррозия возникает при образовании в коррозионной среде мелких пузырьков, содержащих разреженный газ. Они образуют поток микрогидравлических ударов по поверхности металла, что исключает возможность образования пассивирующей пленки и тем самым ускоряет процесс коррозии (помимо механического разрушения металла).
Одной из основных задач при конструировании арматуры, работающей в коррозионных средах, является обеспечение достаточно надежной работы арматуры, ее долговечности и безотказности. Поскольку основным фактором, ограничивающим срок службы арматуры, является коррозионное воздействие рабочей среды, то наиболее важным является выбор для деталей материалов, достаточно стойких в рассматриваемых средах [1]. Для приближенной оценки коррозионной стойкости металлов может быть использована пятибалльная шкала:
|
Балл |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Скорость коррозии, мм/год |
0,1 |
0,1. |
1…3 |
3…10 |
10 |
..1,0
Более точной является десятибалльная шкала (табл. 1).
Таблица 1.
|
Группа стойкости |
Балл коррозионной стойкости |
Скорость коррозии, мм/год |
|
Совершенно стойкие |
1 |
0,001 |
|
Весьма стойкие |
2 |
0,001…0,005 |
|
3 |
0,005…0,01 |
|
|
Стойкие |
4 |
0,01…0,05 |
|
5 |
0,05…0,1 |
|
|
Пониженно стойкие |
6 |
0,1. |
|
7 |
0.5…1,0 |
|
|
8 |
1…5 |
|
|
Малостойкие |
9 |
5…10 |
|
Нестойкие |
10 |
Свыше 10 |
|
Примечания. |
||
..0,5
Возможность изготовления арматуры с высокой коррозионной стойкостью обеспечивают титановые сплавы. Применяется также защитное покрытие толщиной 1…1,7 мм из титанового порошка с эпоксидной смолой.
Время затвердевания массы 12…24 ч. Такое покрытие показало высокую коррозионную стойкость в растворах азотной, серной, уксусной, винной и других кислот.
Арматура из неметаллических материалов и чугунная арматура с защитными покрытиями из резины, пластмасс и эмали имеют высокую коррозионную стойкость при качественном ее выполнении, но применяются при давлениях не более 1 МПа и температуре не выше 120°С.
Коррозионная и эрозионная стойкость конструкционных материалов в средах сложного химического состава. Помимо однокомпонентных сред и растворов в технологических процессах химических производств участвуют различные среды, имеющие сложный состав в виде химических соединений, эмульсий, пульп, шламов и т. п., содержащие в ряде случаев кристаллические осадки, абразивные частицы в виде песка и т. д. Температура, давление, скорость рабочей среды при различных технологических процессах и даже на различных участках технологической линии могут быть различны.
Все это лишает возможности однозначно решить задачу выбора материала по данным его коррозионной стойкости в основных химических средах для арматуры, работающей на сложных средах. Требуется учет, в частности, эрозионной стойкости, допустимого перепада давлений (табл. 2). Составные химические компоненты среды могут усилить или ослабить ее химическую активность при различных условиях и параметрах. В связи с этим наиболее надежными являются данные о коррозионной стойкости материалов при их работе в конкретных условиях различных производств химической промышленности [1].
Таблица 2.
|
Детали проточной части арматуры |
Материал деталей |
Коэффициент эрозионной стойкости относительно стали 12Х18Н10Т |
Допускаемый перепад давления, МПа |
|
Корпус, патрубки, седло, шибер |
25 (25Л) 20 |
0,0055 |
0,022 |
|
Шток, золотник |
30Х13 |
0,258 |
1,0 |
|
Шток |
14Х17Н2 |
0,74 |
2,95 |
|
Уплотнительные поверхности седла и шибера |
ХН80СР2 ЦН-6 (Х16Н7С5) |
0,83 0,90 |
3,32 3,6 |
|
Корпус, патрубки, шток, шибер, седло, защитные рубашки |
12Х18Н10Т |
1,0 |
4,0 |
|
Уплотнительные поверхности деталей затвора |
ЦН-12 (Х16Н9СМ4Г4Б) ЦН-2 (ХЗОК6084) |
1,12 1,44 |
4,5 5,75 |
|
Корпус, патрубки, шток |
ВТ 1-0 |
2,44 |
9,75 |
ЛИТЕРАТУРА:
1. С.В. Сейнов Трубопроводная арматура. Исследования. Производство. Ремонт. – М.: Машиностроение, 2002. — 392 с.
Коррозия под изоляцией и циклически изменяющиеся температуры — Protective Coatings
Решения AkzoNobel по техническому обслуживанию в нефтегазовом даунстриме
Линейка высокотемпературных продуктов для технического обслуживания
Повреждения, вызываемые коррозией под изоляцией (CUI) и циклическими высокими температурами, представляют собой наиболее распространенную и постоянную угрозу для технического состояния нефтегазовых объектов. Именно поэтому наши покрытия предназначаются для обеспечения долговременной устойчивости в подобных неблагоприятных условиях в качестве одного из элементов текущего технического обслуживания
- Обретите уверенность в безопасной эксплуатации вверенного вам объекта
- Сократите простои за счет эффективного нанесения покрытий
- Устраните первопричину коррозии на объекте
Линейка высокотемпературных продуктов для технического обслуживания состоит из трех специализированных покрытий, предназначенных для повышения производительности и снижения затрат на обслуживание высокотемпературного оборудования. Узнайте больше о том, как применяемое в порядке техобслуживания универсальное решение по борьбе с коррозией под изоляцией может круглогодично повышать производительность, из нашей последней статьи (форма для заполнения прилагается).
Intertherm 751CSA
От -196°C (-321°F) до 400°C (751°F)
Известная технология «холодного напыления алюминия» с отличной эффективностью против коррозии под изоляцией и с высокой стойкостью к циклическому изменению температур.
- Высокая стойкость к «тепловым ударам», возникающим в результате циклического изменения температур
- Может наноситься в виде одиночного слоя толщиной 200 мкм (8 мил) с использованием стандартного оборудования
- Подходит для нанесения на стальные подложки, применяемые при температурах до 302 °F (150 °C)
Interbond 2340UPC
От -196°С (-321°F) до 230°C (446°F)
Меньший риск преждевременного разрушения и более высокая производительность, нежели при использовании традиционных решений
- Низкотемпературное отверждение до -5°C (23°F)
- Превосходная устойчивость к избыточному нанесению
- Минимальное время выдержки перед нанесением последующего слоя покрытия
- Подходит для нанесения на стальные подложки, применяемые при температурах до 120°C (250°F)
Intertherm 2205
Up to 230°C (446°F)
Нанесение непосредственно на работающее высокотемпературное оборудование без необходимости отключения
- Нанесение на работающее оборудование при температурах до 205ºC (401ºF)
- Превосходная адгезия к стали, очищенной ручным или электрическим инструментом (подготовка категории St2/SP2)
- Высыхает до готовности к нанесению изоляции за 10 минут (при нанесении при температурах выше 100°C (212°F)