Коррозионно-стойкие нержавеющие стали. Коррозионная сталь


    Коррозионностойкие стали

    Устойчивость против коррозии повышается при введении в состав стали хрома, алюминия, кремния. Эти элементы образуют непрерывную прочную оксидную пленку и повышают электродный потенциал, т. е. увеличивают электроположительность стали. Алюминий и кремний повышают хрупкость стали и применяются реже хрома. При содержании хрома более 12 % сталь резко изменяет электродный потенциал с электроотрицательного (–0,6 В) на электроположительный (+0,2 В). На поверхности образуется плотная защитная пленка оксида Сr2О3.

    Сталь, содержащая 12 – 14 % Сr, устойчива против коррозии в атмосфере, морской воде, ряде кислот, щелочей и солей. Кроме хрома, в состав коррозионностойких сталей вводят также другие элементы – чаще никель. С ростом содержания хрома коррозионная стойкость стали растет.

    Коррозионностойкие стали (corrosion-resistant steel) обычно делят на хромистые ферритные, содержащие 12 – 25 % Сr и 0,07 – 0,2 % С и хромистые мартенситные, содержащие 12 – 18 % Сr и 0,15 – 1,2 % С, а также аустенитные стали, содержащие 12 – 18 % Сr, 8 – 30 % Ni и 0,02 – 0,25 % С.

    Хромистые стали коррозионностойки при температуре до 300°С в водопроводной воде, влажной атмосфере, растворах азотной кислоты и многих органических кислотах. В морской воде хромистые стали подвержены коррозионному растрескиванию под напряжением.

    Содержание углерода в коррозионностойких аустенитных сталях ограничено, и желательно, чтобы оно было ниже предела растворимости углерода в легированном никелем аустените при 20°С, составляющего 0,04 %. Присутствие в стали более высоких концентраций углерода может приводить к образованию карбидов хрома типа Сr23С6, вследствие чего твердый раствор обедняется хромом и создается двухфазная структура. При этом снижается коррозионная стойкость стали. Для предотвращения образования карбидов хрома, особенно при технологических нагревах, связанных с проведением операций сварки или пайки и опасностью возникновения межкристаллитной коррозии, в сталь вводят дополнительно титан, ниобий или тантал. Эти элементы связывают углерод в карбиды типа TiC, NbC, TaC, оставляя хром в твердом растворе. Необходимое количество титана для введения в сталь определяют по формуле

    Ti = (С – 0,02)*5 - (6.9)

    где С – содержание углерода в стали.

    Стали, не склонные к межкристаллитной коррозии, называют стабилизированными. Эффект стабилизации может быть достигнут, помимо введения сильных карбидообразующих элементов, снижением содержания углерода ниже 0,04 %.

    Хромоникелевые коррозионностойкие стали содержат дефицитный и дорогостоящий никель и поэтому имеют высокую стоимость. В ряде случаев применяют более дешевые стали, в которых весь никель или часть его заменены марганцем. Например, до температур –196°С и в слабоагрессивных средах вместо стали 12Х18Н10Т может быть использована сталь 10Х14Г14Н4Т.

    Азот повышает стабильность аустенита, поэтому для повышения коррозионной стойкости можно использовать более высокие концентрации хрома и молибдена, не увеличивая склонность стали к выделению интерметаллидных фаз. Примером может служить сталь 03Х20Н16АГ6, используемая в криогенной технике.

    uas.su

    Классификация коррозионно-стойких сталей и сплавов — Мегаобучалка

     

    Коррозионная стойкость может быть повышена, если содержание углерода свести до минимума, если ввести легирующий элемент, образующий с железом твердые растворы в таком количестве, при котором скачкообразно повысится электродный потенциал сплава.

    Важнейшими коррозионно-стойкими техническими сплавами являются нержавеющие стали с повышенным содержанием хрома: хромистые и хромоникелевые. На рис. 20.1 показано влияние количества хрома в железохромистых сплавах на электрохимический потенциал сплава.

    Рис 20.1. Влияние хрома на потенциал сплавов

     

    Хромистые стали.

     

    Содержание хрома должно быть не менее 13% (13…18%).

    Коррозионная стойкость объясняется образованием на поверхности защитной пленки оксида .

    Углерод в нержавеющих сталях является нежелательным, так как он обедняет раствор хромом, связывая его в карбиды, и способствует получению двухфазного состояния. Чем ниже содержание углерода, тем выше коррозионная стойкость нержавеющих сталей.

    Различают стали ферритного класса 08Х13, 12Х17, 08Х25Т, 15Х28. Стали с повышенным содержанием хрома не имеют фазовых превращений в твердом состоянии и поэтому не могут быть подвергнуты закалке. Значительным недостатком ферритных хромистых сталей является повышенная хрупкость из-за крупнокристаллической структуры. Эти стали склонны к межкристаллитной коррозии (по границам зерен) из-за обеднения хромом границ зерен. Для избежания этого вводят небольшое количество титана. Межкристаллитная коррозия обусловлена тем, что часть хрома около границ зерна взаимодействует с углеродом и образует карбиды. Концентрация хрома в твердом растворе у границ становится меньше 13% и сталь приобретает отрицательный потенциал.

    Из-за склонности к росту зерна ферритные стали требуют строгих режимов сварки и интенсивного охлаждения зоны сварного шва. Недостатком является и склонность к охрупчиванию при нагреве в интервале температур 450…500oС

    Из ферритных сталей изготавливают оборудование азотно-кислотных заводов (емкости, трубы).

    Для повышения механических свойств ферритных хромистых сталей в них добавляют 2…3 % никеля. Стали 10Х13Н3, 12Х17Н2 используются для изготовления тяжелонагруженных деталей, работающих в агрессивных средах.

    После закалки от температуры 1000oC и отпуска при 700…750oС предел текучести сталей составляет 1000 МПа.

    Термическую обработку для ферритных сталей проводят для получения структуры более однородного твердого раствора, что увеличивает коррозионную стойкость.

    Стали мартенситного класса 20Х13, 30Х13, 40Х13. После закалки и отпуска при 180…250oС стали 30Х13, 40Х13 имеют твердость 50…60 HRC и используются для изготовления режущего инструмента (хирургического), пружин для работы при температуре 400…450o, предметов домашнего обихода.

    Стали аустенитного класса – высоколегированные хромоникелевые стали.

    Никель – аустенитообразующий элемент, сильно понижающий критические точки превращения. После охлаждения на воздухе до комнатной температуры имеет структуру аустенита.

    Нержавеющие стали аустенитного класса 04Х18Н10, 12Х18Н9Т имеют более высокую коррозионную стойкость, лучшие технологические свойства по сравнению с хромистыми нержавеющими сталями, лучше свариваются. Они сохраняют прочность до более высоких температур, менее склонны к росту зерна при нагреве и не теряют пластичности при низких температурах.

    Хромоникелевые стали коррозионностойки в окислительных средах. Основным элементом является хром, никель только повышает коррозионную стойкость.

    Для большей гомогенности хромоникелевые стали подвергают закалке с температуры 1050…1100oCв воде. При нагреве происходит растворение карбидов хрома в аустените. Выделение их из аустенита при закалке исключено, так как скорость охлаждения велика. Получают предел прочности = 500…600 МПа, и высокие характеристики пластичности, относительное удлинение = 35…45%.

    Упрочняют аустенитные стали холодной пластической деформацией, что вызывает эффект наклепа. Предел текучести при этом может достигнуть значений 1000…1200 МПа, а предел прочности – 1200…1400 МПа.

    Для уменьшения дефицитного никеля часть его заменяют марганцем (сталь 40Х14Г14Н3Т) или азотом (сталь 10Х20Н4АГ11).

    Аустенитно-ферритные стали 12Х21Н5Т, 08Х22Н6Т являются заменителями хромоникелевых сталей с целью экономии никеля.

    Свойства сталей зависят от соотношения ферритной и аустенитной фаз (оптимальные свойства получают при соотношении – Ф:А=1:1 ). Термическая обработка сталей включает закалку от температуры 1100…1150oC и отпуск-старение при температуре 500…750oC.

    Аустенитно-ферритные стали не подвержены коррозионному растрескиванию под напряжением: трещины могут возникать только на аустенитных участках, но ферритные участки задерживают их развитие. При комнатных температурах аустенитно-ферритные стали имеют твердость и прочность выше, а пластичность и ударную вязкость ниже, чем стали аустенитного класса.

    Кроме нержавеющих сталей в промышленности применяют коррозионно-стойкие сплавы – это сплавы на никелевой основе. Сплавы типа хастеллой содержат до 80 % никеля, другим элементом является молибден в количестве до 15…30 %. Сплавы являются коррозионно-стойкими в особо агрессивных средах (кипящая фосфорная или соляная кислота), обладают высокими механическими свойствами. После термической обработки – закалки и старения при температуре 800oС – сплавы имеют предел прочности МПа, и твердость . Недостатком является склонность к межкристаллической коррозии, поэтому содержание углерода в этих сплавах должно быть минимальным.

     

     

    megaobuchalka.ru

    Коррозионная сталь

     

    ОПИСАНИЕ

    ИЗОБРЕТЕН ИЯ

    К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ т11т 53537I

    Союз Советских

    Социалистических

    Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08.01.75 (21) 2094946/01 (51) М. Кл.а С 22С 38/50 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

    Опубликовано 15.11.76. Бюллетень № 42

    Государственный комитет

    Совета Министров СССР (53) УДК 669.15 784 782 74 26 24 295 71 855 794 891 1 018.8 (088.8) па делам изобретений и открытий

    Дата опубликования описания 21.01.77 (72) Авторы изобретения

    И. П. Волчок, Ю. А. Шульте, М. В. Лутов, А. Г. Ковалев, А. П. Петрушин и О. А. Непочатых

    Запорожский машиностроительный институт им. В. Я. Чубаря (71) Заявитель (54) КОРРОЗ ИОН НАЯ СТАЛ Ь

    Таблица 1

    Коррозионная стойкость в растворе 53О6-ной.серной кислоты

    -Литейные свойства по количеству выделившегося водорода, сме/смл ч усилие третцииообразования, кгс потеря веса, г/смл ч жидкотекучесть,мм

    211

    284

    0,59

    0,00076

    1

    Изобретение относится к области металлургии, в частности к изысканию коррозионностойких литых сталей с повышенными литейными свойствами и коррозионной стойкостью в растворах серной кислоты, Известна сталь, содержащая следующие элементы: углерод, марганец, кремний, хром, никель, титан, молибден, бор, церий при следующем соотношении компонентов (вес. %):

    Углерод до 0,12

    Марганец до 0,6

    Кремний 1,5 — 6,0

    Хром 16 — 18

    Никель 7 — 10

    Титан до 0,07

    Молибден 0,1 — 0,8

    Бор до 0,005

    Церий до 0,15 железо Остальное

    Сталь, содержащая (вес. %): углерод 0,11, марганец 1,52; кремний 0,38; никель 9,6; хром

    17,4; серу 0,026; фосфор 0,021; титан 0,46, молибден 0,42; бор 0,002 и церий 0,08, имеет ствойства, приведенные в табл. 1.

    Эта сталь обладает недостаточной стойкостью в растворах серной кислоты и обладает низкими литейными свойствами.

    Наиболее близкой к предлагаемой по тех20 нической сущности и достигаемому результату является коррозионно-стойкая сталь следующего химического состава (вес. %):

    Углерод 0,04 — 0,12

    Марганец 0,2 — 0,9

    25 Кремний 0,3 в 1.5

    535371

    12,0 — 18,0

    6,0 — 10,0

    0,1 — 0,3

    0,02 — 0,05

    0,01 — 0,05

    Остальное состоянии приведеТаблица 2

    Коррозионная стойкость в растворе 53О, -ной серной кислоты

    Литейные свойства усилие трещинообразования, кгс по количеству выделившегося водорода, смз/сдР ч жидкотекучесть, мм потеря веса, г/см ч

    232

    305

    0,24

    0,00041

    Таблица 3

    Литейные свойства по количеству выделившегося водорода, смз/см ч усилие трещинообразования кгс жидкотекучесть, мм потеря веса, г/см ч

    0,00058

    0,00037

    0,00033

    308

    328

    326

    248

    242

    0,37

    0,22

    0,21

    Таблица 4

    Потеря веса образцов

    20%-ной Нл$О4 при

    75 С> г/мл ч

    Потеря веса образцов в 20О, -ной Н $О4 при 25 С, г/м1.ч

    Размер зерна условный, мкм

    Плотность, г/смз модифицирование с кальцием и церием модифицирование с кальцием и церием модиф ицирование с кальцием и церием модифицирование с кальцием и церием без кальция и церия без кальция и церия без кальция и церия без кальция и церия

    23 — 37

    12 — 18

    300

    150

    7,8699

    9 — 14

    7,8801

    Хром

    Никель

    Титан

    Алюминий

    Иттрий железо

    Свойства стали в литом ны в табл. 2.

    Недостатком известной стали является низкая коррозионная стойкость в растворах серной кислоты при повышенных температурах и невысокие литейные свойства.

    Цель изобретения — повышение литейных свойств и коррозионной стойкости при повышенных температурах в растворах серной кислоты.

    Это достигается тем, что в предлагаемую сталь дополнительно вводят церий и кальций при следующем соотношении компонентов (в вес. %):

    Углерод 0,05 — 0,15

    Марганец 0,2 — 1,0

    Кремний 0,3 — 1,5

    Хром 12,0 — 18,0

    Никель 6,0 — 11,0

    Титан 0,1 — 0,5

    Алюминий 0,03 — 0,06

    Иттрий 0,01 — 0,2

    Оптимальная добавка церия составляет

    0,02 0,05 вес. %, кальция 0,02 — 0,03 вес. %; наличие указанных элементов обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с известной сталью:

    Церий 0,02 — 0,05

    Кальций 0,001 — 0,05 железо Остальное

    Для определения уровня литейных свойств

    5 и коррозионной стойкости при различных величинах присадки модификаторов проведена фракционная плавка в индукционной печи с основной футеровкой МГП-0,2, Разливку стали проводили в сухие формы из стержневой

    10 смеси. Химический состав полученной коррознопностойкой стали был следующим (вес. %)

    Углерод 0,09

    Марганец 0,60

    Кремний 0,81

    15 Хром 17,4

    Никель 8,95

    Титан 0,45

    Церий 0,04

    Сера 0,025

    20 Фосфор 0,022

    Характеристики полученной коррозионностойкой стали приведены в табл. 3.

    Коррозионная стойкость в 53 ч. -ной серной кислоте

    Характеристики коррозионной стойкости

    40 при повышенных температурах в растворах серной кислоты, размера зерна и плотности предложенной и известной сталей приведены в табл. 4. образование химических соединений с леги45 рующими элементами в стали, препятствующих коррозии металла; очищение границ зерен от вредных примесей и измельчение литого зерна;

    535371

    Формула изобретения

    Составитель Г. Дудик

    Техред М. Семенов

    Редактор И. Шубина

    Корректор Е. Хмелева

    Заказ 2820/6 Изд. Ке 1863 Тираж 764 Подписное

    ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

    113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

    Типография, пр. Сапунова, 2 повышение литейных свойств за счет улучшения структуры хромоникелевых сталей, изменение величины и характера внутрикристаллической неоднородности; качественное раскисление и дегазацию стали.

    Применение для литых деталей коррозионно-стойкой стали с модификаторами обеспечивает повьппспие качества литья (снижение брака по трещинам, увеличение разностенности, более точное выполнение геометрии отливки) и увеличение эксплуатационной стойкости при работе отливок в растворах серной кислоты.

    Коррозионная сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, никель, титан, иттрий, алюминий и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения литейных свойств и коррозионной стойкости при повышенных температурах в растворах серной кислоты, она

    5 дополнительно содержит церий и кальций при следующем соотношении компонентов (вес.

    %):

    Углерод 0,05 — 0,15

    Марганец 0,2 в 1,0

    Кремний 0,3 — 1,5

    Хром 12,0 — 18,0

    Никель 6,0 — 11,0

    Титан 0,1 — 0,5

    Иттрий 0,01 — 0,2

    15 Алюминий 0,03 — 0,06

    Церий 0,02 — 0,05

    Кальций 0,001 — 0,05

    Железо Остальное

    Коррозионная сталь Коррозионная сталь Коррозионная сталь 

    www.findpatent.ru

    Коррозионная стойкость - углеродистая сталь

    Коррозионная стойкость - углеродистая сталь

    Cтраница 3

    Присутствие в расплаве ионов хлора ( 0 1 - 0 2 %) в 5 - 7 раз снижает коррозионную стойкость углеродистых сталей.  [31]

    Как показало испытание, добавление 0 5 % жидкого стекла к глинистому раствору значительно повышает коррозионную стойкость алюминиевых сплавов, которые при этом не уступают по коррозионной стойкости углеродистой стали.  [32]

    Агрессивные среды в отдельности не вызывают такой сильной коррозии труб, как двухфазный конденсат. Коррозионная стойкость углеродистой стали, соприкасающейся с двумя жидкостями противоположной полярности, в присутствии сероводорода связана со сложными процессами, происходящими на границе контакта металл-углеводород-электролит, в частности, с избирательным смачиванием. В результате на поверхности металла появляются тонкие слои электролита, что значительно изменяет протекание коррозионного процесса. Поверхность стали, отделенная от неполярной фазы тонким слоем электролита, подвергается действию повышенной по сравнению с водной средой концентрации сероводорода, насыщающего углеводород, что приводит к более быстрому наводорожива-нию металла и его разрушению.  [33]

    Углеродистая сталь устойчива в олеуме, благодаря чему его перевозят в стальных цистернах. На коррозионную стойкость углеродистой стали в концентрированных кислотах большое влияние оказывает движение кислоты.  [35]

    Агрессивные среды, действующие на внутреннюю поверхность газопровода ( газовая, водная, углеводородная), не вызывают в отдельности такой сильной коррозии труб, как двухфазный конденсат. Установлено [4], что коррозионная стойкость углеродистой стали, соприкасающейся с двумя жидкостями противоположной полярности, в присутствии сероводорода связана со сложными процессами, происходящими на границе контакта металл-углеводород-электролит, в частности, с избирательным смачиванием.  [36]

    Техническая аммиачная вода содержит примеси. В связи с этим важно знать, как влияют на коррозионную стойкость углеродистой стали разные примеси в аммиачной воде.  [37]

    Марганец улучшает механические свойства железоуглеродистых сталей. Обычное содержание марганца в сталях ( 0 5 - 0 8 %) не сказывается на коррозионной стойкости углеродистой стали и чугуна.  [38]

    В табл. 1.3 представлены результаты коррозионных испытаний образцов в скруббере-охладителе I ступени при подщелачивании конденсата. Увеличение рН среды значительно ( более чем в 10 раз) повышает коррозионную стойкость углеродистой стали и уменьшает склонность стали к язвенной коррозии.  [39]

    Наиболее трудно устранить коррозию в паровой фазе 60 % раствора ДЭГ при 100 С. Это удается осуществить при добавке в раствор 40 г / л МЭА, 700 г / л ДЭА. Высокая оптимальная концентрация ДЭА делает его менее экономически выгодным ингибитором коррозии углеродистой стали в растворах ДЭГ по сравнению с МЭА. Добавка МЭА в количестве 40 г / л обеспечивает также коррозионную стойкость углеродистой стали в паровой и жидкой фазах 70 - 90 % растворов ДЭГ при 100 С.  [40]

    Для ликвидации коррозии в жидкой фазе 60 % раствора ДЭГ достаточно ввести в раствор 5 г / л МЭА, 10 г / л ДЭА, 80 г / л ТЭА. Наиболее трудно устранить коррозию в паровой фазе 60 % раствора ДЭГ при температуре 100 С. Это удается осуществить при добавке в раствор 40 г / л МЭА или 700 г / л ДЭА. Высокая оптимальная концентрация ДЭА делает его менее экономичным ингибитором коррозии углеродистой стали в растворах ДЭГ по сравнению с МЭА. Добавка пассиватора МЭА в количестве 40 г / л обеспечивает [7] также коррозионную стойкость углеродистой стали в паровой и жидкой фазах 70 - 90 % растворов ДЭГ при температуре до 100 С.  [41]

    Известно, что углерод существенно влияет на коррозионную стойкость сталей. С увеличением содержания углерода коррозионная стойкость сталей уменьшается, уменьшается она и при переходе к закалочным структурам. В нейтральных средах влияние содержания углерода на скорость коррозии уменьшается. Примесь марганца практически не влияет на коррозионную стойкость стали. Добавка кремния в количестве свыше 1 % несколько снижает коррозионную стойкость стали, очень большие добавки кремния ( от 15 % и более) повышают коррозионную стойкость углеродистых сталей. Примеси серы в некоторой степени снижают коррозионную стойкость, фосфор, существенно влияющий на механические свойства сталей, почти не сказывается при этом на их коррозионных характеристиках.  [42]

    Одной из серьезных трудностей, которые необходимо учитывать при проектировании промышленной аппаратуры для гидрогенизационнои очистки, является коррозия. Опубликована [48] весьма удобная диаграмма, наглядно показывающая предельные допускаемые значения температуры и парциального давления водорода для различных углеродистых и легированных сталей. Большое значение имеет не только стойкость конструкционных материалов к водородной коррозии, - но и влияние реакционноспособных кислородных, сернистых и азотистых соединений. Опубликован обширный обзор по высокотемпературной сероводородной коррозии [72], в котором особое внимание уделяется коррозии при условиях, существующих на установках каталитического риформинга и каталитического гидрообессеривания. Показано, что коррозия зависит главным образом от температуры и парциального давления сероводорода. Коррозионная стойкость углеродистой стали и хромомолибденовых легированных сталей оказалась приблизительно одинаковой. Нержавеющие стали, содержащие 12 % хрома, обнаруживают несколько большую коррозионную стойкость, но поведение их не всегда одинаково. Нержавеющие стали 18 - 8 ( 18 % хрома, 8 % никеля) обладают превосходной коррозионной стойкостью и оказываются неудовлетворительными только при особо жестких условиях процесса. Исключительно стойки к коррозии под действием сероводорода алюминиевые покрытия.  [43]

    Одной из серьезных трудностей, которые необходимо учитывать при проектировании промышленной аппаратуры для гидрогенизационной очистки, является коррозия. Опубликована [48] весьма удобная диаграмма, наглядно показывающая предельные допускаемые значения температуры и парциального давления водорода для различных углеродистых и легированных сталей. Большое значение имеет не только стойкость конструкционных материалов к водородной коррозии, но и влияние реакционноспособных кислородных, сернистых и азотистых соединений. Опубликован обширный обзор по высокотемпературной сероводородной коррозии [72], в котором особое внимание уделяется коррозии при условиях, существующих на установках каталитического риформинга и каталитического гидрообессеривания. Показано, что коррозия зависит главным образом от температуры и парциального давления сероводорода. Коррозионная стойкость углеродистой стали и хромомолибденовых легированных сталей оказалась приблизительно одинаковой. Нержавеющие стали, содержащие 12 % хрома, обнаруживают несколько большую коррозионную стойкость, но поведение их не всегда одинаково. Нержавеющие стали 18 - 8 ( 18 % хрома, 8 % никеля) обладают превосходной коррозионной стойкостью и оказываются неудовлетворительными только при особо жестких условиях процесса. Исключительно стойки к коррозии под действием сероводорода алюминиевые покрытия.  [44]

    Рекомендуется применение алюминия для облицовки корпуса колонны десорбера вблизи места ввода насыщенного раствора, а также примерно для шести тарелок ниже и двух тарелок выше места введения раствора. В тех средах, где алюминиевые сплавы достаточно устойчивы, их применение предпочтительнее других коррозионно-стойких сплавов. Коррозия той части оборудования установки гликольаминовой очистки газа, которая соприкасается с регенерированными гликольаминовыми растворами, определяется, в основном, степенью загрязненности агрессивными примесями ( жирные кислоты, диамины, кислород) и зависит от рН и температуры поглотительного раствора. Ввиду термического и окислительного разложения гликольаминового раствора происходит его самопроизвольное подкисление, и применение углеродистой стали для тонкостенных узлов аппаратуры, соприкасающихся с регенерированным раствором нежелательно. В этих случаях необходимо применять более коррозион-ностойкие материалы: нержавеющие стали для трубных пучков ребойлеров, стали Х5М, Х18Н10Т, алюминий и его сплавы АМг, АМц для трубных пучков холодильников гликольаминового раствора. Коррозионная стойкость углеродистой стали может быть достаточной, если не допускать понижения рН гликольаминового раствора ниже 10 3 и повышения температуры в ребойлере выше 150 С.  [45]

    Страницы:      1    2    3

    www.ngpedia.ru

    Сталь марки и коррозия - Справочник химика 21

        В химической и нефтеперерабатывающей отраслях промышленности при изготовлении аппаратов, как правило, применяют нержавеющие стали марки 300 ввиду их высокой коррозионной стойкости. Нержавеющие стали практически не подвергаются коррозии в растворах нейтральных или щелочных солей, в водных растворах аммиака, нитрата и хлората натрия. Большинство органических соединений не вызывает коррозию нержавеющих сталей, за исключением ряда хлор-производных, агрессивность которых проявляется в присутствии влаги. Установки для получения углеводородов, спиртов, кетонов, жирных кислот, фенолов, мочевины оснащаются оборудованием из нержавеющей стали. [c.212]     По результатам ревизии состояния дымовой трубы составляют акт и разрабатывают проект производства ремонтных работ. Наружные работы на дымовой трубе (ремонт грозозащиты, установка укрепляющих колец, заделка трещин, окраска и т. д.) могут выполняться только после того, как ремонтники убедятся в надежности крепления ходовых скоб. Если скобы подверглись значительной коррозии, в кладку ствола трубы вбивают новые скобы, которые должны иметь завершенные концы. Скобы забивают на глубину не менее 120 мм в пробки из сухой древесины. Ремонтник, забивающий скобы, должен зацепиться карабином предохранительного пояса за забитую ранее ходовую скобу. При наружном ремонте трубы, осуществляемом с площадки на кронштейнах, трубоклад должен зацепляться карабином пояса за обводной трос. Навеску кронштейнов на следующее стяжное кольцо можно производить только после его проверки. Прочность кольца и стяжных замков проверяют тщательным осмотром и простукиванием кувалдой. Стяжные кольца для кирпичных труб должны выполняться из стали марки СтЗ. Применение стали других марок не допускается. При изготовлении стяжных колец загибы звеньев должны выполняться с нагревом. [c.295]

        В колонне находились змеевик для охлаждения, нагревательный змеевик и распределитель воздуха, изготовленные из хромоникелевой стали марки У2А. Степень превращения гача составляла 30%. Кислоты и другие продукты окисления, летучие в условиях работы, поступали в промывные скрубберы высотой 11 м, сделанные из железа и футерованные иенским стеклом, чтобы избежать коррозии [67], [c.453]

        Сталь марки 14Х17Н2 со значительно бо.т1ьшим содержанием хрома, но имеющая мартенситно-ферритную структуру благодаря дополнительному легированию никелем, отличается высокой коррозионной стойкостью, не склонна к межкристаллитной коррозии. [c.235]

        При испытании стали марки СтЗ при постоянной 80%-ной относительной влажности воздуха наблюдался экспоненциальный рост скорости коррозии с увеличением температуры (рис. 273). Вычисленное из опытных данных значение эффективной энергии активации процесса (30 ккал/г-атом) соответствует электрохимической поляризации и подтверждает отсутствие диффузионного контроля в условиях влажной атмосферной коррозии. [c.383]

        Выбираем конструкционный материал, стойкий в среде кипящего раствора КОН в интервале изменения концентраций от 5 до 40 % [6]. В этих условиях химически стойкой является сталь марки Х17. Скорость коррозии ее менее 0,1 мм/год, коэффициент теплопроводности кет = 25,1 Вт/(м-К). [c.90]

        Испытание на коррозию на пластинках из стали марки 45. . . .  [c.226]

        Пленка образуется на внутренней поверхности калиброванной стеклянной трубы 6 при вращении скребкового ротора 7 с лопастями (для уменьшения коррозии ротор выполняется из тантала или нержавеющей стали марки УА). Регулируемый приводной механизм 3 со ступенчато изменяющейся скоростью вращения соединяется с ротором магнитной муфтой 4, которая лишена всех недостатков сальникового уплотнения. Нижний конец ротора снабжен самоустанавливающимся шарикоподшипником в виде тефлонового шара, размещенного в стеклянной опоре. Смазкой подшипника служит стекающий кубовый продукт. Источником тепла является циркуляционный термостат 14 мощностью электрообогрева 1,5 или 2 кВт. При температурах до 200° С в качестве теплоносителя используют парафиновое масло, а при более высоких температурах — силиконовое масло. Эти масла полностью прозрачны. [c.278]

        Корпус реакторов подобного типа изготовлен из углеродистой стали марки 22К или 09Г2ДТ и футерован изнутри жаростойким торкрет-бетоном, толщина которого обычно составляет 150 мм. Использование футеровки уменьшает теплопотери реактора, снижает температуру корпуса и защищает металл от водородной коррозии, но при этом надо иметь ввиду, что не исключается возможность местных перегревов корпуса реактора, особенно в верхней его части у штуцеров. [c.47]

        Хромоникелевые аустенитные стали при температурах выше 400 °С склонны к межкристаллитной коррозии, суть которой заключается в выпадении по границам зерен карбида хрома. Обеднение границ зерен хромом приводит к потере коррозионной стойкости стали и к ухудшению ее механических свойств. Особенно сильно подвержена межкристаллитной коррозии сталь марки 1Х18Н9Т, широко применяемая для изготовления аппаратов нефтеперерабатывающих заводов, поэтому если аппараты работают при высоких температурах, то сталь необходимо подвергнуть стабилизирующему отжигу. Сопротивление стали межкристаллитной коррозии еще больше увеличивается при добавлении титана. [c.20]

        При проектировании крекинг-установок большое внимание уделяется подбору материалов для изготовленяя аппаратов и к эммуникаций и защите их ох коррозии и абразивного износа. Реакторы усхановок, перерабатывающих сернистое сырье, часто изготовляют из двухслойного металла, например состоящего из слоя V углеродистой стали (Ст.З) и слоя, содержащего 11—13% хрома (сталь марки ЭИ 496) [18]. Хромистая сталь или внуэренняя облицовка из нее значительно лучше противостоят высокотемпературной сернистой коррозии, чем углеродистая сталь. Внутренние элементы реактора делают обычно из нержавеющей стали. [c.133]

        Испытание на коррозию пластинок из стали марки 45 или 50. ...  [c.221]

        Пример I. Определить толщину стенки спарной цилиндрической обечайки корпуса выпарного аппарата, работающего под внутренним избыточным давлением р = 0,3 МПа, при следующих данных материал обечайки — сталь марки Х18Н10Т, проницаемость П 0,1 мм/год, запас на коррозию Ск = 1 мм среда — насыщенный водяной пар при абсолютном давлении 0,4 МПа и температуре 143 °С. Внутренний диаметр обечайки >е = 2,0 м, отверстия в обечайке укрепленные, сварной шов стыковой двусторонний (ф,п=0,95). Допускаемое напряжение для стали марки Х18Н10Т при 150 °С определим по графику (рис. IV.1) а = 138 МН/м . л. [c.77]

        Сточная вода обладает высокими коррозионными свойствами. Выполненные исследования показали, что в 1966 г. скорость коррозии стали марки СТ-3 составляла 6,5 г/л[c.124]

        Нержавеющие стали в морской воде прн достаточно сильной аэрации обладают высокой стойкостью к общей коррозии, о.лнако склонны к сильной местной коррозии, особенно в застойных зонах, ограничивающих аэрацию. Различные марки нержавеющих сталей довольно сильно различаются по скорости развития местной коррозии. Наиболее устойчивы хромоникелевые стали аустенитного класса, допо.лнительно легированные молибденом, а наиболее подвержены местной коррозии простые хромистые стали. В спокойной морской воде нержавеющие стали, не легированные молибденом, не имеют преимуществ перед углеродистыми сталями по склонности к местной коррозии. Однако в быстродвижущей-ся морской воде местная коррозия углеродистой стали будет возрастать а коррозия нержавеющей стали — значительно снижаться. Так, максимальная скорость образования питтинга на стали марки 1X18Н9 в спокойной морской воде была около 1,85 мм/год, в то время как при скорости движения морской воды 1,2—1,5 м/с развитие местной коррозии снижалось до 0,09 -0,1 мм/год. [c.19]

        Коррозия. Дополнительные источники коррозии — кислые осадки ]1а поверхности металла (гальваническое действие), эрозионный износ поверхности металлов, а также слабый контроль за кислотностью раствора. Крупной проблемой является коррозия от напряженности металла, которая обычно возникает при неудачном выборе материала для изготовления аппаратуры. Если установка плохо запроектирована, то проблему коррозии не решает даже добавление в раствор соответствующих ингибиторов, хотя в этом часто возникает необходимость. Для изготовления аппаратуры можно применять обычную углеродистую сталь при условии, что на установке будет проводиться строгий контроль. В случае повышенной коррозии рекомендуется применять сталь марок 304 и 316. Имеются сообщения об успешном применении для изготовления теплообменников стали марки 7072, плакированной алюминием. Испытывались также стали, плакированные другими металлами и покрытые пластиком. О результатах применения пластикового покрытия нет единого мнения. Имеются сообщения об успешном применении и отрицательные выводы, хотя дело кажется довольно простым изолировать металл пластиком и принять меры к исключению течи (проколов) в этой изоляции. Добавка 7 г КазСОд на 1 л раствора иногда способствует уменьшению коррозии. Для поглощения кислорода в раствор добавляется гидразин. [c.278]

        Насосы типа ДК предназначены для дозированного перекачивания различных коррозионных жидкостей, не вызывающих быстрой коррозии стали марки Х17Н13М2Т и не влияющих на резину марки 4004. Допустимая температура перекачиваемых жидкостей от —70 до 4-100° С при уплотнении плунжера мягкой набивкой из фторопласта 4Б и от —20 до -Ы00°С при уплотнении плунжера резинометаллической манжетой. [c.122]

        Согласно ГОСТ 1037-41 на способ испытания на коррозию металлических пластинок это испытание проводится на шлифованных металлических пластинках размером 20 X 20 X 3 жл . Металл, из которого должны быть изготовлены пластинки, в ГОСТ не предусмотрен и марка металла устанавливается в стандарте или технических условиях на смазку. В случях, когда таких указаний нет, Великовский [3361 рекомендует применять две пластинки одну — из стали марки 40 или 50 по ГОСТ 1050-60, другую — из латуни ЛС59 по ГОСТ 1019-47. [c.716]

        Реактор представляет собой цилиндрический вертикальный со суд с шаровыми днищами. При 525 °С и 2—4 МПа водород спо собствует водородной коррозии металла, вызывающей его трещи ны и вздутия. Поэтому и для теплоизоляции изнутри металличе скую стенку реактора защищают футеровкой из торкрет-бетона Кроме того, внутри реактора устанавливают стальной перфориро ванный стакам, между стенкой которого и стенкой аппарата име ется газовый слой. Нарушение футеровки приводит к перегреву разрушению стенки реактора. Поэтому необходимо постоянно кон тролировать при помощи наружных термопар температуру виеш ней поверхности металла (должна быть не более 150 °С). Для из готовления корпуса и днища реактора применяют сталь марки 09Г2ДТ со специальной закалкой поверхности аппарата или сталь 12ХМ [50]. Внутренняя арматура реактора и присоединительные фасонные патрубки изготовлены из легированных сталей. [c.187]

        Скорость коррозии стали в среде h3S04 зависит от давления, температуры и концентрации кислоты. По данным А. И. Комиссарова н др. скорость коррозии стали марки Д в ОСК и технической серной кислоте с ростом давления падает. При этом интенсивность разрушения металла в ОСК несколько ниже, чем в технической h3SO4, что может быть (внесено на счет примесей органических веществ, обладающих определенными ингибирующими свойствами. [c.219]

        Продукты коррозии. Остальные реакторы имеют радиальный ввод для того, чтобы снизить общее гидравлическое сопротивление системы реакторного блока. Водород при 525 °С и 2—4 МПа вызывает водородную коррозию металла. Поэтому изнутри металлическая стенка реактора защищена футеровкой из торкрет-бетона. Кроме того, внутри реактора устанавливают стальной перфорированный стакан, между стенкой которого и стенкой аппарата имеется газовый слой. Нарушение футеровки приводит к перегреву и разрушению стенки реактора. Поэтому необходимо постоянно, контролировать с помощью наружных термопар температуру внешней поверхности металла (должна быть не более 150 °С). Для изготовления корпуса и днищ реактора применяют сталь марки 09Г2ДТ со специальной закалкой поверхности аппарата или сталь 12ХМ. [c.257]

        Блок изомеризации состоит непосредственно из блока изомеризации (блока высокого давления) и узла стабилизации. В состав установки входит реактор изомеризации, представляющий собой вертикальный цилиндрический аппарат высотой 6330 мм, диаметром 2400 мм и объемом 21,5 м . Корпус реактора выполнен из стали 12ХМ. Для защиты от коррозии корпус изнутри плакирован нержавеющей сталью марки Х18Н10Т. Расчетная температура корпуса 500°С. Для улучшения распределения потока сырья по сечению реактора в его верхней части смонтирован лепестковый распределитель, а в нижнюю часть реактора и на катализатор насыпают слой керамических шариков высотой 0,5 м (диаметр шариков 20 мм). [c.28]

        Перспективным способом повышения долговечности насосных штанг являе ся алюминирование. Результаты коррозионных испытаний стальных алюминированных образцов в двухфазной среде, состоящей из 60 % нефти с содержанием 2,1% серы и 2,2% нафтеновых кислот и 3%-го раствора Na l с содержанием 1,3 кг/м сероводорода, показали, что скорость коррозии достигает максимума через 38—50 ч и составляет 5-10- г/м -ч. Затем уменьшается и через 250—275 ч с начала испытаний стабилизируется, составляя 2,85-10 г/м -ч. Результаты механических испытаний на статическое растяжение алюминированных образцов нз стали марки 45 на воздухе и в водном растворе сероводорода показали, что алюминиевое покрытие обеспечивает сохранение прочностных и пластических свойств стали. [c.125]

        Определение коррозионной активности реагента. Для определения коррозионной активности реагента можно использовать метод, применяемый в нефтяной промышленности для подбора и оценки ингибиторов коррозии ОСТ 39-099—79 Ингибиторы коррозии. Методы оценки эффективности защитного действия ингибиторов коррозии в нефтепромысловых сточных водах . Сущность метода заключается в следующем. В двугорлый стеклянный сосуд (рис. 59)вместимостью около 1 10 м , который состоит из двух цилиндрических камер, сообщающихся сверху и сниз>, помещают герметизированный привод с мешалкой и металлические образцы. Металлические образцы для испытаний в агрессивных средах изготовляют из холоднокатаной стали марки 08КП, ЗКП, стали 30 или 45. В качестве материала образцов можно использовать сталь насосно-комп- [c.138]

        Сталь марки Саникро 28 обладает также высокой стойкостью и реко-Табтца 2. Относительная стойкость нержавеющих сталей к питтинговой коррозии [c.22]

        Наиболее стойкой к питтинговой коррозии оказалась сталь марки Саникро 28, которая не обнаружила питтинговых поражений при температуре 95 °С в 3%-ном растворе Na l, имитирующем по концентрации хлоридов морскую воду. У стали марки SAF 2205 критическая температура питтинга была на том же уровне, что у сплава 825. Сталь, отличающаяся высокой стойкостью к питтинговой коррозии, обладает также высокой стойкостью к щелевой коррозии, поскольку в обоих случаях стойкость определяется массовой долей хрома и молибдена. [c.22]

    chem21.info

    Коррозионно-стойкие нержавеющие стали - ГП Стальмаш

    Справочная информация

    В зависимости от химического состава коррозионно-стойкие, нержавеющие стали делятся на:*хромистые,*хромоникелевые.

    Хромистые стали.Стали мартенситного класса марок ст.20X13, ст.30X13, ст.40X13 содержат в среднем около 13% хрома. Это минимальное количество хрома, делающее сталь нержавеющей.Эти стали устойчивы против коррозии в атмосфере, слабых растворах органических кислот и солей и других агрессивных средах.

    Для повышения коррозионной стойкости стали подвергаются:*упрочняющей термической обработке,*шлифованию,*полированию.

    Чем больше в хромистых сталях углерода, тем сильнее снижается коррозионная стойкость. С повышением содержания углерода возрастает также хрупкость сталей. С понижением содержания углерода хромистые стали по структурному признаку переходят из мартенситного класса в мартенситно-ферритный (сталь марки ст.12X13) и даже чисто ферритный (сталь марки ст.08Х13) классы. Стали марок ст.08Х13, ст.12X13, ст.20Х13 являются не только коррозионно-стойкими, но и жаропрочными. Они могут использоваться при температурах 500-650 °С в нагруженном состоянии. Недостатком хромистых сталей с 13% хрома является низкая стойкость против коррозионного растрескивания и точечной коррозии в средах, содержащих ионы хлора.

    Хромоникелевые стали. Стали марок ст.20X17Н2 (мартенситного класса) и ст.14Х17Н2 (мартенситно-ферритного класса) имеют более высокие механические свойства и коррозионную стойкость, чем рассмотренные хромистые стали. Сталь марки ст.20X17Н2 хорошо штампуется, удовлетворительно обрабатывается резанием, сваривается всеми видами сварки. Удовлетворительные технологические свойства имеет и сталь марки ст.14X17Н2. Она устойчива по отношению к азотной кислоте, многим органическим кислотам. Сталь не только коррозионно-стойкая, но и жаропрочная и может применяться при температуре до 400 °С.

    Низкоуглеродистые ферритные стали. Эти стали имеют высокую коррозионную стойкость, содержат 17-28% хрома (марки ст.12X17, ст.08X17Т, ст.15Х25Т и др.). Они применяются для изготовления изделий, работающих в окислительных средах (азотной кислоте), в водных растворах аммиака, в аммиачной селитре и других агрессивных средах. Стали применяются в отожжённом состоянии или без термообработки.

    Недостатками высокохромистых сталей ферритного класса являются: *склонность к росту зерна при нагреве, *склонность к охрупчиванию в интервале температур 400-500 °С, *трудности в обеспечении свариваемости, *склонность к межкристаллитной коррозии, *невысокие прочностные свойства.

    Стали марок ст.12X17 и ст.15X28 (без титана) для изготовления сварных конструкций не рекомендуются. И, наоборот, стали марок 08X17Т и 15Х25Т могут использоваться для изготовления сварных конструкций.

    Высокохромистые стали ферритного класса марок ст.08X17Т, ст.12X17, ст.15Х25Т и ст.15X28 используются также в качестве жаростойкого материала, причём у сталей марок ст.08X17Т, ст.15Х25Т и ст.15X28 жаростойкость имеет преимущество по сравнению с коррозионной стойкостью.

    Коррозионно-стойкая подшипниковая сталь марки ст.95X18 мартенситного класса применяется для изготовления подшипников для нефтяного оборудования, подшипников, работающих в морской воде, растворах кислот и других агрессивных средах.

    Хромоникелевые стали аустенитно-мартенситного (переходного) класса. Эти стали широко применяются в качестве конструкционного материала в различных областях техники. Химическая стойкость сочетается у них с высокой прочностью, хорошей свариваемостью и достаточной пластичностью.

    Высокие механические свойства стали данного класса получают после комплексной термической обработки, состоящей из закалки или нормализации от 975-1130 °С, обработки холодом при -70 °С или высокого отпуска для дестабилизации аустенита при 740-760 °С и старения при 350-500 °С с последующим охлаждением на воздухе.

    Хромоникелевые и хромомарганцевоникелевые стали аустенитно-ферритного и аустенитного классов.Стали этих классов широко применяются в химической, нефтяной и пищевой промышленности, в самолёто-и судостроении, в строительстве и в быту. Это объясняется высокими механическими свойствами, немагнитностью, хорошей свариваемостью, высокой прочностью и пластичностью в сварных соединениях.

    Стали аустенитно-ферритного класса после оптимальной термической обработки (закалки в воде или воздухе с 950-1050 °С) имеют структуру, состоящую из равномерно чередующихся зерен феррита и аустенита (с соотношением фаз примерно 1:1).

    У сталей данного класса имеется ряд преимуществ по сравнению с однофазными аустенитными сталями: более высокая прочность при достаточной пластичности и вязкости, отсутствие склонности к росту зерна при сохранении двухфазной структуры, меньшая склонность к межкристаллитной коррозии и коррозионному растрескиванию, меньшее содержание дефицитного никеля.

    Существенный недостаток сталей аустенитно-ферритного класса — рост хрупкости при 400-600 °С, поэтому их предельная рабочая температура составляет 350 °С.

    Хромоникелевые стали аустенитного класса нашли широкое применение в различных отраслях машиностроения в качестве коррозионно-стойкого и жаростойкого конструкционного материала.

    Эти стали после закалки в воде, масле или на воздухе с 1000-1100 °С имеют однородную структуру аустенита. При этом достигается наиболее высокая коррозионная стойкость в окислительных средах в сочетании с хорошей пластичностью при умеренной прочности.

    Наибольшее распространение в технике получили стали марок ст.12Х18Н10Т, ст.08Х18Н10Т и ст.10Х17Н13М2Т, имеющие высокую коррозионную стойкость в большом диапазоне агрессивных сред и отличающиеся хорошей технологичностью (свариваемостью, штампуемостью).

    Сталь марки ст.12Х18Н9 склонна к межкристаллитной коррозии, поэтому после закалки её нельзя нагревать выше 400 °С, т.е. практически нельзя сваривать различными методами сварки, за исключением точечной.

    Стали с низким содержанием углерода (маркист. 03X18Н11 и др.) менее склонны к межкристаллитной коррозии, они имеют повышенную коррозионную стойкость в азотной кислоте высоких концентраций и в других агрессивных средах, хорошую свариваемость, пластичность, высокую способность к полированию.

    Для уменьшения склонности хромоникелевых аустенитных сталей к межкристаллитной коррозии в состав стали вводят также титан и реже ниобий (марки ст.08Х18Н10Т, ст.12Х18Н10Т, ст.08Х18Н12Б и др.). Эти стали можно успешно использовать для сварных конструкций, работающих в агрессивных средах.

    Положительное влияние на увеличение коррозионной стойкости сталей в ряде сред (органические кислоты, морская вода и др.) оказывают добавки молибдена (2-4%). Однако стали, содержащие молибден (марки ст.08Х17Н13М2Т, ст.10Х17Н13М2Т и др.), обладают склонностью к охрупчиванию в результате нагрева при 600-750 °С и имеют более низкую коррозионную стойкость в условиях действия азотной кислоты повышенных концентраций, чем хромоникелевые стали.

    Хромомарганцевоникелевые аустенитные сталиДля экономии остродефицитного никеля взамен хромоникелевых аустенитных сталей выпускаются хромомарганцевоникелевые стали, где часть никеля заменяется марганцем.

    Хотя коррозионная стойкость хромомарганцевоникелевых сталей несколько ниже, чем сталей, содержащих 18% хрома и 10% никеля, они широко применяются в промышленности для изготовления бытовых приборов, пищевого оборудования, установок для сжиженных газов и т.д. Хромомарганцевоникелевые стали марок ст.10Х14Г14Н4Т и ст.07Х21Г7АН5 применяют в качестве криогенного материала при температурах -196 °С, -253 °С.

    Коррозионно-стойкие (кислотостойкие) сплавы на железоникелевой и никелевой основе.При изготовлении химической аппаратуры, работающей в агрессивных кислотных средах (в серной, соляной, азотной, фосфорной кислотах и их смесях различной концентрации) при различных температурах необходимо применять материалы с более высокой коррозионной стойкостью, чем нержавеющие стали. Для этих целей используют кислотостойкие сплавы на железоникелевой и никелевой основах.

    Сплавы на железоникелевой основе применяются для изготовления сварных конструкций в целлюлозно-бумажной промышленности, производстве минеральных удобрений и в других отраслях техники при работе в серной кислоте различных концентраций и других агрессивных средах.

    Сплавы на никелевой основе, содержащие большое количество молибдена, применяют в особо агрессивных средах (в соляной, серной, фосфорной, концентрированной уксусной и других кислотах) при повышенных температурах.

    Металлопрокат от ГП Стальмаш, ООО [открыть для просмотра]

    yaruse.ru

    Коррозия стали: как и почему

    Коррозия стали и ремонт повреждений, связанных с ней, являются мировой проблемой на сотни миллиардов долларов в год. Однако цена коррозии – это даже больше, чем просто финансовые расходы. Это – потеря природных ресурсов, ужасные катастрофы и многие другие косвенные убытки.

    Снизить убытки от коррозии

    Коррозия – это природное явление, которое никогда нельзя полностью избежать. Однако и то, что нельзя ничего сделать – тоже не правда. Применение адекватной защиты от коррозии стали в самом начале проекта, например, горячего цинкового покрытия, может значительно снизить эти громадные ежегодные убытки от коррозии.

    Защита стали от коррозии

    Самая простая защита стали от коррозии – горячее ее цинкование. Горячее цинкование стали уже более 100 лет широко применяется в огромных промышленных масштабах для защиты стали от коррозии. Однако и в настоящее время появляются все новые рынки для его применения. Сначала горячее цинкование считалось только средством защиты от коррозии. Сейчас его применяют и по многим другим причинам:

    • низкая начальная стоимость,
    • прочность,
    • долговечность,
    • доступность,
    • многообразие,
    • экологичность и даже
    • эстетичность.

    Процесс коррозии металлов

    Коррозия, которую для стали часто называют просто ржавлением, является тенденцией всех металлов вернуться к своему естественному состоянию – исходной руде с более низким энергетическим состоянием. Металлическая коррозия – это электрохимический процесс в том смысле, что он включает и химические реакции, и поток электронов. Базовым электрохимическим процессом, который движет процессом коррозии, является гальваническое действие, в котором ток вырабатывается внутри за счет физических и химических реакций, протекающих между компонентами гальванической ячейки.

    Гальваническая коррозия

    Существует два основных типа гальванических ячеек, которые приводят к коррозии:

    • биметаллическая пара и
    • концентрационная ячейка.

    Биметаллическая пара (рисунок 1) похожа на батарею, состоящую из двух различных металлов, погруженных в электролитический раствор. Электрический ток (поток электронов) возникает, когда два электрода соединяются наружной непрерывной цепью.

    bimetallicheskaya-paraРисунок 1 – Биметаллическая гальваническая пара

    Концентрационная ячейка состоит из анода и катода одинаковых металлов или сплавов, а также обратной электрической цепью. Электродвижущая сила обеспечивается разницей в концентрации растворов, контактирующих с металлами.

    Для возникновения коррозии в гальванической ячейке должны быть четыре следующих необходимых элемента.

    • Анод. Электрод, на котором отрицательные ионы разряжаются, а положительные ионы образуются. Могут также происходить другие окислительные реакции. Коррозия проходит на аноде.
    • Катод. Электрод, на котором положительные ионы разряжаются, а отрицательные ионы образуются. Могут также происходить другие восстановительные реакции. Катод защищен от коррозии.
    • Электролит. Проводящая среда, в которой поток электронов сопровождается движением вещества. Электролиты включают водные растворы кислот, щелочей и солей.
    • Обратная электрическая цепь. Металлическая цепочка, связывающая анод и катод. Часто проходит под покрытием по основному металлу.

    Исключение любого из этих элементов останавливает течение электрического тока, и коррозии не происходит.

    В так называемом гальваническом ряду металлы и сплавы располагают в порядке снижения электрической активности. Металлы наверху этого ряда являются «менее благородными» и  имеют бОльшую тенденцию терять электроны, чем металлы в нижней части этого ряда. Горячее цинковое покрытие как раз и использует это явление: цинк (анод) отдается в жертву ради защиты нижележащей стали (катода).

    Коррозия стали

    Процесс коррозии, который происходит на незащищенной углеродистой стали, может быть очень сложным из-за различий сталей по химическому составу и структурному состоянию, присутствия примесей, наличия остаточных напряжений, а также различного воздействия окружающей среды.

    На рисунках 2а, 2б и 2в показан процесс образования и смены катодных и анодных областей ржавеющей на воздухе стали.

    obrazovanie-rzhavchiny-na-staly-1

     

    Рисунок 2а — На поверхности стали образуются «мозаика» из микроскопических участков – катодных и анодных. Они соединяются электрически друг с другом через сталь под ними.

     

    obrazovanie-rzhavchiny-na-staly-2

    Рисунок 2б — Влага в воздухе замыкает электрическую цепь между анодами и катодами. Из-за различий в потенциалах начинает течь электрический ток с разрушением анодных участков. Ионы железа, которые образуются на анодах, реагируют с кислородом воздуха и образуют чешуйчатый оксид железа, известный как ржавчина.

     

    obrazovanie-rzhavchiny-na-staly-3

    Рисунок 2в — Когда анодный участок  корродирует, на нем возникает новый материал другого состава и структуры. Это приводит к изменению электрических потенциалов и смене расположения катодных и анодных участков. Со временем ранее не тронутые коррозией участки тоже начинают подвергаться коррозии, и вся поверхность стали становится ржавой. Это продолжается до тех пор, пока вся сталь полностью не превратится в ржавчину.

    Скорость коррозии металлов зависит от таких факторов, как температура, влажность, рН электролита, электрического потенциала металла и электрического сопротивления анодных и катодных участков.

    Источник: http://www.galvanizeit.org

    steel-guide.ru