Показатели скорости коррозии

Показатели скорости коррозии.

1. Скорость коррозии:

   K=∆m/F*τ                                                                     г/м²час (сут,год)

∆m  - уменьшение массы материала в следствии коррозии,

  F - поверхность,

  τ  - время.

2. Глубина коррозии (П):

     П=8,76*К/ρ                                                                  мм/час (год,сут)

Рекомендуемые материалы

8,76 – стандартный переводной коэффициент,

    К    - скорость коррозии,

      ρ  - плотность материала.

Этот показатель используется только для характеристики местной коррозии.

Все материалы и все сплавы применяемые в химической машиностроении делят по десятибалльной шкале коррозийной устойчивости. Не зависимо от какого металла но в зависимости от агрессивности среды.

В химическом машиностроении следует брать до 5 балла, иногда до 6.

Металлы и сплавы:

Сталями называются материалы, которые содержат более 45% железа.

Н – никель,                           С – кремний,

Х – хром,                               Б – ниобий,

М – молибден,                      А – азот,

Т – титан,                               Г – марганец,

Д – медь,                                Ю  - алюминий,

В – вольфрам,                        Ф – ванадий.

10Х18Н10Т: цифра стоящая после буквенного обозначения указывает на среднее содержание этого компонента в процентах (%). Цифра стоящая перед первым буквенным обозначением показывает содержание углерода стали в сотых долях процента.

Если после буквенного обозначения не стоит никакой цифры, то это обозначает содержание легирующего элемента менее 2 % (масс).

0Х18Н10Т: содержание углерода меньше 0,01% Если цифры 0 вообще не стоит впереди, то содержание углерода находится в пределах от 0,01-0,001.

Примеры возможных областей применения металлов и сталей

0Х13    3Х13    2Х13Н4Г9    1Х13Н3

 Х13     4Х13    Х14Г14Н

2Х13     Х14     Х14Г14Н3Т

Эти стали используются для работы в агрессивных средах, при температуре до 30^о С.

Все растворы солей, за исключением фторсодержащих; азотная кислота; некоторые водные растворы органических кислот; атмосферные условия.

1Х17Н2    0Х17Н10Т

2Х17Н2    2Х18Н9

Х25Т          Х18Н10Т

Х17Н7Ю    Х16Н15М3Б

Эти стали предназначены для работы в средне-агрессивных средах: водные растворы солей всех концентраций; органические за исключением уксусной щавелевой; растворы органических и неорганических солей, за исключением фторсодержащих. Температуры до 500^о С, давление близко к атмосферному.

0Х17Н16М3Т: эта сталь предназначена для работы с жидкостями повышенной агрессивности: муравьиная и уксусная кислота. Температуры и давление любое.

0Х23Н28М2Т: эта сталь предназначена для работы с серной кислотой приблизительно до 20 % и температурой не больше 60^оС. Растворы фосфорной кислоты всех концентраций; водные растворы солей содержащих ион фтора; все водные растворы солей органических кислот.

0Х23Н28М3Д3Т: эта сталь предназначена для работы  с серной кислотой всех концентраций и любых температур. Давление до 80 атмосфер.

Показатели по которым оценивают материал:

1. коррозионная устойчивость;
2. температурная устойчивость;
3. давление;
4. цена или стоимость;
5. механические свойства.

Области применения углеродных металлов:

1) Углеродистая сталь. Весьма стойки в слабощелочных средах; устойчивы к воздействию атмосферного воздуха; весьма устойчивы в растворах фосфорной кислоты; устойчивы в разбавленных растворах соляной и азотной кислот, но не в их смеси; устойчивы в растворах концентрированной серной и азотной кислот.

2) Чугун. Обладает хорошими литейными характеристиками. Коррозийная устойчивость на 1,2 балла больше, чем у углеродистой стали. Из него изготавливают котлы, аппараты с мешалками, отдельные детали и узлы, которые подвергаются высоким механическим нагрузкам.

3) Лигированный чугун. Он обладает повышенной химической стойкостью к агрессивным средам; повышенная жароплотность.

4) Хромистые чугуны. Которые содержат до 30 % хрома. Они являются очень устойчивыми в условиях соляной, серной, уксусной кислоты. Недостаток: очень хрупкие. Из этих чугунов изготовляют емкости для хранения этих веществ.

Цветные металлы:

1. Медь .

Достоинства: высокая удельная теплоемкость; способность сохранять свои механические свойства при пониженных температурах, хорошая обрабатываемость.

Недостатки: Низкая температура плавления; низкая механическая прочность при повышенных т6емпературах; низкая коррозионная устойчивость в агрессивных средах.

1. Алюминий.

Достоинства: Легкий, хорошо механически обрабатывается; сохраняет свои механические свойства до температуры    -100^оС; обладает повышенной стойкостью в кислых средах.

Недостатки: низкая механическая прочность; используется в производстве НNO₃любой концентрации, до температуры 200^оС.

Используют сплавы меди с алюминием.

1. Свинец.

Достоинства: хорошо поддается механической обработке; низкая температура плавления; большой удельный вес; как индивидуальный применяется редко, а используют как футировочный материал; стоек в разбавленных растворах серной кислоты.

1. Никель.

Достоинства: высокая механическая прочность; механически хорошо обрабатывается; способен сохранять высокие механические свойства до 1000^оС; самостоятельно применяется редко из-за высокой стойкости. Используют его как легирующий компонент в сталях и сплавах, либо используют как футировку. Стоек к действию щелочных сред; стоек к действию всех органических кислот.

1. Титан.

   По своим механическим  характеристикам не уступает стали. Малый удельный вес. Хорошо поддается механической обработке; легко сваривается. Устойчив к действию азотной кислоты любых концентраций. Устойчив к действию серной кислоты (40-50%); устойчив к действию растворов трехвалентного железа, растворов соляной кислоты, бромной кислоты любых концентраций.

Способен выдерживать коррозионные свойства и механические характеристики до температуры 600^оС. Как индивидуальный металл применяется часто: в производстве соляной кислоты, в электрохимических производствах.

1. Тантал.

Примерно в 1,5-2 раза устойчивее, чем титан. Самостоятельно применяется редко, т.к. очень дорогой. Устойчив к действию: азотной, соляной, фосфорной кислот практически всех концентраций. Из него изготавливают фольгу до 0,5 мм.

Неметаллические конструкционные материалы делят на :

· Материалы естественного происхождения;

· Материалы искусственного происхождения.

К естественным относят:

- асбесты (в его состав входят : оксид кремния, МgO, FeO, Fe₂O₃, небольшая частьAl, а остальное вода). Из асбеста изготовляют волокно, канаты и т.д.  В природе встречаются 2 вида асбестов,- один стоек в кислотных средах, другой - в щелочных. Из порошкообразного асбеста изготавливают термостойкие металлы. Асбест иногда вводят в состав бетона.

- Каменное литье. Эти материалы используются как кислотоупорные. Из них изготовляют кислотоустойчивые плиты и блоки. Эти материалы практически не имеют внутренней поверхности. Плиты и блоки используются как кислотостойкая футеровка, которая может работать при температуре до 1500^оС. При повышенных температурах вышеперечисленные кислотоустойчивые материалы, являются нестойкими к действию щелочей. Из каменного литья часто изготовляют трубы, фасомные части: тройники, переходники и т.д.

- Минералы кварциты. Стоек к действию любых кислот, кроме плавиковой. Не устойчив к действию щелочей.

Искусственные материалы:

- Резина. Синтетический каучук с черной сажей. Из резины изготовляют уплотнения, прокладки (давление до 25 атм.). Резину никогда не используют в работе с серной кислотой, а используют с азотной, соляной, фосфорной. Изготовляют емкости для хранения ртути.

- Маслостойкие резины. Используются, как транспортный трубопровод, уплотнение; в производстве органических продуктов, как синтетические и жирные…

- Эбонит. Для изготовления небольших емкостей низко концентрированных растворов кислот.

- Полиэтилен (полипропилен). Используется в основном для футеровки, для тех аппаратов, в которых процесс протекает при низких температурах. Устойчивы к действию всех минеральных кислот и солей; Устойчивы к действию щелочей. Нельзя хранить перикись водорода.

- Фторопласт. Способен выдерживать температуру до 250^оС. Коррозийно стоек к действию всех минеральных кислот, солей и щелочей.Относительно стоек к действию  органических кислот. Как индивидуальный материал не используется, а только как футеровочный.

Диаграмма стойкости металлов в щелочной среде.

1. Используемые материалы: обыкновенный чугун, углеродистая сталь, Ni, медь, винипласт, полиэтилен, резина, краткосрочно стекло.

2. Щелочестойкие чугуны  (марки С, Ч, Щ), стали 0Х18Н10Т, Н7ОН27, цирконий, фторопласт, никель.

3. Щелочестойкие чугуны  (марки С, Ч, Щ), стали 0Х18Н10Т, до 150^оС фторопласт.

4. Никель, стали Н7ОН27, серебро, цирконий, платина, щелочестойкие чугуны.

5. Серебро,  до 150^оС фторопласт, щелочестойкие чугуны, никель, сталь О8Х18Н10Т.

Диаграмма стойкости металлов в серной кислоте.

1) Обыкновенные чугуны (марки Ч), медь, алюминий, свинец, фторопласт, фероселит, керамика, резина, полиэтилен и стекло.

2) Свинец, медь, феррокремний, стекло, фторопласт.

3) Ферокремний, свинец, фторопласт.

Люди также интересуются этой лекцией: 11 В какой области размеров специфические свойства дисперсных систем проявляются особенно интенсивно.

4) Ферокремний, медь, свинец, кислотостойкая керамика, сталь Н26М30Л.

5) Ферокремний, до 80^оС свинец, фторопласт до 150 ^оС, кислотостойкая керамика.

6) Кислотостойкие чугуны, углеродистая сталь, стекло-фторопласт, кислотостойкая керамика.

7) Тантал, платина,  фторопласт до 150 ^оС, стекло до 100 ^оС.

8) Тантал, фарфор, диабас.

9) Тантал, стали: 14Х21М5Т, О8Х21НМ2Т.