Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 [ 26 ] 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63

соответствует логарифмический закон роста пле[[ки: jf = klgx + const.

Такая зависимость наблюдается, например, для окисления меди при температурах ниже 100° С, тантала до 150° С, алюминия, никеля, цинка до 300° С. Но окисление многих металлов (Fe, Л1, Ti, Си, Mg, Zn, Та, Мо и др.) в зависимости от внешних условий (температуры, состава газа, времени контакта) происходит по разным законам).

Влияние температуры и состава среды на скорость газовой коррозии. С повышением температуры скорость газовой коррозии практически во всех случаях повышается (табл. 8).

Таблица 8

Скорость газовой коррозии металлов в некоторых средах, г/м=-сут (по Гатфильду)

Металл

Атмосфера, "С

HjO (пар)

Fe Сг Ni Со Си W

511 4,7 9.6 37,0 120 412

1243 22,0 28,0 931,0 439 3762

622 0,5 0,3 8,0 33,0 21.0

575 12,0 14,0

1792

587 2,7 3.9 27,0 65,0 139,0

1133

13,0

36.0

354 1,6

598 1.3

5000 32,0 &37 1633

Зависимость скорости коррозии от температуры выражается уравнением

Приведеи[юе соотношение может быть осложнено или нарушено, если с изменением температуры изменяется структура или свойства металла или образующейся на нем пленки.

Рассмотрим некоторые наиболее частные случаи газовой коррозии.

Газовая коррозия железа, стали, чугуна и других металлов и сплавов. Среди других примеров газовой кор-

розии представляет интерес окисление железа, железоуглеродистой стали и чугуна. При нагревании выше 600° С железо и углеродистая сталь покрываются пленкой- окалиной, имеющей сложное строение. Толщина слоя различны.х оксидов зависит от температуры, времени коррозии и состава газовой среды. Наиболее близкий к железу слой оксида железа (II) обладает лучшими защитными свойствами. Остальные слои имеют поры и трещины и легко отслаиваются. В стали наряду с окислением железа происходит взаимодействие карбида железа с кислородом воздуха и кислородсодержащими веществами:

FegC-f 02:[t3Fe--C02 FesC-I- C02:3Fe--2CO FesC -f H2O 3Fe .f CO -- H2

В результате поверхностный слой обедняется углеродом, что приводит к изменению структуры сплава и ухудшает его механические и антикоррозионные свойства. Содержание примесей марганца, серы, фосфора не •оказывает заметного влияния на коррозию ста.

Сталь и чугун обезуглероживаются также в среде водорода с образованием метана:

Fe3C-(-2H23Fe-(-CH4

Этот вид газовой коррозии, называемый водородной. наблюдается при взаимодействии водорода с железоуглеродистыми сплавами при высоких температурах и дав- лениях, например в колоннах синтеза аммиака (процесс синтеза аммиака ведут при 450-550° С и давлении 25- 100 МН/м2). Для предупреждения обезуглероживания стали при высоких температурах применяют лесирован-ные стали. В качестве легирующих добавок вводят элементы, способные образовывать карбиды, более стойкие по отношению к водороду, чем цементит РезС.

Карбонильная коррозия - процесс разрушения металлов при взаимодействии их с оксидом углерода (II), который при высоких давлениях и температурах, как, например, в процессах получения синтетических спиртов (метилового, бутилового и др.), молст образовывать с

металлами легко возгоняющиеся кабонилы:

Me--nCO:jtMe (С0)„

Для железа реакция идет с образованием пентакар-бонила железа:

Fe-l-5(CO):;tFe(CO)5

Пентакарбонил железа Fe(C0)5 - жидкость, кипящая при 102" С, пары ее полностью диссоциируют на Fe :и СО при давлении 0,1 МН/м и температуре выше 140° С.

При карбонильной корроз1ш происходит разрушение поверхностного слоя металла и разрыхление его на глубину до 5 мм. В качестве предупредительных мер в состав стали вводят легирующие добавки. Однако необходимо заметить, что никель при взаимодействии с оксидом углерода (11) образует легкокппящнй тетракарбоиил никеля Ni(CO)4.

Не подвержены карбонильной коррозии хромистые стали с содержанием 30% Сг, хромоникелевые стали (23% Сг и 20% Ni) и марганцовистые бронзы при температуре до 700° С и давлении до 35 МН/м.

Коррозии под действием хлора ихлороводорода подвержены практически все металлы и сплавы. Образующиеся в результате такого взаимодействия хлориды металлов типа МеСЬ или МеС1з плавятся или разлагаются при повышении температуры. Реакция взаимодействия Me-fСЬМеСЬ носит экзотермический характер, и поскольку при этом скорость отвода теплоты может быть ниже скорости реакции, то металлы в токе хлора горят, вот почему этот вид коррозии принципиально отличается от воздействия других газовых сред (рис. 43).

Наиболее стойкие по отношению к хлору и хлорово-дороду никель, хромоникелевые стали, свинец. Объясняется это тем, что взаимодействие этих металлов с хлором не сопровождается экзотермическим эффектом и образующиеся пленки обладают защитными свойствами.

JDDO 800 600

200-

100 2t

300 т 500 600 700 800 Темперищура, °С

Записимость скорости металлов от температуры в атмосфере сухого хлора:

/ - алюминий; 2 -серый чугун; 3 - медь; 4 - сталь углеродистая; 5 - железо Армко; 6 - сталь 10XI8H10T; 7 - никель

Рис. 43. коррозии