авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 |

Локальная коррозия оборудования из нержавеющих сталей при эксплуатации установок переработки нефти

-- [ Страница 2 ] --
Конц. в растворе, мг/дм3 Потеря массы, г/м2 сутки Среднее число питтингов Хар-ка самого глубокого питтинга V· 103, мм3 ПФ
Сl- SO42- S2O32-
h, мм d, мм
500 0 0 0,040 Питтинги отсутствуют
0 500 0 0,028
500 500 0 0,036
0 0 100 0,026
500 0 100 0,0075 3 0,008 0,103 0,330 503,1
0 500 100 0,215 10 0,22 0,480 25,450 480,5
5000 5000 100 0,492 22 0,028 0,148 0,252 26,7
5000 500 100 0,640 2 0,200 0,662 38,560 146,7
1000 1000 100 0,465 12 0,080 0,288 2,870 80,8
1000 500 100 0,170 12 0,240 0,992 38,110 663,0
500 1000 100 0,295 15 0,088 0,458 7,597 141,5
500 500 100 0,280 24 0,180 0,600 28,468 337,7
500 500 50 0,420 13 0,090 0,180 1,525 100,6
500 500 40 0,412 5 0,088 0,209 1,864 100,2
500 500 25 0,367 4 0,048 0,135 0,401 61,4
500 500 10 0,296 11 0,030 0,153 0,289 47,6
100 100 10 0,308 25 0,042 0,193 0,652 61,0
500 500 5 0,018 Питтинги отсутствуют*
100 100 5 0,159 Питтинги отсутствуют
500 500 2 0,018

*питтинги имеют место на торцах

В хлоридных, сульфатных и хлоридно-сульфатных растворах в отсутствие S2O32- питтинги на сенсибилизированной и закаленной стали за период испытаний не зафиксированы, что возможно связано с торможением катодного процесса из-за недостаточной концентрации деполяризатора – кислорода (проведение опытов в закрытом сосуде без перемешивания). В тиосульфатном растворе питтинги на стали не образуются, по-видимому, вследствие отсутствия ионов С1- и SO42-, инициирующих питтингообразование. Полученные данные согласуются с существующим представлениям о процессе питтингообразования на нержавеющих сталях и указывают на то, что тиосульфат-ион выступает в качестве катодного деполяризатора и стабилизатора питтинга по реакции:

S2O32- + 6Н+ + 4е- 2S0 + 3Н2О Е0 = 0,465В (1)

Об этом свидетельствуют результаты опытов, где питтинги инициированы хлоридами (или сульфатами) в присутствии тиосульфат-ионов. Нами впервые обнаружено, что питтинги в сульфатном растворе в присутствии S2O32- в несколько раз глубже, чем в хлоридном, даже при их большем количестве. Это, по-видимому, можно объяснить участием сульфат-ионов в катодных реакциях, стабилизирующих питтинг:

SO42- + 8Н+ + 6е- S0 + 4Н2О Е0 = 0,357В (2)

В хлоридных растворах (без сульфат-ионов) в присутствии тиосульфат-ионов с ростом концентрации С1- размеры питтинга увеличиваются, что совпадает с представлениями ряда авторов о роли хлор-иона в качестве подкислителя в формировании питтинга. Показатели питтингообразования на сенсибилизированной стали зависят как от абсолютных концентраций агрессивных ионов в растворах, так и их соотношений.

Полученные результаты являются наглядной иллюстрацией роли тиосульфат-иона не только как катодного деполяризатора, но и стабилизатора питтинга, усиливающего действие хлор- и сульфат-ионов при недостаточной концентрации последнего для пассивации питтинга (рис.2).

Рис. 2. Зависимость характеристик питтингов на сенсибилизированной стали 12Х18Н10Т от концентрации тиосульфат-ионов в модельных растворах конденсатов пропаривания при содержании хлор - и сульфат-ионов по 500 мг/ дм3:

а) глубина питтинга (h, мм); б) питтинговый фактор (ПФ).

В большинстве из исследованных растворов электролитов на закаленной стали 12Х18Н10Т питтинги не возникают.

Однако при их появлении ПФ и геометрические размеры для закаленной стали больше, чем для сенсибилизированной стали в одних и тех же электролитах. Это объясняется, прежде всего, тем, что общая скорость коррозии закаленной стали ниже, чем сенсибилизированной. Большая глубина питтингов на закаленной стали обусловлена различием числа образовавшихся питтингов: на закаленной стали процесс анодного растворения концентрируется в редких питтингах, в то время как на сенсибилизированной - распространяется на большее количество, тем самым приводя к уменьшению катодного тока, необходимого для развития и стабилизации питтинга, и соответствующему уменьшению их размеров.

Общие закономерности изменений в характеристиках питтингообразования в растворах электролитов при повышении рН раствора с 4,5 до ~6,8 с ростом концентрации S2O32- сохраняются. Однако геометрические размеры питтингов, образовавшихся при рН ~6,8, и ПФ больше, чем при рН ~4,5. Причин этого явления может быть несколько. При увеличении рН раствора могут тормозиться реакции 1 и 2, но и становится возможным протекание реакций анодного окисления тиосульфат-иона:

S2O32- +Н2О - 2е- SO42- + S0+2Н+ (3), или S2O32- +5Н2О -4е- 2SO42- +10 Н+ (4),

вызывающих закисление раствора в питтинге, а также серии других реакций с участием S0, приводящих к каталитическому растворению металла в питтинге: S0 + 2Н+ + 2е- Н2Sадс (5); Fe + Н2Sадс FeНS-адс + Н+ (6);

FeНS-адс FeНS+ + 2е- (7); FeНS+ + H+ Fe2+ + Н2Sадс (8).

Большое количество теоретически возможных реакций на поверхности стали и в глубине питтинга усугубляют сложность интерпретации полученных результатов, которая может носить только предположительный характер.

Из рассмотрения экспериментальных данных становится очевидным, что ПФ (или V) одновременно зависит от концентраций ионов и их отношений (от X и Z), т.е. зависимости вида ПФ (или V) = f (Х1,Х2,Х3) или

ПФ (или V) = f (Z1, Z2,Z3) не могут быть использованы для построения корреляционных зависимостей показателей питтингостойкости стали от состава агрессивного раствора. Наиболее правильным является представление искомых зависимостей в виде ПФ (или V) = f (Х1, Х2, Х3, Z1, Z2, Z3) (9).

Здесь: Х1,Х2,Х3 – концентрации, г-ион/дм3, соответственно, С1-, SO42- и S2O32-;

Z1 = [Cl-] / [SO42-], Z2 = [Cl-]/[S2O32-] и Z3 = [SO42-]/[S2O32-].

Аппроксимация экспериментальных результатов математическими зависимостями проведена с помощью векторно-матричной лаборатории МАТLАВ 6.5 с использованием метода сингулярного разложения матрицы исходных данных (оператор SVD), который обеспечивает наилучшую сходимость экспериментальных и расчетных результатов для прямоугольных (неквадратных) матриц. В массив данных, использованных для построения корреляционной зависимости вида (9) были включены данные опытов, в которых концентрации всех анионов отличны от нуля. Расчетные значения ПФ наиболее близки к экспериментальным по полиномиальной зависимости 4-ой степени (10). Разница составляет не более ±2% отн., что находится в пределах экспериментальной ошибки в определении ПФ.

Y = b1· x1 + b2· x2 + b3· x3 + b4 · z1 + b5 · z2 + b6 · z3 + b7 · x21 + b8 · x22 + b9 · x23 +

+ b10 · z12 + b11 · z22 + b12 · z32 + b13 · x13 + b14 · x23 + b15 · x33 + b16 · z13 + b17 · z23 + b18 · z33 + b19 · x14 + b20 · x24 + b21 · x34 + b22 · z14 + b23 · z24 + b24 · z34 (10),

где Y = ПФ или Y = V · 102, b1 b24 - коэффициенты полинома.

На основе формальных корреляционных зависимостей сложно делать выводы о преимущественном влиянии концентраций анионов и их соотношений на показатели питтингостойкости стали, но можно считать твердо установленным, что ПФ (и V) увеличиваются при росте концентраций хлор - и тиосульфат-ионов и отношений [Cl-] / [SO42-] и [Cl-]/[S2O32-] и уменьшаются при увеличении концентрации сульфат-иона и отношения [SO42-]/[S2O32-].

Предложенная методология оценки ПФ (или V) имеет определенные ограничения. На основании полинома (10) с наибольшей достоверностью может быть оценена вероятность появления питтингов в концентрационных пределах: С1- и SO42- от 100 до 1000; S2O32- от 5 до 100 мг/дм3, расширение которых в сторону значительного увеличения, или уменьшения резко снижает точность прогнозирования, особенно при Х и Z, выходящих за границы матрицы, использованной при определении коэффициентов b1 …b24, при этом по корреляционной зависимости можно оценивать только возможность появления питтинга (в основном, знак и порядок величин, иначе говоря, вероятность появления питтинга).

Электрохимические исследования стойкости сенсибилизированной стали 12Х18Н10Т к питтинговой коррозии в водных растворах электролитов (глава 4)

Результаты исследований стойкости сенсибилизированной стали 12Х18Н10Т к питтинговой коррозии в водных растворах электролитов электрохимическим методом ГОСТ 9.912 сведены в табл.2.

Таблица 2.

Электрохимические характеристики сенсибилизированной стали 12Х18Н10Т в водных растворах, содержащих Сl-, SO42-, S2O32-. рН ~ 4,5.

Условный № опыта Конц. в растворе, мг/дм3 Электрохимические характеристики (±0,03 В)
Сl- SO42- S2O32- Ecor, B Epc, B Eb, B Erp, B Epc, B Eb, B Erp, B
1 500 0 0 0,17 0,49 0,49 0,36 0,32 0,32 0,19
2 0 500 0 0,31 - 1,45 1,48 - 1,14 1,17
3 500 0 100 0,06 0,12 0,14 0,06 0,06 0,08 0,00
4 0 500 100 0,28 - 1,40 1,40 - 1,11 1,11
5 500 500 0 0,29 0,45 0,99 0,38 0,16 0,70 0,09
6 500 500 10 0,22 0,40* 0,94 0,09 0,18 0,72 -0,13
7 500 500 25 0,18 0,30* 0,87 -0,09 0,12 0,69 -0,27
8 500 500 50 -0,04 0,08 0,05 -0,06 0,12 0,09 -0,02
9 500 500 100 -0,02 0,02 0,03 -0,03 0,04 0,05 0,04
10 500 1000 100 -0,06 0,04* 0,02 -0,07 0,10 0,08 0,05
11 1000 500 100 -0,04 0,00 0,01 -0,04 0,04 0,05 0,00
12 1000 1000 10 0,14 0,45 0,66 0,33 0,31 0,52 0,19
13 1000 1000 100 -0,06 -0,05 0,01 -0,07 0,01 0,07 -0,01
14 250 750 50 -0,06 0,13 -0,02 -0,06 0,19 0,04 0,00
15 750 250 50 -0,03 -0,01 0,02 -0,05 0,02 0,05 -0,02
16 100 100 2 0,18 0,53 1,35 0,41 0,35 1,17 0,23
17 100 100 5 0,22 0,40* 1,47 0,00 0,18 1,25 -0,22
18 100 100 10 0,22 0,34* 1,08 0,00 0,12 0,86 -0,22
19 5000 500 100 -0,07 -0,05 -0,04 -0,08 0,02 0,03 -0,01
20 5000 5000 100 -0,11 0,11* 0,23 -0,11 0,22 0,34 0,00


Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.