ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Защита оборудования от коррозии из "Производство соды" В качестве конструкционных материалов при изготовлении аппаратуры для производства кальцинированной соды аммиачным способом традиционно применяли серый чугун и углеродистую сталь. Впоследствии на основании опыта эксплуатации все производственное оборудование изготовляли из чугуна, который отличался удовлетворительной стойкостью. [c.208] Следует также отметить, что в химической промышленности применение ингибиторов ограничено вследствие их малой эффективности в парогазовой фазе и на границе раздела фаз. [c.209] Введение стадии предварительной очистки рассола, предкар-бонизация, увеличение производительности оборудования значительно усиливают коррозионный износ металла, что вызывает острую необходимость замены чугуна более коррозионно-стойкими материалами. Применение новых конструкционных материалов стало необходимым и для реализации технологии переработки ВМР содового производства. [c.209] Особое значение приобретает борьба с коррозией в настоящее время в связи с повышенными требованиями, предъявляемыми к качеству продукции, а именно снижение содержания железа в кальцинированной соде. Продолжительность службы оборудования, его эксплуатационная надежность, производительность, а также качество получаемой продукции в значительной степени зависят от коррозионной стойкости конструкционного материала. Поэтому в содовом и смежных производствах (хлоридов кальция, аммония и др.) в качестве конструкционных широко применяют нержавеющие стали и титановые сплавы. [c.209] Общеизвестно, что процессу коррозии в основном подвергается поверхностный слой металла, поэтому для изготовления химических аппаратов можно рекомендовать поверхностно-легированные материалы, что существенно снизит стоимость аппаратуры. [c.209] Поверхностное легирование — это нанесение на конструкционную сталь специального защитного слоя, обладающего всеми антикоррозионными свойствами нержавеющей стали или титана. Легирование не должно ухудшать другие технологические или рабочие характеристики металла (материаловедче-ский принцип), существенно удорожать металл или делать его более дефицитным (экономический принцип), а также ухудшать соотношение остающихся природных запасов легирующего элемента с запасами железа (геохимический принцип). Этим трем принципам удовлетворяет способ поверхностного легирования. Не влияя на собственные объемные свойства металла, оно позволяет изменять коррозионную стойкость при расходе легирующего металла, ничтожном по сравнению с расходом материала на изготовление изделия [64]. [c.209] Таким образом, основным направлением антикоррозионной защиты оборудования содового и смежных производств является применение поверхностно-легированных конструкционных материалов. [c.209] Процессы коррозии чугуна и углеродистой стали в растворах отделения рассолоочистки неинтенсивны, что объясняется малым содержанием кислорода в насыщенном солевом растворе, щелочным характером среды (pH сырого рассола равен 8, очищенного — 10,7—10,8), а также отложениями солей жесткости на поверхности оборудования, соприкасающегося с сырым и отчасти с очищенным рассолом. [c.210] Однако в газовой фазе и на границе раздела фаз коррозия чугуна и углеродистой стали увеличивается. Это связано со свободным доступом кислорода, проникающим через тонкую пленку раствора на поверхность металла. В результате значительной коррозии подвергаются стальные крыши емкостей, участки поверхности над уровнем раствора сборников, смесителей, мешалок и трубопроводов. [c.210] Стальное оборудование, соприкасающееся с газами известково-обжигательных печей, разрушается под действием кислорода, содержащегося в газах, механических примесей, высокодисперсных частиц солей Na l и NH4 I, продуктов сгорания органических веществ, паров воды. При охлаждении газа конденсируются пары воды, образующие с SO2 слабую сернистую кислоту, а также устойчивый аэрозоль хлоридов КО и Na l, плохо отделяемый от газа при его очистке. Этим и объясняется высокая агрессивность газов известково-обжигательных печей, которые вызывают коррозионный износ стальной аппаратуры, коллекторов газа, осадительных труб электрофильтров. [c.210] Наиболее интенсивны процессы коррозии в отделении фильтрации. Агрессивность растворов этого отделения обусловлена воздействием маточной жидкости, содержащей до 180 г/л хлорида аммония, при pH 8 и кислорода воздуха. Коррозия обусловлена беспрепятственным прониканием кислорода через тонкую пленку электролита к корродирующей поверхности, а также легкостью протекания катодного процесса кислородной деполяризации. [c.210] В отделении кальцинации коррозионное воздействие оказывают топочные газы и газ содовых печей, а также содовый раствор. [c.210] Газы дистилляции содержат ЫНз, СОг, водяные пары, некоторую долю кислорода, а также хлориды, уносимые из ТДС и КДС. Они вызывают интенсивную коррозию, и прежде всего теплопередающих поверхностей. [c.211] Наиболее интенсивной коррозии подвержены чугунные трубы ХГДС. В результате конденсации малого количества влаги флегма ХГДС более концентрированная (содержит большое количество ЫНз и СОг), чем флегма КДС, что усиливает коррозию теплообменных труб. [c.211] Данные о применении новых конструкционных материалов на зарубежных содовых заводах весьма ограниченны. Имеются сведения о замене на американском содовом заводе (г. Сиракузы) в КДС чугунных труб на титановые, а в ХГДС — на алюминиевые. [c.211] Влияние структуры и фазового состава диффузионно-легированного металла на его защитные свойства. Исследовано влняние структуры и фазового состава на защитные свойства диффузионного слоя на сталях, содержащих от 0,042 до 0,64 % углерода. Поверхностному легированию и последующему сравнительному исследованию были подвергнуты, с одной стороны, рекомендуемые для такой обработки сталь, содержащая 0,04 % углерода, и специальная сталь, содержащая 0,1 % С, 1,0 % Т1 [65] (далее они для краткости объединяются общим названием малоуглеродистые), а с другой, обычные углеродистые стали 20, 35, 45, У7А, традиционно считающиеся непригодными для поверхностного легирования. [c.211] При хромировании малоуглеродистых сталей образуется идеальный легированный слой, толщина которого 200— 220 мкм. Он характеризуется однородной структурой сс-твер-дого раствора концентрация хрома на внешней стороне слоя ж35%, к внутренней стороне она плавно снижается до 10— 15% (ат.). [c.211] На углеродистых сталях поверхностный слой в 4—5 раз тоньше. Однако концентрация хрома даже на внутренний его стороне составляет не менее 60%. а на внешней достигает 70 % для стали 20 и 85% — для стали У7А. Внутренний слой — относительно тонкая зона, насыщенная углеродом, — а-твердый раствор внешний слой — карбидный с повышенной микротвердостью. Результаты испытаний на содовом заводе показали, что даже при оптимальном режиме диффузионного легирования хромом ни один хромированный образец железа армко или специальной стали с титаном не выдерживают испытания в де-карбонаторе (раствор карбоната — гидрокарбоната натрия) в течение 40 сут. Все образцы поражены точечной коррозией. В то же время диффузионно-хромированные образцы углеродистых сталей точечных поражений не имели, а у образцов стали 45 и У7А коррозия была настолько низкой и стабильной, что при имеющейся толщине легированного слоя срок службы в тех же условиях мог быть не менее 10 лет. [c.212] Глубокая пассивируемость слоя на диффузионно-легированных сталях 10, 20, 45, У7А неограниченно долго сохраняется при температуре кипения растворов, причем медленнее всего растворяется массивный легированный слой на стали У7А (в 10 и более раз медленнее, чем на стали 10). Таким образом, при повышении содержания углерода в стали с 0,04 до 0,7 % монотонно возрастает и пассивируемость поверхностного легированного слоя, а также его коррозионная стойкость в пассивном состоянии. [c.212] Вернуться к основной статье