ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы ХИМИЧЕСКИ СТОЙКИЕ МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ Металлы и сплавы, стойкие в жидких средах и в газах при невысокой температуре из "Коррозия металлов Книга 2" При оценке способности материала противостоять коррозии всегда следует помнить, что коррозионное исследование —это изучение систем, включающих данный материал и агрессивную среду. В большинстве случаев материал, будь то технически чистый металл или сплав, участвующий как одна из фаз системы, не является полностью стойким против коррозии во всех средах. Многие из этих материалов были рассмотрены в предыдущих статьях, где внимание обращалось и на побочные факторы, влияющие на скорость коррозии. [c.135] Количественные данные для многих сплавов в различных средах можно найти в книгах Г. В. Акимов, Металлы и сплавы в химическом ап-паратостроении, ГНТИ, 1931 В. В. С к о р ч е л л е т т и, А. И. Шултин, Химическая стойкость сплавов на железной основе. Химически стойкие стали и чугуны. Справочная книга, Металлургиздат, 1938 Д. О. Славин, Е. Б. Ш т е й м а н. Металлы и сплавы в химическом машиностроении и аппаратостроении, Машгиз, 1951. Прам. ред. [c.135] Настоящий раздел состоит преимущественно из подобных таблиц. При пользовании таблицами следует помнить, что они основаны на поведении систем материал — жидкая среда , все- особенности которых не могут быть точно воспроизведены в каких-либо других подобных системах. [c.136] Форма таблиц выбрана на основании следующих соображений. [c.136] В настоящем разделе принята разбивка материалов на следующие три класса, в зависимости от их коррозионной стойкости. [c.136] Класс В. Материалы для менее ответственных изделий, когда некоторая коррозия может быть терпима. Средняя скорость коррозии лежит в пределах 0,0127—0,127 см1год. [c.137] Класс С. Материалы, которые обычно не считаются коррозионностойкими. [c.137] Примерами деталей, для которых нормально требуются материалы класса А, могут служить седла клапанов, оси и кольца насосов, небольшие пружины и т. п. Выбор материала основывается на нормальных требованиях к подобного рода деталям, а не на том, что может быть использовано за отсутствием лучшего. Для сильно агрессивных сред, например, для горячей концентрированной соляной кислоты, иногда приходится изготовлять ответственные части оборудования из материалов, которые заметно корродируют, и сменять эти части так часто, как это необходимо. Конечно, сам факт изготовления ответственной детали из некоторого материала еще не служит основанием для того, чтобы отнести его к материалам, класса А, если он не удовлетворяет требованию высокой стойкости (очень малого изменения размеров изделия при службе). Другими словами, класс А материалов всегда содержит наиболее стойкие материалы. Но и самый стойкий из существующих материалов не всегда может быть отнесен к классу А. [c.137] Примерами менее ответственных изделий, для которых допустимо некоторое разъедание, т. е. которые могут быть изготовлены из материалов класса В, являются резервуары, трубопроводы, корпуса клапанов, многие детали конструкций и т. п. И в этих случаях выбор материала основан на. обычных требованиях к подобного рода изделиям. Так как эти требования менее жестки, чем обусловливающие выбор материала класса А, то и выбор материалов класса В, соответственно, более прост. [c.137] Зачастую одна из неответственных деталей при определенных условиях может стать ответственной. Например, для пружин и других изделий, находящихся под напряжением, при отсутствии точечной коррозии или коррозионного растрескивания, можно допустить заметную общую коррозию, если толщина изделия сравнительно велика. Для изделий малого сечения. [c.137] Класс С объединяет материалы, корродирующие с большой скоростью, и материалы, которые, корродируя, загрязняют среду продуктами коррозии сверх допустимого предела. Вообще говоря, материалы, обычно являющиеся материалами класса В, могут оказаться материалами класса С, если данная среда не должна загрязняться продуктами коррозии. То же можно сказать о материалах класса А, хотя бы скорость коррозии их и была очень мала. Действительно, материал, который заметно корродирует, но дает при этом бесцветные, не ядовитые, не имеющие вкуса продукты коррозии, более желателен, чем материал почти вполне стойкий, но образующий продукты коррозии сильно окрашенные, ядовитые или нежелательные в другом отношении. Например, некоторые из высокохромистых сплавов в некоторых ваннах для электролиза можно оценить по скорости коррозии как материалы класса А однако они в действительности заслуживают оценки по классу С вследствие загрязнения электролита крайне нежелательными солями хрома. Вообще, влияние коррозии на загрязнение жидких сред зависит от отношения величины поверхности материала к объему жидкой среды. Материал, приемлемый для небольших ответственных деталей, может оказаться неприемлемым, недопустимо загрязнить среду, если его применить, например, для трубопроводов, резервуаров и т. п. Материал, неприемлемый для изделий, имеющих большие поверхности, часто может найти. применение для деталей, имеющих весьма малую поверхность. [c.138] ДЛЯ которых он особенно подходит с точки зрения физических или каких-либо других свойств. [c.139] Вероятность развития коррозии под напряжением также может быть причиной отнесения того или иного материала к классу С, несмотря на его вообще хорошую стойкость. Здесь снова применение материала определяет его оценку. Готовая деталь, не сохранившая остаточных напряжений, возникших в процессе ее обработки, и не подвергающаяся напряжениям во время службы, хорошо противостоит коррозии и может быть отнесена к классу В и даже к классу А. Если же в условиях службы действие агрессивной среды сопровождается и механическим напряжением, то оценка этого материала может измениться до класса С. [c.139] При рассмотрении материалов по данной классификации следует иметь в виду, что часто материалу дается определенная оценка в некоторой среде при определенных условиях, но тот же материал получает другую оценку в той же среде, но в иных условиях. Например, серый чугун обычно применяется для 94—98% серной кислоты, как горячей, так и холодной, и в этих условиях относится к классу В и даже к классу А. Однако тот же чугун нельзя рекомендовать для применения в горячей серной кислоте, содержащей избыточный серный ангидрид в этой среде материал должен быть отнесен к классу С. [c.139] Первоначально имелось намерение следовать обычной практике в оценке материала, основанной на поведении его в строго определенных идеальных условиях, а разрушение материала в производственных условиях объяснять некоторыми отступлениями от этих условий. Но в принятой затем и изложенной здесь классификации материалы класса А определялись как существенно не изменяющиеся при некотором отклонении условий от идеальных . Такое определение не является вполне однозначным, но оно более приемлемо, чем определение, основанное на поведении в практически редко осуществимых идеальных условиях. Например, чугун и углеродистая сталь обычно применяются для клапанов, трубопроводов и другого оборудования, подвергающегося действию 94—98 /о серной кислоты. Несмотря на это, они не отнесены к классу А для службы в серной кислоте в каких бы го ни было условиях, так как поведение этих материалов может существенно изменяться при случайных изменениях условий. В отсутствие воздуха, например, в клапанах трубопроводов, совершенно заполненных кислотой с обеих сторон, эти материалы дают исключительные результаты и могут даже применяться для седел клапанов и других ответственных деталей. Если же изделие может подвергаться переменному воздействию кислоты и влажного воздуха, то вследствие поглощения воды кислота разбавляется. [c.139] Граница между материалами классов В и С менее ясно выражена, чем между классами А и В (или между классами А и С), так как понятие допустимой скорости коррозии зависит от многих обстоятельств и различно для различных изделий. Для детали, которую можно легко отремонтировать или заменить на новую, как правило, допустима ббльшая скорость коррозии, чем для подобной же детали, служащей в той же среде, но установленной в менее доступных местах. Точно так же материал, приемлемый для опытных или временных установок, может оказаться непригодным для установок, условия работы которых нельзя точно контролировать и которые должны служить более длительное время. Материалы, вполне пригодные для безводного хлористого водорода в опытных заводских установках, могут оказаться совершенно непригодными для применения в той же среде в обычных промышленных условиях, где присутствие влаги не может быть полностью исключено. С другой стороны, для службы в очень сильно агрессивных средах может оказаться вынужденно необходимым применение таких материалов, скорость коррозии которых считалась бы чрезмерной, если бы речь шла о менее агрессивной среде. Так обстоит дело с соляной кислотой, для которой вообще имеется весьма мало материалов, относимых к классу А. В подобных случаях выбор материала должен делаться весьма осмотрительно с учетом особенных условий службы, так как, например, аэрация часто может изменить скорость коррозии материалов настолько, что они из класса достаточно стойких попадут в класс нестойких. Вообще говоря, материалы класса В будут отнесены к классу С в случае весьма неблагоприятных условий воздействия среды. Но если материалы класса В в отдельных случаях, в особо благоприятных условиях воздействия данной среды, даже и проявляют свойства, присущие классу А, они все же не будут отнесены к классу А. Точно так же материалы, отнесеннь е к классу С, при весьма благоприятных условиях могут приблизиться по свойствам к классу В II иногда применяются на практике. Но тот факт, что эти материалы обычно не применяются в данной среде, хотя они и равноценны в некоторых случаях по коррозионной стойкости применяемым материалам, все же не позволяет отнести их полностью к классу В. [c.140] Выбор материала для применения в тех или иных средах часто осложняется большим числом практически доступных марок. Многие из них более различаются по своим физическим свойствам, чем по коррозионной стойкости. Поэтому в настоящей части не дается оценки всех существующих материалов. Вместо этого материалы — металлы и сплавы — разбиты на типы (табл. А). За небольшими исключениями, которые отмечены особо, предполагается, что этот перечень, с точки зрения коррозионной стойкости, полностью охватывает все металлы и сплавы, применяющиеся в промышленности. К этим металлам и сплавам присоединены некоторые неметаллические материалы, без которых трудно обойтись в химической промышленности. [c.141] Данные о магнии, приведенные в таблицах, основаны в большинстве не на опыте заводской эксплуатации, а на лабораторных испытаниях, так как магний не находит широкого применения в химической промышленности вследствие малой стойкости. [c.141] В табл. А не указаны три металла цинк, кадмий и олово, что объясняется следующими соображениями. Цинк, подобно магнию, применяется для многих изделий, которые не подвергаются воздействию сильно агрессивных сред и не требуют поэтому специальной химической стойкости. Цинк и кадмий применяются как защитные покрытия на железе и стали (редко — на других металлах), но только в тех случаях, когда изделия подвергаются воздействию не сильно агрессивных сред. Олово, подобно цинку и кадмию, применяется в качестве защитного покрытия для других металлов, а также для труб для дестиллированной воды и газированных напитков кроме того, оно применяется в виде листов и фольги. Вообще же олово не является стойким материалом в средах, с которыми имеет дело химическая промышленность. [c.141] В табл. А также опущены органические покрытия (краски и лаки) по двум основным причинам. 1) Покрытие не может быть оценено только на основании его состава. Способ нанесения покрытия часто имеет большее значение, чем его состав. 2) Большинство защитных покрытий этого рода известно под фирменными названиями, а не по составу. Те же неметаллические материалы, которые употребляются в виде сравнительно толстых листов для футеровки металлических поверхностей,— в таблицы включены. Тип 25 (табл. А) и некоторые материалы из типа 24 могут служить примером. [c.142] Вернуться к основной статье