Исследование скорости окисления металлов при высоких температурах

В книге освещены проблемы и современное состояние борьбы с коррозией аппаратуры и машин в химической, нефтеперерабатывающей и смежных с ними отраслей промышленности. Описаны исследование коррозии металлов в условиях теплопередачи применение электросварных труб в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленностях катодное наводороживание и коррозия титана и его а-сплавов в различных электролитах влияние водорода на длительную прочность сталей влияние пластической деформации на водородную стойкость сталей о методике определения температурных границ применения конструкционных сталей в гидрогенизационном оборудовании влияние водорода при высоких температурах и давлениях на механические свойства металлов защитные свойства плакирующего слоя стали 0X13 на листах стали 20К против водородной коррозии влияние твердости стали ЭИ579 на ее коррозионную стойкость в водородосодержащих средах влияние легирующих элементов на водородную коррозию стали влияние толщины стенки и напряжений на скорость водородной коррозии стали протекторная защита теплообменной аппаратуры охлаждаемой сырой морской водой коррозия углеродистой стали в уксусной кислоте и электрохимический способ ее защиты торможение коррозии стали Х18Н9 в соляной кислоте добавками пенореагента ингибиторы коррозии для разбавленных кислот ингибиторы коррозии стали в системе углеводороды—сероводород—кислые водные растворы сероводородная коррозия стали в среде углеводород—электролит и защитное действие органических ингибиторов коррозии ингибиторы коррозии в среде углеводороды—слабая соляная кислота коррозионно-стойкие стали повышенной прочности для химического машиностроения тепло- и коррозионно-стойкие стали для печных труб и коммуникационных нефтеперерабатывающих заводов коррозия в нитрат-нитритном расплаве при 500° С коррозионная стойкость сталей с пониженным содержанием никеля в химически активных средах коррозия нержавеющих сталей в процессе получения уксусной кислоты окислением фракции 40—80° С, выделенной из нефти коррозионные и электро-химические свойства нержавеющих сталей в растворах уксусной кислоты коррозия металлов в производстве синтетических жирных кислот газовое борирование металлов, сталей и сплавов для получения коррозионно- и эрозионно-стойких покрытий применение антикоррозионных металлизированных покрытий в нефтеперерабатывающей промышленности коррозия и защита стальных соединений в крупнопанельных зданиях. [c.2]

Кроме того, сравнение результатов электронографического исследования процессов роста окисных пленок на никелевых катоде и аноде подтверждает второстепенное значение электрического поля, устанавливающегося в слое окисла на металле при окислении в электрическом разряде. Предполагая ионный механизм перемещения компонентов реакции (ионов металла Ni + и ионов кислорода 0 ) в ранее образовавшемся окисном слое, естественно было бы ожидать, что электрическое поле будет повышать скорость перемещения ионов в соответствующем направлении. Так, на аноде электрическое поле должно было бы способствовать встречному движению ионов металла и ионов кислорода, т. е. приводить к ускорению утолщения пленки. Наоборот, на катоде электрическое поле должно было вызывать противоположный поток ионов, т. е. привести к разрушению окисного слоя и к восстановлению металла. Как показал опыт, катодное окисление приводит к значительно большему эффекту утолщения пленки, чем анодный процесс, что убеждает в неприменимости в этом случае обычных представлений об ионном механизме окисления. Повидимому, при пониженных температурах (так же как это показано В. И. Архаровым [10] для высоких температур) процесс окисления никеля совершается преимущественно вследствие диффузии атомов кислорода через решетку окиси никеля. [c.115]

ИССЛЕДОВАНИЕ СКОРОСТИ ОКИСЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ПРИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ [c.244]

Исследование скорости окисления металлов при высоких температурах> [c.107]

Несмотря на огромные трудности учета влияния указанных факторов на процесс окисления, все-таки имеется возможность наметить принципы конструирования жаростойких сплавов с точки зрения выбора основы сплава и легирующих элементов. Это возможно сделать на основе имеющихся физических и термодинамических параметров окислов и металлов (табл. 2), а также большого экспериментального материала по исследованию процесса окисления сплавов. В результате установлена роль рассмотренных выше факторов. Число этих факторов для многокомпонентных сплавов велико. Однако, если учесть, что скорость окисления наиболее жаростойких сплавов при высоких температурах описывается законом квадратичной параболы или близким к нему, то можно считать что весь процесс в целом контролируется в основном скоростью диффузии реагентов через окалину. [c.13]

Большое место в проводимых исследованиях уделяется разработке лабораторных методов испытания, позволяющих предсказать эксплуатационные характеристики смазочных материалов. Успешность этих методов в большой степени зависит от возможности раздельного изучения того или иного эксплуатационного показателя. Стойкость масел к окислению или эффективность антиокислительных присадок легко можно измерить по поглощению кислорода или по скорости возрастания вязкости и кислотности в стандартных условиях испытания. Агрессивность по отношению к подшипниковым металлам можно достаточно надежно предсказать на основании лабораторных испытаний, хотя механическое удаление пленки в результате трения может полностью изменить показатели, достигаемые при фактической эксплуатации. Способность масла вызывать ржавление отдельно или в сочетании со стойкостью к окислению можно достаточно надежно оценить различными методами, например стандартным методом испытания стабильности турбинных масел. Разработан ряд методов определения термической стабильности в условиях высоких температур и склонности к нагарообразованию (в воздухе). Однако эти методы не дают вполне удовлетворительных результатов при определении эксплуатационных характеристик гидравлических жидкостей или картерных масел. [c.41]

Окисление меди и ее влияние на окисление водорода послужило предметом ряда исследований. Медь легко окисляется с образованием поверхностного окисла, который при температурах до 175° по составу соответствует закиси меди, а при более высоких температурах основной его составной частью является окись меди. Реакция протекает наиболее быстро на границе раздела металл —окись. Скорость окисления повышается в присутствии водорода и достигает максимума при соотношении Н2 02= 1 1. Сравнение скоростей окисления меди со скоростями восстановления образующихся окислов при тех же самых парциальных давлениях показывает, что они сопоставимы, если температура реакции превышает 175°, т. е. что этот катализ представляет типичную реакцию, идущую через стадию образования промежуточного соединения с попеременным окислением и восстановлением металла. При температурах ниже 175° расходуется больше кислорода, чем необходимо для образования воды, и из экспериментальных данных следует. [c.124]

Смазочное действие минеральных и синтетических масел при граничном трении длительное время приписывали исключительнее поверхностно-активным веществам, способным адсорбироваться на границе раздела металл — масло. Исследования тяжелых режимов трения — при высоких нагрузках, скоростях и температурах — показали, что ориентированные слои поверхностно-активных соединений не способны предотвращать наиболее тяжелые формы износа — схватывание и заедание трущихся поверхностей. Успешное разобщение металлических поверхностей при этих режимах трения возможно только в том случае, если трение происходит в присутствии веществ, вызывающих химическое модифицирование поверхностей с образованием на них соединений, предотвращающих заедание или существенно снижающих интенсивность протекания этого процесса. Молчаливо принималось, что основная часть нефтяных смазочных масел — углеводороды — не принимает активного участия в процессах граничного трения. В ряде наших работ [1—3] была показана ошибочность подобной концепции и установлено, что углеводороды, являясь носителями естественной присадки — молекулярного кислорода, активно участвуют в процессах граничного трения, так как образование окис-ных пленок на поверхностях трения, предотвращающих непосредственное контактирование металлов (и их интенсивное заедание), происходит, по-видимому, как сопряженный процесс окисления металла и углеводородов. Поэтому важное значение имеют три фактора окислительная активность газовой среды, окисляе-мость углеводородов и условия переноса молекулярного кислорода к зонам трения. [c.108]

При температурах до 450° С механизм коррозии урана в водяном паре близок к механизму коррозии в воде, но при более высоких температурах процесс больше напоминает окисление урана в двуокиси углерода. Исследования показали, что при 100 С в результате прямой реакции паров воды с ураном (а не в результате вторичной реакции металла с водородом) образуется гидрид урана [1]. Было показано также, что при 100° С гидрид более стоек, чем металл [1]. Присутствие кислорода уменьшает скорость выделения водорода, а реакции урана с кислородом при этом не происходит [3]. При температурах выше 450° С гидрид урана неустойчив, и водород выделяется прямо в газовую фазу. С образованием плотной окалины при высоких температурах прочность и защитные свойства двуокиси урана возрастают (по крайней мере, на непродолжительное время). Как следствие, количество продуктов реакции за время более 100 мин оказывается наибольшим в температурном интервале 300—400° С, где скорость прироста массы составляет 10 г/(м Х Хч). При повышении температуры от 500 до 1200° С скорость реакции растет очень медленно. Лишь в одном исследовании наблюдалось заметное усиление коррозии урана при температуре фазового перехода —у в металле [21] (аналогичное поведение отмечалось в атмосфере двуокиси углерода). Сообщалось, что при температурах 500— 1200° С в периоды между 30 мин и 6 ч процесс описывается параболическим законом [22], но в другой работе [21] указывается, что этот закон справедлив лишь в течение 1—2 ч в области температур выше 880° С, а во всех остальных случаях окисление происходит по линейному закону. Из этого следует, что в течение первых 1—2 ч коррозия урана в водяном паре приближается к коррозии его в двуокиси углерода. При температурах ниже 700° С скорость коррозии в паре больше, чем в двуокиси углерода, а при более высоких температурах она примерно такая же или несколько меньше. [c.214]

При изготовлении образцов окисла на серебре встретилось затруднение при комнатной температуре на металле не образуется достаточно толстой окисной пленки. Образование такой пленки могло быть осуществлено в узком интервале температур 100—120°, когда скорость реакции металла с кислородом достаточно велика и вместе с тем окисел оказывается сравнительно устойчивым. При более высокой температуре окисел настолько неустойчив, что его приготовление возможно только при повышенном давлении кислорода. Так как в задачу исследования входило изучить окисел, возникающий при обычной температуре, то был использован метод окисления серебра в газовом разряде, где процесс протекал с заметной скоростью благодаря наличию активных частиц кислорода 0 , Од, О. [c.14]

Исследование состава водорода, полученного в окислительной стадии процесса, показало, что в нем содержится 0,7% СОг и 0,7% СО. Проведенные опыты показали, что взаимодействие мелкозернистого контакта ХТЗ-53, содержащего 2,6% окислов щелочных металлов с мелкозернистым зольным углем, не приводит к его спеканию при температурах до 920° С. Очевидно, это объясняется наличием зольных частиц угля между частицами контакта. При этих же температурах контакт спекается, если его воостанов-ление осуществляется газовым восстановителем. Отсутствие спекания контакта в восстановительной стадии позволяло снизить температуру окислительной стадии до 650° С. Это дало возможность увеличить степень разложения пара и провести процесс с достаточно большими скоростями, используя катализирующее действие окислов щелочных металлов. Проведенные окисления при более высоких температурах приводило к спеканию контакта. Это объясняется наличием непосредственного соприкосновения между частицами контакта после отделения от него зольных частиц. [c.122]

Окисление магния под действием водяного пара при давлен НИИ 31—208 мм рт. ст. и температурах 425—575° С изучали Свек п Гиббс [540] (см. гл. 3). Оказалось, что скорость окисления изменяется линейно, и что прн всех условиях единственным образующимся окислом является MgO. Эти особенностн определяются высоким давлением пара магния при температзфах выше, скажем, 500° С и пористостью окиси магния. Прн 425— 500° С во всем исследованном интервале давления реакция взаимодействия, можно сказать, развивается на самой поверхности металла или непосредственно около нее. По мере снижения давления испарение металла, по-видпмому, отодвигает реакцию все дальше от поверхности металла в полном соответствии с постепенным ростом энергии активации до уровня, близкого к величине теплоты возгонки металла. При 500— 575° С и более высоком давлении водяного пара реакция развивается по расщелинам между отстающей окалиной и металлом, так что давление, по-видимому, уже не влияет на величину энергии активации. При наивысших температурах и умеренном давлении атомы магння ускользают из окисного покрытия, так что реакция протекает либо в газовой фазе, либо на стенках аппаратуры магний конденсируется и на внутренней поверхности окисного слоя, образуя как бы чехол, из которого можно вынуть остальной металл после его охлаждения. [c.371]

В результате исследований [101 —116] установлено, что взаимодействие N0 с Оз не является полностью го" могенным процессом. Оказалось, что в области низких температур (Г 300°К) эта реакция катализируется такими неспецнфпческими катализаторами, обладающими высокими удельными поверхностями, как алюмогель, силикагель или активированный уголь [101 —114]. В области умеренных температур (Г -- 600°К) скорость реакции возрастает в присутствии металлов платиновой группы [115]. Однако при отсутствии катализаторов окисление N0 кислородом протекает в основном в газовой фазе. Результаты опытов, осуществленных в обычных экспериментальных условиях, т. е. без участия катализаторов, в основном согласуются с результатами Боденштейна и сотр. [73—76]. Вместе с тем в ряде работ [78, 80, 86, 88, 89, 91, 93, 94, 122—126] были установлены данные, указывающие на более сложный характер реакции (1.49). j [c.33]