Щелочная хрупкость металлов

Образование трещин происходит в паровых котлах при совместном воздействии на металл местных напряжений и щелочного концентрата котловой воды. Стимулятором развития щелочной хрупкости металла является присутствующий в котловой воде едкий натр. Для предотвращения щелочной хрупкости котельного металла необходимо устранить агрессивность воды, механические и термические напряжения, а также неплотности в швах и в вальцовочных соединениях котлов. [c.120]

Коррозионное растрескивание является распространенным видом коррозии (щелочная хрупкость металла паровых котлов, сезонное растрескивание деформированных латуней, растрескивание некоторых конструкционных и коррозионностойких, в частности, аустенитных хромоникелевых сталей). [c.62]

Для изучения некоторых мало исследованных факторов, влияющих на возникновение щелочных хрупких разрушений, а также для изыскания рациональных путей предупреждения аварий паровых котлов, обусловленных щелочной хрупкостью металла, в Центральном котлотурбинном институте (ЦКТИ) была создана лабораторная установка, позволяющая измерять как самоустанавливающийся потенциал образца, так и потенциал, навязанный путем поляризации от постороннего источника тока. [c.367]

Первое заключается в образовании коррозийно-механических трещин, нормальных направлению растягивающих напряжений. Характерным примером этого вида коррозии стали является щелочная хрупкость металла паровых котлов. Аналогичных случаев разрушения стали в строительных, в том числе и железобетонных, конструкциях не отмечалось. [c.50]

Примером подобного разрушения являются щелочная хрупкость металла паровых котлов [10, 12—14], сезонное растрескивание латуней [10, 15, 16], а также растрескивание некоторых конструкционных сталей [11, 16—30]. Некоторые среды, в которых установлено коррозионное растрескивание ряда металлов и сплавов, приведены в табл. 36. [c.253]

Местом возникновения опасных в отношении щелочной хрупкости напряжений является, как правило, слой металла, непосредственно примыкающий к заклепочному отверстию или вальцовочному соединению. Суммарное напряжение металла в этом [c.120]

Ингибиторная защита. Для уменьшения коррозионного растрескивания металла в замкнутых системах к циркулирующим в них растворам добавляют ингибиторы (замедлители) коррозии. Так, добавление фосфатов в воду, подаваемую на питание паровых котлов, предотвращает возникновение высоких локальных концентраций ОН , вызывающих щелочную хрупкость стали. Коррозия углеродистой стали, подверженной воздействию кипящего концентрированного раствора нитратов кальция и аммония, замедляется при добавлении в раствор хлорида или ацетата натрия. [c.453]

Впервые в практике КРН было обнаружено в клепаных паровых котлах. Напряжения на заклепках обычно превышают предел упругости, и в котельную воду для уменьшения коррозии добавляют щелочь. В щелях между заклепками и листовым металлом котла в процессе кипения концентрация котельной воды достигает уровня, достаточного, чтобы вызвать КРН, нередко сопровождающееся взрывом котла. Поскольку было обнаружено, что одним из коррозионных факторов является щелочь, эти аварии называли щелочной хрупкостью. С распространением сварных котлов и с улучшением обработки котельной воды КРН котлов встречается не так часто, однако не исчезло полностью, так как напряжения могут возникать и в сварных швах котлов, и в емкостях для хранения сильных концентрированных щелочей. [c.133]

При высоких температурах в щелочных растворах наблюдается смещение электродных потенциалов стали в сторону катода с увеличением концентрации, например, едкого натрия. Поэтому увеличение pH щелочных сред уменьшает возможность анодного растворения металла и увеличивает возможность наводороживания стали, которое, по мнению некоторых авторов [121], является первопричиной щелочной хрупкости. [c.20]

Подгорный И. Г. О щелочной хрупкости котельной стали. — В кн. Коррозия металлов и методы борьбы с нею, 1955, с. 87—114. [c.391]

Длительная прочность котельной стали в условиях действия агрессивной щелочной среды имеет большое практическое значение. Несмотря на то, что это явление в котельной практике обнаружено уже давно, и по настоящее время не существует единой точки зрения как на причины, вызывающие этот вид разрушения металла, так и на способы его предупреждения. Теоретическая сторона этого явления (его физико-химическая роль и механическая природа) до последнего времени во всех подробностях не изучена. Главные недостатки проводимых в этой области исследований — это их неполнота и изолированное изучение роли отдельных факторов, чтО не позволило установить комплексное влияние упомянутых факторов на явление щелочной хрупкости при эксплуатации паровых котлов. Воспроизведение в лаборатории физико-химических условий эксплуатации паровых котлов является трудно осуществимой задачей. [c.366]

Причиной повреждений является либо недоброкачественность стали либо изменение сталью ее структуры на наиболее напряженных участках металла. Оба эти взгляда ведут в конечном счете к объяснению причин возникновения щелочной хрупкости с позиции электрохимической теории коррозии металла. [c.366]

Трещины щелочной хрупкости возникают в результате воздействия на металл термомеханических напряжений, появляющихся в эксплуатационных условиях паровых котлов. В этом случае влиянию среды не придается особого значения. [c.366]

Содержание водорода в образцах определялось по методу нагрева в вакууме при 600—700° С непосредственно после разрушения образцов. Сопоставление концентраций водорода и стойкости образцов против щелочной хрупкости показало (фиг. 4), что между этими величинами при постоянном напряжении существует обратная зависимость, т. е. чем больше содержание водорода, тем меньше стойкость металла и тем скорее наступает его разрушение. Установлено также, что чем больше механическое напряжение, тем при меньшем содержании водорода в образцах наступало разрушение. При напряжениях, не превышающих предела текучести материала, разрушение вообще не наступало в этом случае весовое содержание водорода не превышало 0,0003%. Содержание водорода в исходной стали перед опытами составляло 0,00004% по весу. [c.371]

Поэтому щелочность воды в паровых котлах сильно возрастает. Опыты показали, что за 8 ч работы щелочность в котле увеличивается с 30 до 400 мг-экв/л. Высокая щелочность приводит к вспениванию воды, выбрасыванию ее из котла и может вызывать каустическую хрупкость металла. [c.203]

Наряду с серым чугуном для химической аппаратуры применяют легированные чугуны, обладающие повышенной химической стойкостью н жаропрочностью. Никелевые чугуны марки СЧЩ-1 С 1Щ-2 с содержанием никеля до 1 % не склонные к щелочной хрупкости, применяют для работы со щелочами при повышенных температурах. Хромистые чугуны с содержанием хрома 30% устойчивы в растворах азотной, фосфорной и уксусной кислот. Для работы с серной, азотной и соляной кислотами применяют кремнистые чугуны — ферросилиды и антихлор. Антихлор стоек к соляной кислоте, в которой интенсивно корродируют почти все металлы. Недостатками кремнистых чугунов является хрупкость, чувствительность к резким колебаниям температуры и трудность обработки их резанием. Ферросилиды обрабатываются только металлокерамическими резцами. [c.18]

Коррозия в котле может происходить в результате различных факторов, к которым в общем случае относятся растворенный кислород, высокие температуры, давление, концентрация солей, интенсивная теплопередача, напряжение, локальные концентрации щелочи (котлы преднамеренно эксплуатируются при высоких значениях pH), а также эрозия, особые местные условия потока, двуокись углерода, осадки солей, металлов и металлических окислов кроме того, накипь и шламы при местном перегреве. В качестве конструкционных материалов неизменно используются углеродистая сталь или низколегированные стали. Встречающиеся различные виды коррозионного разрушения включают питтинговую и концентрационную (щелевую) коррозии, щелочную хрупкость, коррозию под напряжением и эрозионную коррозию. [c.35]

Для черных металлов характерно явление так называемой щелочной хрупкости, которая вызывается совместным воздействием на металл напряжений и щелочной агрессивной среды при температурах выше 200° и повышенном давлении. С увеличением концентрации щелочи, повышением давления и температуры коррозионный процесс ускоряется (рис. 34), причем металл не растворяется равномерно, а в местах наибольших напряжений (в частности, вокруг заклепочных отверстий) образуются трещины [c.59]

На практике с коррозионным растрескиванием впервые столкнулись в клепаных паровых котлах. Внутренние напряжения в заклепках, как правило, превышали предел упругости, а в котельную воду для уменьшения коррозии металла обычно добавляли щелочь. В щелях между заклепками и листовым металлом постепенно повышалась концентрация щелочи до величины, вызывающей коррозионное растрескивание, что иногда сопровождалось взрывом котла. Поскольку щелочь была признана одной из причин растрескивания, этот вид разрушения вначале получил название щелочной хрупкости. С введением сварных котлов и повышением качества антикоррозионной обработки котельной воды коррозионное растрескивание стало менее распространенным явлением в практике эксплуатации паровых котлов. Однако и у сварных котлов не удалось полностью исключить коррозионное растрескивание, поскольку и в этом случае, например, в сварных швах котлов или в резервуарах для хранения концентрированных щелочей могут возникать внутренние напряжения. [c.109]

Что же касается салюго механизма воздействия щелочи на напряженный металл п образования трещин, здесь нет еще достаточной ясности, и точки зрения исследователей в этом вопросе расходятся. Мноп е предполсжения, высказанные в этом направлении, оказались недостаточными, чтобы полностью объяснить сложное явление щелочной хрупкости металла. [c.37]

В настоящее время для описания механизма рассматриваемого вида КР наибольшее распространение получили карбонатная теория и ее модификации, фактически сводящие КР к щелочной хрупкости [44]. Применительно к катодно-защищенным трубопроводам карбонаты и бикарбонаты образуются на поверхности металла труб в результате взаимодействия углекислого газа, растворенного в почве и грунтовых электролитах, с гидрооксилионами, возникающими вследствие протекания токов катодной защиты, по реакциям [c.64]

Вторая часть справочника содержит данные о влиянии химически активных сред на некоторые физические, главным образом механические свойства материалов. По сравнению с имеющимся рбъемом информации о скорости коррозии количество публикаций по коррозионно-механическим свойствам материалов невелико. Предлагаемая сводка, суммирующая в какой-то мере опыт химической промышленности, является первой в справочной литературе попыткой объединения сведений о склонности сталей и сплавов к коррозионному растрескиванию и о влиянии различных сред на прочность и пластичность металлов, пластмасс и резин. Число сред, представленных в разделе, далеко не исчерпывает номенклатуры важнейших соединений, но все же позволяет получить сведения о таких промышленно важных явлениях, как сульфидное и хлоридное растрескивание сталей, щелочная хрупкость, водородная коррозия и охрупчивание, аммиачное растрескивание медных сплавов, изменение механических свойств неметаллических материалов под действием галогенпроизводных, аммиака, киС лот и т. д. [c.4]

Начнем с первой. Успешное применение редкоземельных элементов в металлургии обусловлено самими их свойствами. В самом деле, например, лантан и церий имеют небольшое давление паров и высокие телшературы кипения. Сочетание этих факторов позволяет вводить лантаноиды в различные тугоплавкие металлы, причем со значительно большей легкостью, чем щелочно-земельные металлы, в частности магний и кальций. С другой стороны, редкоземельные элементы обладают достаточно высокой активностью, поэтому оказываются хорошими раскисли-телями и десульфаторами, а также великолепными дегазаторами. Дело в том, что качество сталей и чугунов сильно зависит от содержания в них различных элементов — кислорода, серы, азота, фосфора. Они оказывают отрицательное влияние на свойства черных металлов, вызывая у них повышенную ломкость и хрупкость, понижая жаропрочность и износоустойчивость. От этих вредных примесей пытаются избавиться, и тут-то обнаруживается роль раскислителей, дегазаторов и десульфаторов. Редкоземельные элементы в этом отношении ведут себя великолепно например, их десульфирующая способность почти такая же, как у активнейших щелочных металлов и гораздо выше, чем у всех прочих элементов. [c.209]

В КОТЛОВОЙ воде присутствует свободный едкий натр, то в зазорах и щелях считают возможным сильное упаривание раствора, причем концентрация КаОН повышается настолько, что вызывает растворение защитной окисной пленки. Высокие растягивающие напряжения в металле способствуют проникновению агрессивного щелочного раствора к границам зерен. Микроструктура металла в области первоначальной трещины показана на рис. 2.8. Связь межкристаллитной коррозии с наличием в котловой воде едкого натра подчеркивается и другим названием этого йида коррозии — щелочная хрупкость . Слово хрупкость указывает на характер возможного разрушения металла при развитии трещин — разрушение без предварительной деформации. [c.64]

Подгорный [49] исследовал стальные образцы под давлением в 40 ат при 107°С в растворе, содержащем 20% NaOH, 20% Na l и следы ЫагЗЮз- Он нашел, что наблюдаемая в этом случае щелочная хрупкость непосредственно связана с катодной поляризацией. Далее им было установлено, что при правильной механической и термической предварительной обработке металла можно снизить до минимума катодный потенциал и растрескивание. Было найдено, что охрупчивание зависит от деформации, вызываемой искривлением металла, от химического состава стали и концентрации щелочного раствора. Склонность к щелочной хрупкости увеличивается с повышением концентрации солей в котловой воде. Образование атомарного водорода происходит на отдельных участках, после чего он мигрирует через межкристаллитные промежутки. [c.37]

Коррозия под напряжением. Щелочная хрупкость является в действительности одним из видов коррозионного растрескивания под напряжением. Это один из тех видов коррозии, который наиболее часто встречается в котлах и таким образом заслуживает особого внимания. Общая теория коррозионного растрескивания под напряжением была выдвинута Диксом [54] и дополнена Бабером, Макдональдом и Лонгтином [55]. Согласно этой теории, металл должен иметь естественную склонность к селективной коррозии по такому определенному направлению, как границы зерен. Коррозия будет происходить, когда металл имеет микроскопически гетерогенную структуру, а непрерывная фаза является анодом по отношению к остальному металлу в рассматриваемой коррозионной среде. Кроме того, вдоль этой непрерывной фазы должно [c.38]

Углеродистые стали в растворах гидроксида натрия любых концентраций пассивны до 60 °С. При повышенных температурах в концентрированных растворах NaOH стали подвержены МКК. Это явление получило название щелочной хрупкости . Причина щелочного коррозионного растрескивания заключается в наводороживании металла. Протекают следующие реакции [c.339]

В качестве химических средств борьбы с трещинообразовапием и коррозией котельного металла в последнее время применяются различные реагенты. Для предохранения котлов от развития трещин щелочной хрупкости широко используется азотнокислый натрий (селитра). В целях снижения щелочной агрессивности котловой воды, измеряемой индикатором хрупкости, рекомендуется производить присадку азотнокислого натрия в питательную воду [c.43]

Характерной особенностью образующихся трещин щелочной хрупкости является распространение их в зонах максимального напряжения в металле. Развитие щелочной хрупкости котельного металла протекает с некоторым ускорением в начальный период— очень медленно, а затем, с течением времени, скорость растрескивания резко повышается и может принять катастрофи- [c.111]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология