1.8.2.Коррозия под действием продуктов сгорания топлива

Продукты сгорания топлива (угля, жидких углеводо­родов, мазута и др.) содержат значительные количества соедине­ний серы и ванадия, влияющих на скорость газовой коррозии В этих условиях коррозия углеродистых и низколегированных сталей тем сильнее, чем выше коэффициент расхода воздуха на сгорание топлива. При наличии в среде соединений серы железоуглеродистые сплавы подвержены межкристаллитной коррозии. Это мож­но объяснить большим числом дефектов в кристаллических решетках сульфидов, в сравнении с решетками оксидов, что при­водит, в свою очередь, к ускорению диффузионных процессов и интенсификации коррозии. Механизм влияния соединений вана­дия таков: при сжигании дешевого загрязненного ванадием жидкого топлива (мазута, погонов нефти), образуется большое количество золы, содержащей пентаоксид ванадия (V₂O₅). Зола, налипая на поверхность металла, увеличивает скорость его окис­ления и вызывает межкристаллитную коррозию при температурах выше t_пл золы. Рассмотрим причины, вызывающие ванадиевую коррозию:

а) легкоплавкость V₂O₅ и его способность переводить в жидкое состояние химические соединения золы и окалины (сни­жая тем самым защитные свойства окалины);

б) активное участие V₂O₅ в процессе окисления металла:

Fe₂O₃ + V₂O₅ = 2Fe VO₄

6FeVO₄+4Fe = 5Fe₂O₃ + 3V₂O₃

4Fe + 3V₂O₅ = 2Fe₂O₃ + 3V₂O₃

V₂O₃+ O₂=V₂O₅

Из уравнений реакций видно, что пентаоксид ванадия практи­чески не расходуется в процессе окисления железа. Взаимодей­ствуй с различными оксидами железа, хрома, никеля, V₂O₅ разру­шает защитные оксидные пленки, формируя в них поры, по которым к поверхности активного металла достаточно легко проникают кислород газовой фазы и жидкий V₂O₅, окисляющие металл.

С повышением содержания в продуктах сгорания топлива оксида углерода (II) заметно снижается скорость газовой корро­зии углеродистых и низколегированных сталей, однако при высо­ких концентрациях СО в газе возможно науглероживание поверх­ности стали, согласно реакции:

ЗFе + 2СО = FезС + С0₂

При этом ухудшается пластичность стали

.

1.9.Методы защиты от газовой коррозии.

1) Основной метод защи­ты в машиностроении — использование жаростойких и жаропроч­ных сталей и сплавов. Так для снижения скорости окисления железа при 90O⁰C вдвое достаточно его легирование 3,5% Al, а для снижения скорости коррозии вчетверо — 5,5% Al.

2) Другой традиционный метод — защита поверхности металла специальными жаростойкими покрытиями (например, диффузион­ное насыщение поверхности Al, Cr, Si). При температурах до 200O⁰C хорошими защитными свойствами обладают металлокерамические покрытия (керметы).

3) В качестве защиты от газовой коррозии используют защитные атмосферы (при термообработке и сварке). В зависимости от природы металла газовая среда не должна содержать окислителей ( для стали), либо восстановителей (для меди). Наиболее часто применяют следующие защитные атмосферы: благородные газы (аргон, азот), топочные газы (N₂-CO₂- CO - H₂- H₂O ), продукты диссоциации аммиака ( N₂ - H₂ ), глубокий вакуум.