5.4 Коррозионный износ

Коррозией называется процесс разрушения металлов (материалов)при химическом или электрохимическом взаимодействии их с окружающей средой.

Для аппаратов химической промышленности коррозионный износ является наиболее частой причиной выхода их из строя.

По характеру разрушения коррозия может быть: сплошной или местной в виде отдельных пятен, язвин, трещин или сквозных отверстий.

В агрессивных средах наиболее частая причина отказа – коррозионное растрескивание. На него выпадает примерно 35% от общего количества отказов, вызываемых коррозией. Для сравнения: общая равномерная коррозия - 18%, дырочная коррозия - 20%, межкристаллическая коррозия - 16%, другие (прочие) - 11%.

Коррозионное растрескивание является следствием одновременного действия двух факторов:

• агрессивности среды;

• остаточных растягивающих напряжений в металле.

Под одновременным воздействиям агрессивной среды и знакопеременных напряжений появляется коррозионная усталость металла.

5.5 Коррозионное растрескивание

Коррозионное растрескивание наблюдается преимущественно: в сварных соединениях, на изогнутых участках труб или листов, на местах развальцовки труб и т.д., т.е. там где имеются большие остаточные напряжения + агрессивная среда.

Повысить стойкость металла против коррозии можно, сняв или значительно уменьшив величину остаточных напряжений. Эта цель достигается искусственным старением, то есть нагрев до температур 650С, выдержка при этих температурах и медленное охлаждение. Коррозионные растрескивания возникают внезапно и быстро развиваются. Обычно, коррозионные трещины обнаруживаются, когда они разовьются насквозь. При этом на ряду с глубокой основной трещиной развивается сетка, расположенных рядом микротрещин.

Успешный ремонт оборудования при коррозионном растрескивании достигается путем полного удаления всего дефектного участка.

Дырочная коррозия наиболее опасна для аппаратов высокого давления со стальными стенками, имеющими тонкий облицовочный слой из коррозионностойкого металла. Чтобы своевременно обнаружить нарушение сплошности облицовочного слоя у аппаратов предусматриваются специальные сигнальные отверстия. При появлении продукта в сигнальном отверстии аппарат останавливается, так как это свидетельствует о разрушении облицовочного слоя.

Межкристаллическая коррозия опасна тем, что внешний вид металла не меняется, а прочностные свойства резко ухудшаются.

Методы борьбы с межкристаллической коррозией:

• использование материалов не склонных к межкристаллической коррозии;

• ограниченные сроки службы.

Для уменьшения общей внешней коррозии следует:

1. предусмотреть улавливатели не допускающие выброс в атмосферу веществ, вызывающих повышение агрессивности воздействия этой среды;

2. окраска поверхностей аппарата или антикоррозионная металлизация;

3. введение ингибиторов коррозии (например, хромат калия). Применение ингибиторов коррозии особенно целесообразно для систем с замкнутой циркуляцией продукта (например, система отопления).

5.6 Тепловой износ.

Значительная часть оборудования химических и нефтеперерабатывающих заводов работают при высоких температурах.

В этих условиях, находясь в напряженном состоянии, стальная конструкция с течением времени подвергается ползучести и релаксации. Кроме того возможно напряжение структуры металла.

Явление ползучести заключается а медленной пластической деформации конструктивного элемента под действием некритической нагрузки. Углеродистые стали подвергаются ползучести при температурах выше 375С, легированные – при температурах выше 420С.

Сущность релаксации заключается в том, что под действием высокой температуры упругие деформации, постепенно перерастают в пластические. Релаксация может привести к разгерметизации оборудования.

Нарушение стабильности структуры при высоких температурах обуславливается графитизацией, сфероидизацией и межкристаллической коррозией.

Если сфероидизация существенно не влияет на прочность сталей, то графитизация , представляющая разрушение карбида с образованием свободного графита, существенно снижает ударную вязкость металла.