Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Химическое сопротивление материалов и защита от коррозии

Диссертационная работа:

Гелагуташвили, Шота Лухумович. Коррозионно-электрохимическое поведение и анодная защита экономнолегированных сталей в растворах сульфата марганца : Дис. ... канд. технические науки : 05.17.14.-

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 5

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 9

1.1. Технология получения электролитической двуокиси марганца ЭДМ-2 9

1.2. Коррозионная стойкость материалов в водных растворах сульфатов и серной кислоты II

1.3. Коррозионное состояние технологического оборудования производства ЭДМ-2 на Руставеком производственном объединении "Азот" 13

1.4. Анодная защита металлов от коррозии 15

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ 25

2.1. Объекты исследования : 25

2.2. Методы коррозионных испытаний 27

2.3. Электрохимические методы исследования 29

2.4. Технология сварки. 33

РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 35

3.1. Влияние легирующих элементов на параметры анодной защиты нержавеющей стали в кислом растворе сульфата марганца 35

3.1.1. Влияние хрома 35

3.1.2. Влияние никеля 40

3.1.3. Влияние марганца 44

3.1.4. Влияние молибдена и кремния 50

3.1.5. Выводы 52

3.2. Коррозия сталей в растворах сульфата марганца в производственных и лабораторных условиях 53

3.2.1. Растворение сталей в производственном растворе

3.2.2. Влияние концентрации серной кислоты на скорость коррозии сталей 55

3.2.3. Влияние концентрации сульфата марганца на скорость коррозии сталей 58

3.2.4. Выводы... 61

3.3. Анодное поведение нержавеющих сталей и анодная защита в производственном растворе сульфата марганца. 62

3.3.1. Сталь І2ХІ8НІ0Т 62

3.3.2. Сталь 08Х22Н6Т 65

3.3.3. Сталь І5Х25Т 69

3.3.4. Сталь 08Х25ГІ5С 72

3.3.5. Сталь І0ХІ4АГІ5МС 76

3.3.6. Сталь І0ХІ4АГІ5 81

3.3.7. Электрохимическое исследование сварных соединений 86

3.3.8. Выводы 90

3.4. Влияние внешних факторов на параметры анодной защиты сталей 91

3.4.1. Влияние температуры производственного раствора сульфата марганца 91

3.4.2. Влияние концентрации серной кислоты 101

3.4.3. Влияние концентрации сульфата марганца 106

3.4.4. Роль некоторых: анионов и катионов ИЗ

3.4.5. Оценка влияния размешивания электролита 114

3.4.6. Влияние материала оборудования на качество электролитической двуокиси марганца 120

3.4.7. Выводы

3.5. Исследование поверхностных слоев и определение времени нарушения пассивности 125

3.5.1. Структура поверхностных слоев 125

3.5.2. Определение времени нарушения пассивности в производственном растворе сульфата марганца.. 129

3.5.3. Выводы 133

4. АППАРАТУРНОЕ ОФОРМЛЕНИЕ СИСТЕМЫ АНОДБОЙ ЗАВДШ ОБОРУДОВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВА ЭДИ-2. 135

4.1. Электрод сравнения 135

4.2. Подбор катода для системы анодное защиты

4.3. Коррозионно-электрохимическое поведение катода при потенциостатическом и импульсном режимах анодной зашиты 138

4.4. Определение возможности протекания побочных процессов на электродах при анодной защите 142

4.5. Распределение потенциала по поверхности аппаратуры при анодной защите 143

4.6. Выводы 146

5. ПУСК И ИСПЫТАНИЕ СИСТЕМЫ АНОДНОЙ ЗАЩИТЫ СБОРНИКА 147

РЕКОМЕНДАЦИИ 151

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

ЛИТЕРАТУРА 156

ПРИЛОЖЕНИЯ 1  

Введение к работе:

На ХШ съезде КПСС принято решение о необходимости усиления борьбы за экономию металла и сокращение потерь от коррозии [i] . Экономное расходование металлов в химической промышленности достигается, во-первых, продлением срока надежной эксплуатации, во-вторых, уменьшением металлоемкости оборудования за счет повышения прочности и коррозионной стойкости конструкционных материалов. Одним из путей решения этих задач является применение экономнолеги-рованных по никелю, молибдену, хрому и другом дефицитным элементам сталей с использованием анодной электрохимической защиты.

На І гставском производственном объединении (РПО) "Азот" опытно-промышленное производство ЭДМ-2 с 1971 г. осуществляется методом сернокислотного выщелачивания восстановленной марганцевой руды с последующим электролизом полученных растворов, которые являются весьма агрессивными в отношении применяемых конструкционных материалов. Аппаратура из углеродистой стали с футеровкой из кислотоупорных плиток и гуммировки из кислотостойкой резины, а также трубопроводы из полимерных материалов, работающие при высоких температурах, разрушаются, что приводит к простоям производства, дополнительным расходам на ремонт и замену аппаратуры. Это отрицательно влияет на рентабельность, тормозит поставку Э,ДМ-2 заводам, изготавливающим источники тока марганцево-цинковой системы, в которых остро нуждаются изготовители средств связи, радиоаппаратуры, приборов и т.п. [2,3] . Попадание в электролит продуктов коррозии снижает выход по току и, кроме того ухудшает качество ЭДО-2, которое регламентируется ОСТ 6-22-34-76. На основании работ [4] в производство внедрены сталь 03Н8Н20СЗМЗДЗБ и сплав 06ХН28ЩТ с повышенным содержанием дефицитных легирующих элементов. Поэтому было необходимо исследовать возможность использования более экономичных сплавов с применением анодной защиты.

Метод анодной защиты аппаратов от коррозии в марганцевокислих растворах до настоящего времени в отечественной и зарубежной практике не использовался. Разработка надежных методов защиты оборудования осложнялась тем, что коррозионное поведение металлов и сплавов в сернокислых растворах сульфата марганца изучено мало и в литературе нет данных о влиянии некоторых технологических параметров производства ЭДМ-2 на коррозионные и электрохимические свойства конструкционных материалов.

Целью данной работы было изучение коррозионно-электрохимичес-кого поведения хромомарганцевых сталей в кислых сульфатных средах производства ЭДЩ—2, а также определение эффективности внедрения аппаратуры из них с анодной защитой.

В соответствии с поставленной целью изучены:

- коррозионная стойкость оборудования в условиях технологического процесса получения ЭДОД-2 (на примере Еуставского ПО "Азот");

- литературные данные по коррозионной стойкости сталей в кислых сульфатных средах, по теории и применению анодной защиты;

- влияние легирующих элементов на коррозионно-электрохимичес-кое поведение сталей в кислом растворе сульфата марганца с целью обоснования выбора исследуемых материалов;

- динамика коррозионного разрушения выбранных материалов;

- коррозионно-электрохимическое поведение и параметры анодной защиты сталей в промышленных растворах сернокислого марганца в зависимости от температуры, перемешивания среды, а также от серной кислоты и сульфата марганца;

- время нарушения устойчивости пассивного состояния сталей;

- поведение материалов катода и электрода сравнения;

- анодная защита сборника из экономнолегированной хромомар-ганцевой стали в промышленных условиях.

Данная работа проводилась в рамках постановлений ГК СМ СССР по науке и технике # 343 от 11.07.78 г. и Президиума АН ГССР № 280 от 14.09.78 г. "Создать и опробовать в производстве новые коррозионностойкие стали с пониженным содержанием никеля, отличающиеся технологичностью, высоким сопротивлением к питтинговой, меж-кристаллитной и общей коррозии". (Jfc Государственной регистрации 79055153).

В диссертации поставлены научные задачи:

- исследовать влияние легирования марганцем на коррозионно-электрохимические свойства хромомарганцевых сталей в кислых сульфатных средах в диапазоне температур растворов 20-80°С;

- исследовать специфику коррозионно-электрохимического поведения хромомарганцевых сталей в растворах сульфата марганца и установить возможность применения анодной защиты.

Практическая значимость работы

Даны рекомендации по применению сталей I2XI8HI0T, 08Х22Н6Т, I5X25T, 08Х25И5С, І0ХІ4АГІЕМС, І0ХІ4АГІ5 для изготовления различной емкостной аппаратуры и трубопроводов в производстве ЭДМ-2 с использованием анодной защиты. Разработаны режим и система анодной защиты сборника из хромомарганцевой стали. Показана возможность использования стали 08ХІ8Н20СШЗДЗБ в качестве катода при анодной защите оборудования, эксплуатирующегося в сернокислых средах.

При внедрении разработанных рекомендаций достигается значи -8 -тельное улучшение качества выпускаемого продукта, повышается рентабельность производства, экономятся дефицитные металлы (никель, молибден, хром). Надежность практических рекомендаций подтверждена промышленным опробованием в цехе производства ЭДМ-2 на Еустав-ском ПО "Азот" анодной защиты сборника из новой хромомарганцевой стали І0ХІ4АИ5МС. Экономический эффект составил 25 тыс.руб/год. В диссертации защищаются основные положения:

- в кислых растворах сульфата марганца при температурах 20-80°С потенциал коррозии хромомарганцевых сталей (h-25)%Gi, (3-i5j%Mtt устанавливается в активной области, при этом происходит селективное растворение марганца;

- коррозионная стойкость сталей Fe-25lGz-ftH$ZMfl в кислых сульфатных растворах минимальна при содержании марганца в количестве 7%;

- в кислых сульфатных растворах целесообразно использовать хромомарганцевые стали с применением анодной защиты;

- использование анодной защиты оборудования из хромомарганцевых сталей способствует уменьшению загрязнения технологического раствора ІІпЗО ниже допустимых норм (в раствор преимущественно переходят ионы марганца).  


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net