Некоторые сведения о металле труб тепловых сетей - 9 Июля 2009 - ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ - Защита подземных теплопроводов от коррозии
Пятница, 11.06.2010, 08:05
Защита подземных теплопроводов от коррозии
Главная | Регистрация | Вход Приветствую Вас Гость | RSS
Категории раздела
ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОЦЕССА КОРРОЗИИ ПОДЗЕМНЫХ ТЕПЛОПРОВОДОВ [17]
КОРРОЗИОННЫЕ РАЗРУШЕНИЯ ТРУБОПРОВОДОВ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ [8]
ИЗОЛЯЦИОННЫЕ ПОКРЫТИЯ [7]
Поиск
Календарь
« Июль 2009 »
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
1 2 3 4 5
6 7 8 9 10 11 12
13 14 15 16 17 18 19
20 21 22 23 24 25 26
27 28 29 30 31
Архив записей
В избранное

Наш опрос
Оцените мой сайт
Всего ответов: 2
Главная » 2009 » Июль » 9 » Некоторые сведения о металле труб тепловых сетей
Некоторые сведения о металле труб тепловых сетей
16:05
Коррозия теплопроводов всегда связана с процессами, протекающими на границе двух фаз — металла и водной коррозионной среды. Поэтому коррозионный процесс в значительной степени определяется свойствами металла и электролита. Для теплопроводов применяют стальные трубы. Сталь обладает прекрасными техническими свойствами, которые оказываются ценными при механических нагрузках, например при высоком внутреннем давлении в трубах, давлении грунта, вследствие увеличения нагрузки от движущихся транспортных средств. Сталь представляет собой сплав железа с углеродом.
Железо. Fe — металл серебристо-белого цвета, мягкий и ковкий. Известны четыре изотопа железа; наиболее распространенный (41,6 %) имеет атомную массу 55,847, плотность 7,874 г/см3, температуру плавления 1536 °С, относительное удлинение 21—55%, а коэффициент линейного расширения 11,5 - 10~в. Железо,, как и все металлы и сплавы, в твердом состоянии имеет кристаллическую структуру. В кристалле атомы расположены в строго определенном порядке и образуют пространственную решетку, в узлах которой находятся положительно заряженные ионы, а валентные электроны движутся в решетке металла достаточно свободно (электронный газ), электрически связывая положительные ионы.
Железо в твердом состоянии при различных температурах имеет различное строение кристаллической решетки, т. е. может перестраиваться из одной кристаллической системы в другую. Процесс перехода при нагревании (охлаждении) одного вида кристаллической решетки металла в другую или изменение параметров решетки называют аллотропическим превращением, а кристаллические формы одного и того же элемента называют аллотропическими модификациями. Превращения одной аллотропической формы в другую при нагревании металла сопровождается поглощением теплоты и происходит при постоянной температуре.
Железо при температуре ниже 768 °С имеет кубическую объемно центрированную решетку с параметром 2,78 А, называемую а-магнит-ным железом (рис. 1.1). При 910—768°С железо имеет кубическую
объемно центрированную решетку с параметром решетки 2,9 А, оно немагнитно и называется а-немагнитным железом (раньше называлось 6-железом). При 1401—910°С у-железо имеет кубическую гранецентрированную решетку с параметром решетки 3,66 А. При температуре от 1539 до 1401 °С железо в твердом состоянии имеет кубическую объемно центрированную решетку с параметром 2,93. А. Оно носит название б-железо.
В технике наибольшее применение получило не чистое железо, а его сплавы — вещества, содержащие два и более компонентов. Вещества, входящие в сплав, при затвердевании могут находиться в виде отдельных частиц, зерен обоих компонентов (механическая смесь), или в виде образующихся химических соединений, или взаимно растворяющихся друг в друге компонентов (твердые растворы). Сплавы механической смеси состоят из смеси кристаллитов веществ, сохраняющих свои кристаллические свойства.
Сплавы типа химического соединения имеют кристаллическую решетку, отличную от кристаллических решеток компонентов.
Сплавы типа твердых растворов могут образовывать решетки,
в которых атомы растворенного вещества замещают в кристаллической решетке атомы растворителя; занимать в кристаллической решетке растворителя упорядоченное или неупорядоченное положение и др.
Состояние сплава в зависимости от концентрации и температуры изображается диаграммой состояния. Диаграмма состояния системы Fe—Fe3C показана на рис. 1.2. Область выше линии ACD характери-зутся жидким состоянием сплава (Ж). Чистое железо со многими элементами образует как химические соединения, так и твердые растворы. С углеродом оно образует химическое соединение Fe3C — цементит (Ц), в котором содержится 6,67% углерода. Цементит малопластичен и обладает высокой твердостью.
Железо растворяет углерод с образованием твердых растворов. В зависимости от модификации железа растворимость углерода различна. В •у"железе максимальная растворимость углерода при 1147 "С составляет 2,14%, а минимальная растворимость при 727"С — 0,8%.
Наименее химически устойчивой фазой является феррит, его стационарный потенциал равен —0,44 В, наиболее положительной фазой — графит, имеющий потенциал в нейтральных аэрированных растворах около -(-0,37 В. Промежуточное значение занимает цементит [15]. Возможная разность потенциалов из-за неоднородности структуры может быть до 0,8—0,9 В. Наличие различных добавок и примесей также может иметь некоторое значение.
Твердый раствор углерода в y-Fe называется аустенит (А). Он пластичен и имеет твердость НВ 160—200.
В a-Fe растворимость углерода ниже. Максимальная растворимость углерода при 727 "С составляет всего 0,02 %, а минимальная 0,006% при комдатной температуре. Твердый раствор углерода в a-Fe называют ферритом (Ф). Он имеет высокую пластичность и низкую твердость (НВ = 80). При содержании углерода в сплаве 4,3 % и при 1147°С образуется механическая смесь (эвтектика), называемая ледебуритом (Л). При 727°С аустенит распадается с образованием механической смеси феррита и цементита, которая называется перлитом (П).
В углеродистой стали кроме железа и углерода содержатся постоянные примеси таких элементов', как сера, фосфор, кремний, марганец. Сера к фосфор являются вредными примесями, содержание их должно быть по ГОСТ 380-71 * не более 0,05 %. Кремний (до 0,5 %) и марганец (до 0,8%) практически не оказывают влияния на свойства стали. Стали, содержащие в своем составе легирующие элементы, такие как никель, хром, молибден, титан, ванадий, вольфрам и др., называются легированными сталями.
Все железоуглеродистые сплавы неоднородны по химическому составу и по своим структурным составляющим. Структурные составляющие сплавов системы Fe—РезС отличаются по значению электродных потенциалов.
В процессе производства отдельные участки поверхности труб покрываются окалиной. Компонентами окалины являются окислы железа. FeO, Fe203, Fe304.
Закись железа. FeO устойчива только при 570—575 °С. Таким образом, обычно находящаяся в высокотемпературной окалине фаза FeO находится в метастабильном (переохлажденном) состоянии. FeO имеет кубическую решетку с параметром 4,3 А. Кристаллографическое название этого окисла ВЮСТИТ .
Окись железа. Fe203 существует в двух модификациях: a-Fe203 — гематит и у-РегОз — магемит. Гематит существует в широком интервале температур, окрашен в желто-красный цвет и имеет структуру ромбоэдрической системы. Параметр решетки 5,42 А. Магемит имеет решетку кубической системы типа шпинели с константой 8,32 А.
Закись-окись железа. Fe3U4 — магнетит, имеет решетку кубической
системы типа шпинели с константой 8,38 А. Магнетит устойчив во всем интервале температур от комнатной до температуры плавления железа. Магнетит — плотное вещество черного, черно-коричневого цвета, обладающее хорошей адгезией к металлу, негигроскопично. Магнетит стабилен в термодинамическом отношении (в природе железо встречается чаще всего з виде магнетитовых руд). Непосредственно к металлу прилегают слои окалины, состоящие из FeO, далее следуют слои из окислов промежуточного состава, а на наружной поверхности находится Fe203. Окалина обычно содержит пузыри или трещины. Наличие дефектов "в окалине может ускорить коррозию металла в порах и неплотностях окисленного слоя из-за различия электрохимических характеристик окалины и основного металла.
Участки поверхности металла являются сочетанием сечений отдельных кристаллов различной ориентации, границ между кристаллическими зернами, посторонних включений. Ионы-атомы поверхности металла обладают повышенной реакционной способностью благодаря наличию некомпенсированных связей, причем энергия их повышается по мере уменьшения числа ближайших соседних атомов.
.Контакт физически чистой поверхности стали с внешней средой сопровождается физической и химической адсорбцией атомов и молекул среды на поверхности стали, что приводит к ее загрязнению и образованию сложной системы адсорбированных слоев. Над ювинильной поверхностью металла (физически чистая поверхность, образованная в результате механической обработки) обычно находится прочно связанный с ней слой окислов, на котором в зависимости от типа окружающей среды находятся адсорбированный слой газов и адсорбированный слой воды. Тонкие слои воды обладают аномально высокой сдвиговой упругостью и теплопроводностью. Верхний слой содержит обычно адсорбированные полярные и неполярные молекулы органических веществ. Толщина жировых загрязнений может составлять от 10 до 100 молекулярных слоев до микрона.
Развитая пористая поверхность окалины и ржавчины особенно активно адсорбирует внешние загрязнения (масло, пыль, воду). Необходимо также учитывать, что на поверхности возможно наличие слоев консервационных материалов и смазочно-охлаждающих жидкостей, неорганических солей и других загрязнений.
Углеродистую сталь по ГОСТ 380-71 * обыкновенного качества, выплавляемую различными способами, кроме бессемеровского, разделяют на три группы: А —по механическим свойствам; Б —по химическому составу; В —по химическому составу и механическим свойствам. Стали обыкновенного качества маркируются буквами «Ст» и цифрой от 0 до 6. Для обозначения степени раскисления к марке стали после номера марки добавляют индексы: кп — кипящая, пс —полуспокойная, сп —спокойная. В зависимости от нормируемых показателей группа стали подразделяется на категории. К трубам, применяемым для сооружения прямых участков городских подземных тепловых сетей канальной и бесканальной прокладки, где теплоносителем является вода с температурой до 200 °С и давлением до 25 кгс/см2, предъявляются повышенные требования. .
Государственные стандарты, технические условия, размеры (диаметры и толщины стенок) и материалы труб, область и пределы их применения для городских подземных тепловых сетей, соответствующие СНиП Н-36-73 «Нормы проектирования. Тепловые сети» и «Правилам устройства и безопасности эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды», приведены в табл. 1.1.
Трубы по ГОСТ 3262-75* (СТ СЭВ 107-74) допускается применять для водяных тепловых сетей от котельных и в распределительных городских тепловых сетях после центральных тепловых пунктов.
Категория : ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОЦЕССА КОРРОЗИИ ПОДЗЕМНЫХ ТЕПЛОПРОВОДОВ | Просмотров : 519 | Добавил : Аdmin | Рейтинг : 0.0/0 |
Всего комментариев : 0
Имя *:
Email:
Код *:
Copyright Защита подземных теплопроводов от коррозии © 2010