Коррозия

Коррозионная стойкость конструкционных материалов в морской воде

Углеродистые и кремнемарганцовистые стали в охлаждаю­щей морской оборотной воде НПЗ обладают весьма незначи­тельной коррозионной стойкостью. Коррозионные поражения металла носят преимущественно язвенный характер. В связи с этим применение углеродистых и кремнемарганцовистых ста­лей нецелесообразно. В определенных условиях для этих целей могут найти применение трубные пучки из термооцинкованной углеродистой стали [8].

Хромомолибденовые и хромистые стали (15Х5М, 08X13, Х8 и другие) из-за их склонности к точечной коррозии не обес­печивают значительного увеличения сроков службы конденсадионно-холодильного оборудования. Трубы из стали 20X13 в синтетической морской воде подвергались точечной коррозии при температуре 20°С со скоростью 11,4 мм/год [6].

Высоколегированные хромоникелевые и хромоникельмолибденовые стали нашли на НПЗ за рубежом значительное рас­пространение для изготовления оборудования, работающего в морской воде. В этих условиях, однако, приходится считаться с питтинговой коррозией.

Зарубежные исследования [48] показали, что в морской воде при умеренных температурах стали типа 18—10 отли­чаются ограниченной стойкостью, в то время как молибденсо­держащие более коррозионностойки. Следующий классифика­ционный ряд свидетельствует о стойкости к коррозии в морской воде высоколегированных сталей: 17 Cr—16 Ni—5,5 Мо—Сu > >20 Cr—25 Ni—4,5 Мо—Сu > 18 Cr—12 Ni—2,5 Мо > 18 Cr—10 Ni > 17 Cr.

На основании результатов исследований [50] скорости кор­розии нержавеющих сталей типов 25—20, 17—12, 21—8, 18—11, 17—12, 18—10 в морской воде указывается на необходимость выбора материального оформления аппарата с учетом условий его эксплуатации. При отсутствии застоя воды и сравнительнонизких температурах достаточно использования стали типа 18—10. В сложных условиях необходимо ориентироваться на более высоколегированные нержавеющие стали.

Для изготовления конденсационно-холодильного оборудова­ния, работающего в морской воде, можно рекомендовать также стали с пониженным содержанием никеля, например сталь 08X21H6M2T— заменитель стали 10Х17Н13М2Т.

В связи с использованием металлоконструкций различного назначения привлекают внимание зарубежные данные [49] по коррозионной стойкости конструкционных сталей, легирован­ных различными элементами: 

Элемент

Изменение коррозионной стойкости сталей

P

Эффективен как в морской воде, так и в зоне брызг. Воздействие усиливается при дополнительном легиро­вании медью

Сu

Очень эффективна в морской воде, в зоне брызг, в морской атмосфере

Cr

Коррозионная стойкость существенно увеличивается при дополнительном легирования медью

Аl

Существенное снижение скорости коррозии: особенно благоприятно совместное легирование с хромом

Ni, Si, Мо, Со

В морской воде менее эффективны, чем в агрессивных средах

С

Усиливает скорость коррозии, особенно нелегированных сталей

Mn

Очень слабое увеличение скорости коррозии

S

Никакого воздействия в сталях, легированных медью

Хром, медь, фосфор, алюминии способствуют повышению коррозионной стойкости в морской воде.

Наибольшая стойкость сталей в морской воде обеспечивает­ся при содержании хрома 3 %, а дальнейшее увеличение его концентрации снова несколько снижает коррозионную стойкость. Добавка до 1 % алюминия к стали, содержащей 2 % хрома, вызывает снижение скорости коррозии в морской воде (рис. 10.4), однако введение алюминия в таких количествах трудноосуществимо, поэтому его содержание остается ниже 0,1 %. Легирование 2 %-й хромистой стали титаном рациональ­но до содержания примерно 0,3 %. Ниобий и цирконий тоже оказывают благоприятное влияние при таком же содержании, однако менее эффективны, чем титан (рис. 10.5). 

 

Таблица 10.4. Химический состав (в %) сталей типа «марилой» и углеродистой стали SS-41 [50]  

Компоненты

Марилой Р

Марилой Q

Марилой Т

SS-41

Углерод

0,11—0,12

0,07—0,10

0,06-0,10

0,15

Кремний

0,79—1,03

0,78—1,00

0,88—1,02

0,26

Марганец

1.21

0,80—1.23

0,83—1,25

0,63

Фосфор

0,006

0,005

0,005—0,007

0,011

Сера

0.021

0.012-0.016

0,013—0,014

0,011

Медь

0,25—0,33

0,25—0,34

0,25—0,35

0.04

Хром

0,39—0,48

0,89—1,00

1,98—2,10

Молибден

0,15—0,21

0,21—0,22


Влияние алюминия на коррозионную стойкость стали с 2 % Cr в морской воде 

Рис. 10.4. Влияние алюминия на коррозионную стойкость стали с 2 % Cr в морской воде 

Химический состав сталей типа «марилой», стойких к кор­розии в морской воде, приведен в табл. 10.4. Неблагоприятные по влиянию на коррозионную стойкость углерод и марганец до­бавляют по возможности в меньших количествах. Устойчивость к коррозии в морской воде достигается посредством введения добавок хрома, меди и кремния, а также молибдена — для до­стижения более высоких механических характеристик. По срав­нению с углеродистыми (например, сталью SS-41) применение этих сталей позволяет снизить скорость коррозии в морской воде в 3—6 раз [49].