Коррозия

Коррозионная стойкость титана, алюминиевых и медных сплавов в морской воде

Титан является одним из наиболее коррозионно-стойких кон­струкционных материалов для изготовления оборудования, экс­плуатируемого в морской воде. Установлена высокая стойкость титана в отношении эрозии, кавитации, коррозионной устало­сти, коррозии под напряжением в морской воде [34]. В про­точной морской воде, загрязненной сульфидами, частицами песка при температуре около 20°С титан стоек, однако выше 130°С возможно протекание щелевой и питтинговой коррозии [51].

Легирование титана небольшой добавкой металла, имеюще­го низкое перенапряжение водорода (например, платиной или палладием), значительно повышает коррозионную стойкость. Сплавы титана с палладием рекомендуются для производства теплообменников [51]. Имеются данные, что введение в титан 0,15 % палладия уменьшает скорость коррозии в восстанови­тельных средах в тысячи раз [52]. 

Влияние легирования титаном, ниобием, цирконием на коррозионную стойкость стали, содержащей 2 % Cr в морской воде

Рис. 10.5. Влияние легирования титаном, ниобием, цирконием на коррозионную стойкость стали, содержащей 2 % Cr в морской воде 

В результате испытания титановых сплавов ОТ-4, АТ-3 в течение 500 сут в морской воде (Батумский НПЗ) примени­тельно к условиям эксплуатации конденсационно-холодильного оборудования установлена незначительная скорость коррозии [0,0007—0,02 г/ (м2 • ч) ] [53].

По данным [38] эксплуатация в морской воде трубопрово­дов, выполненных из титана, экономически выгодна. Такие тру­бопроводы могут использоваться в течение 8 лет и более, тогда как трубы из латуни, мельхиора 90—10 и мельхиора 70—30 раз­рушаются через 2, 3 года и 5 лет соответственно. Прочность и коррозионная стойкость титана позволяет использовать трубы с более тонкими стенками. За счет этого улучшается теплопе­редача, что сокращает площадь и стоимость титанового тепло­обменника, а возможность увеличения скорости потока снижает в большинстве случаев тенденцию к загрязнению.

Трубчатые и пластинчатые теплообменники из титана ис­пользуются за рубежом не только в химической промышлен­ности, но и на прибрежных нефтеперегонных заводах. Практи­ка применения тонкостенных титановых труб в конденсаторах получает все большее распространение при сооружении много­ступенчатых опреснительных установок испарительного типа.

В условиях работы в морской воде наилучшую электрохими­ческую совместимость с титановыми сплавами имеют алюми­ниевые бронзы [54].

Алюминиевые сплавы обладают стойкостью к воздействию морской охлаждающей воды. Скорость коррозии сплавов АМг, АМг6, АМг5В в морской воде в 7—12 раз ниже скорости кор­розии стали 10 и в 2—3 раза выше скорости коррозии латуни ЛА77-2 [42]. Поверхность образцов из этих сплавов после вы­держки в синтетической морской воде характеризуется более интенсивной питтинговой коррозией, чем в синтетической прес­ной воде, что обусловлено увеличением концентрации хлоридов. Образцы из сплава АМц подвергаются в этих условиях опасно­му язвенному разрушению: до 360 ч при 45 °С образуются язвы диаметром 1,5 мм и глубиной 0,4—0,6 мм. Более высокой стой­костью обладает сплав АМг.

При производственных испытаниях образцов из сплавов АМг2 в охлаждающей морской воде в течение 9 мес установлена скорость коррозии 0,007 мм/год при точечных поражениях глу­биной до 0,07 мм и диаметром 0,2—0,3 мм, В этих же условиях образцы из легированной мышьяком латуни ЛА77-2 имели ско­рость коррозии 0,008 мм/год, а без мышьяка — 0,016 мм/год [6]. Следовательно, в условиях этих испытаний сплав АМг2 обладал несколько более высокой коррозионной стойкостью, однако подвергался нежелательному для тонкостенных трубных пучков точечному разрушению. При использовании конденсационно-холодильного оборудования из алюмомагниевых спла­вов необходимо учитывать существующие ограничения по зна­чению pH, температуре, давлению, возможности появления кон­тактной коррозии.

Медные сплавы получили наибольшее распространение для изготовления оборудования, эксплуатируемого в морской воде. В настоящее время в мировой практике наряду с использова­нием адмиралтейской латуни 70Cu — 29Zn — 1Sn, легированной мышьяком, широко применяются алюминиевые латуни 76Сu — 22Zn — 2А1— 0,04As и медноникелевые сплавы. В РФ ана­логом этих латуней являются ЛОМщ70-1-0,05 и ЛАМш77-2-0,05. Применение последней в морской воде при повышенных до 2,5 м/с скоростях потоков более предпочтительно. Трубные пуч­ки из алюминиевой латуни при охлаждении агрессивных техно­логических продуктов морской водой должны служить не менее трех лет.

По коррозионной стойкости алюминиевая латунь не усту­пает мельхиорам, однако при скоростях потоков более 3,35 м/с рекомендуется применять мельхиор. Более высокой коррозионной стойкостью в морской воде отличается монель-металл, скорость коррозии которого примерно в 10 раз ниже, чем латуней [6,8].