Свободная сера представляет собой при обычных условиях твердое кристаллическое вещество желтого цвета. Температура плавления серы 119°С, кипения — 444,6°С.

Углеродистая сталь и чугун стойки в расплаве серы до температуры 200°С. При наличии влаги и аэрации скорость коррозии черных металлов значительно возрастает.

При 35 С скорость коррозии углеродистой стали в сере составляла в зависимости от влажности: 0,01; 0,15 и 4 мм/год при влажности 0,5; 6,4 и 20 % соответственно [23]. При 125°С аэрация повышает скорость коррозии углеродистой стали в расплавленной сере с 0,03 до 0,45 мм/год.

С повышением температуры коррозия черных металлов увеличивается: при 125°С скорость коррозии равна 0,03 мм/год, при 260 °С — 0,25 мм/год, при 440 °С — 4,0 мм/год. В работе [24] приведены данные об увеличении скорости коррозии углеродистой стали в парах серы с 0,5 до 12 мм/год при 260 и 410 °С соответственно.

Расплавленная сера образует на поверхности углеродистой стали тройной слой окалины: наружная часть ее состоит из немагнитного пирита FeS2, далее следуют — троилит переменного состава от FeS до FeS_1,5, а затем пирротит — FeS (немагнитный). Диффузия ионов железа через слой окалины лимитирует реакцию между ионами железа и серы. В интервале 650—900°С скорость диффузии подчиняется параболическому закону и пропорциональна корню квадратному из парциального давления серы.

Хромистые типа Х17 и особенно хромоникелевые стали типа 18—10 стойки в сере до температуры кипения. При температуре кипения и более высоких требуются более высоколегированные стали. Рекомендуются стали 25Сг—20Ni, хромистые с 24 % хрома и сплав, содержащий 27 % хрома с 2—3 % алюминия. Исследования коррозии хромистых сталей в парах серы показали, что добавки 1,5 % Аl к стали, содержащей 20-30 % Сг, снижает ее стойкость в парах серы. Ниже приведены данные по скорости коррозии (в мм/год) этих сталей в парах серы:

Хромоникелевые стали при работе в жидкой сере подвергаются межкристаллитной коррозии.

При испытаниях сталей Х10СгА17, Х10СгА113 в расплавленной сере при температуре 400, 450 и 500 °С за короткий промежуток времени получили значительный прирост массы [25].

Коррозия чисто хромистых и аустенитных хромоникелевых сталей зависит от концентрации соединений серы и температуры. В окислительной атмосфере в присутствии серы эти стали более коррозионно-стойки, чем в восстановительной.

Никель и его сплавы нестойки против действия серы в любой форме при температуре выше 315°С, так как они становятся хрупкими. Исключение составляют сплавы, содержащие хром, марганец, железо. Сплавы с повышенным содержанием никеля не следует применять при высоких температурах ни в восстановительных, пи в окислительных средах, содержащих серу. Кинетика реакции никеля в расплаве серы в интервале температур 200—450°С подчиняется параболическому закону. В табл. 8.10 представлены данные о температурных ограничениях применения никельсодержащих сплавов в расплаве серы-

Таблица 8.10. Допустимые температуры (°С) применения некоторых никель содержащих материалов в окислительных и восстановительных средах

При повышении температуры расплава серы от 300 до 450 °С скорость коррозии никеля возрастает с 0,13 до 1,2 мм/год, монеля с 0,36 до 1,3 мм/год, инконеля с 0,08 до 0,36 мм/год (данные экспериментов без доступа воздуха).

Алюминий коррозионно стоек в жидкой и парообразной сере до температуры 500 С. Это подтверждено лабораторными данными, полученными при исследованиях в интервале температур 210—410 °С, а только при 500 °С начинается коррозия.

Титан и сплав TiAl6V4 сильно корродируют в сере уже при 400°С, а при 500°С полностью разрушаются.

Чистый молибден заметно сульфидируется при 450 °С, при 500°С этот процесс усиливается.

Сплав Mo — 41Re только при 500 °С слабо сульфидируется, через 1600 ч в сере при этой температуре толщина сульфидного слоя не превышала 20 мкм.