сплавы защита от коррозии

Когда говорят про сплавы защита от коррозии, часто представляют лабораторные условия с идеальными параметрами. На деле же в нефтехимии Урала я сталкивался с ситуациями, где даже хромоникелевые стали 12Х18Н10Т 'съедало' за сезон из-за сероводородных примесей. Вот о таких нюансах редко пишут в учебниках.

Мифы о нержавеющих сталях

Многие до сих пор считают, что достаточно взять 'нержавейку' – и проблема решена. Но на химическом заводе в Перми мы как-то поставили емкости из AISI 304 для слабокислых сред. Через полгода появились точечные поражения в зонах термического влияния сварных швов. Пришлось срочно переходить на AISI 316L с молибденом.

Интересно, что иногда помогает не смена марки, а банальная механическая обработка поверхности. После полировки до Ra 0,4 мкм тот же 12Х18Н10Т служит в 1,7 раза дольше. Хотя для аппаратов высокого давления это не всегда применимо – появляются риски дефектов при гибке.

Сейчас многие обращают внимание на дуплексные стали типа 2205. Но их сваривать – отдельное искусство. Помню, на строительстве трубопровода для морской воды пришлось трижды переделывать стыки из-за неправильного подбора присадочного материала.

Алюминиевые сплавы в агрессивных средах

Для морских условий алюминий-магниевые сплавы типа АМг6 – классика, но не панацея. В прошлом году на платформе в Охотском море наблюдали межкристаллитную коррозию в зонах с постоянным переменным смачиванием. Пришлось локально наносить катодную защиту.

Любопытный случай был с теплообменниками из сплава 6061. В теории – отличная стойкость к морской воде. На практике – микротрещины в зонах контакта с латунными фитингами. Решили переходниками из титана ВТ1-0.

Сейчас экспериментируем с анодным оксидированием алюминиевых деталей для аппаратов высокого давления. Толщина покрытия 25-30 мкм показывает хорошие результаты, но пока только для стационарного оборудования – для вибрирующих узлов адгезия недостаточная.

Медные сплавы: неожиданные решения

Латунь ЛАЖ-60-1-1Л для морской воды – казалось бы, проверенный вариант. Но в условиях кавитации (насосы охлаждения) ресурс оказался втрое ниже расчетного. Перешли на медно-никелевые сплавы МНЖМц 30-1-1, хотя их стоимость выше на 40%.

Интересный опыт получили при работе с сплавы защита от коррозии для теплообменных трубок конденсаторов. Бериллиевая бронза БрБ2 дала потрясающую стойкость, но из-за токсичности при обработке отказались в пользу оловянно-никелевых покрытий.

Сейчас рассматриваем вариант использования сплава Cu-Ni-Si для ответственных соединений в опреснительных установках. Пока лабораторные испытания обнадеживают – через 2000 часов в 3,5% NaCl потери массы менее 0,01 г/м2·ч.

Титановые сплавы в химической промышленности

Для сернокислотных сред титан ВТ1-0 – практически стандарт, но есть нюансы. При концентрациях ниже 5% скорость коррозии может быть выше, чем при 20% – многие этого не учитывают. Добавка палладия (сплавы ВТ1-0пд) решает проблему, но стоимость...

На производстве азотной кислоты столкнулись с интересным эффектом: титановые аппараты работали идеально, но при контакте с нержавеющей арматурой возникали гальванические пары. Пришлось изолировать фторопластовыми прокладками.

Сплавы на основе титана для защиты от коррозии в хлорсодержащих средах – отдельная тема. Молибденсодержащие марки типа 4200 показывают в 3-4 раза лучшие результаты, но их обработка требует специального оборудования.

Керамические покрытия как альтернатива

В последнее время все чаще обращаемся к керамическим решениям. Коллеги из ООО Цзиюань Саифу Промышленная Керамика предлагали интересные варианты оксидно-циркониевых покрытий для стальных поверхностей. На их сайте https://www.saferola.ru есть технические данные по адгезии к разным подложкам.

Пробовали их покрытия на теплообменниках печей пиролиза – выдерживают до 900°C в серосодержащей атмосфере. Правда, при термоциклировании появляются микротрещины – видимо, проблема согласования ТКР.

Их подход к контролю качества впечатляет – каждый этап производства сопровождается ультразвуковым контролем. Как раз тот случай, когда строгий контроль важнее маркетинговых обещаний.

Практические наблюдения и ошибки

Никогда не забываю случай на компрессорной станции, где установили титановые клапаны в контакте с бронзой. Через месяц получили 'пылевидную' коррозию из-за разности потенциалов. Теперь всегда проверяю гальванические пары, даже если среда кажется нейтральной.

Для оборудования в морской воде разработали свою систему: основной корпус – дуплексная сталь, быстроизнашиваемые элементы – хастеллой, прокладки – фторопласт. Такая комбинация дает оптимальное соотношение цены и ресурса.

Иногда простейшие решения работают лучше сложных. Например, правильная ориентация деталей относительно потока среды может увеличить ресурс в 2 раза. Или банальная закругленная кромка вместо острой – уже снижает риск питтинговой коррозии.

Перспективные направления

Сейчас изучаем аморфные сплавы на основе железа – лабораторные испытания показывают феноменальную стойкость в хлоридах. Но пока не решены проблемы с размерами изделий и стоимостью.

Многообещающе выглядят нанокристаллические покрытия для защиты от коррозии, но для промышленного применения нужны более надежные технологии нанесения. Пока наблюдаем отслоения при температурных деформациях.

Возвращаясь к керамике – думаю, будущее за гибридными системами: металлическая основа плюс функциональные керамические покрытия. Компания ООО Цзиюань Саифу Промышленная Керамика как раз движется в этом направлении, сочетая разные материалы в многослойных структурах.