Прочие методы защиты от газовой коррозии

Среди прочих технологических методов защиты от газовой коррозии применяются различные способы нагрева, защитные газовые завесы и временные технологические обмазки.

1. Уменьшение окисления углеродистых и низколегированных сталей осуществляется нагревом с недостатком воздуха, при коэффициенте его расхода α ~ 0,5, что снижает окислительную способность продуктов горения и уменьшает потери металла на угар (рис 3.10, а), т.к. обычно нагрев металла до 1100⁰С – 1300⁰С для прокатки, ковки и термообработки проводится в пламенных печах.

а б

Рис. 3.10. Влияние коэффициента расхода воздуха на потери металла при нагреве в среде городского газа: а) сталь 45 при температуре 1250⁰С, ~ 1 ч; б) 1- ХН78Т, 2 – 08Х23Н18, 3 – 08Х18Н9, 4 – 20Х18Н9, 1000⁰С, 2 мин.

Нагрев с недостатком воздуха проводится в рекуперативных печах (рис. 3.11).

Рис. 3.11. Рекуперативная камерная печь для безокислительного нагрева.

В печи металл нагревается до заданной температуры, а продукты неполного горения газа дожигаются. При этом выделяющееся тепло используется для нагрева поступающего в печь воздуха и газа, или для предварительного прямого нагрева металла до температур 700 - 800°С, что сопровождается незначительным окислением.

Этот метод применяется при нагреве и термообработке углеродистых, низколегированных и хромомарганцевоникелевых сталей типа Х13Н4Г9.

К этой же группе относится нагрев в печах с герметическими муфелями, применяемый для отжига проволоки, ленты и т.д. (рис. 3.9, в).

2. При нагреве с избытком воздуха (α > 1) некоторые металлы и сплавы образуют оксидные пленки с высокими защитными свойствами, препятствующими дальнейшему окислению. Этот метод используется при термообработке высоколегированных хромоникелевых сталей типа Х18Н9, Х23Н13, нихрома (Х15Н60), магния, алюминия и их сплавов.

3. В газовых пламенных (или электродуговых) печах применяют защитные газовые завесы, где защитный газовый слой охватывает заготовки, нагреваемые излучение сквозь газовую завесу (рис. 3.9, а).

4. Нагрев в металлических и солевых расплавах (жидкий свинец при обработке канатной проволоки; расплавы нитратов, нитридов, хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов, щелочей, жидкого стекла и т.д.) защищает металлы от окисления, хотя при этом происходит небольшая электрохимическая коррозия и обезуглероживание сталей.

5. Ускоренный нагрев и охлаждение металла (печи скоростного нагрева с повышенной мощностью; нагрев в “кипящем слое”, образующимся при продувании продуктов сжигания топлива снизу сквозь слой твердых частиц типа кремнезёма и глинозёма, находящихся при этом во взвешенном состоянии; индукционный нагрев и т.д.).

6. Введение добавок в атмосферу печи или топливо (СаО, MgO, SiO₂ и др., в содержащее ванадий топливо, образующие с V₂O₅ более тугоплавкие соединения, что уменьшает налипание золы на металл и уменьшает ванадиевую коррозию; O₂ и CO₂, что сильно снижает окисление магниевых сплавов за счет образования защитных пленок типа MgCO₃).

7. Применение временных технологических покрытий и обмазок (термостойкие обмазки типа: 44% огнеупорной глины + 42% песка + 10% Na₂B₄O₇ + 2% NaNO3 + 2% PbO с 5 часовой сушкой при 60⁰С; термостойкие пасты: 50% огнеупорной глины + 20% магнезита + 5 – 20% Na₂B₄O₇ + 2 – 10% СаО + 1- 2 % NH₄Cl, которые наносят на изделиеи после проведение термообработки удаляют; .ионные расплавы на основе натрий-бор-силикатных жидких пленок).

8. Использование временных технологических сред (термообработка в железных стружках или опилках, что уменьшает концентрацию кислорода на поверхности детали вследствие его окисления более развитой поверхностью стружек).

9. Рациональное конструирование и оптимальные режимы эксплуатации изделий при газовой коррозии (отсутствие острых кромок, уменьшение числа нагревов, и пр.).

Использование различных методов борьбы с газовой коррозий должно производиться наиболее рациональным способом с учетом технико-экономических показателей.