Коррозия жаростойких чугунов

Введение

К группе сплавов специального назначения относятся жаростойкий
(ГОСТ 7769—82), коррозионностойкий (ГОСТ 11849—76), немагнитный,
износостойкий, антифрикционный и жаропрочный чугун. Отливки из
материала, относящегося к последней группе эксплуатируются при больших
температурах под нагрузкой. Повышенную жаропрочность обеспечивают
следующие легирующие элементы: никель, хром и молибден. Металлической
основе таких чугунов следует иметь аустенитно-карбидную структуру;
форма графита должна быть шаровидной. Жаростойкость - это способность
противостоять воздействию химических веществ, например окислению на
воздухе или при взаимодействии с другими газами.
Жаропрочные сплавы всегда являются жаростойким, обратное же
утверждение верно далеко не всегда. Жаропрочный чугун, как правило,
обладает обоими этими свойствами. Он способен оказывать сопротивление
появлению и росту окалины при определенной температуре в течение 150
часов. Чугунные отливки, которые применяются в условиях длительного и
сильного нагрева, разрушаются не только потому, что обладают низкой
жаростойкостью, но и в результате необратимого увеличения объема при
нагреве выше 400 градусов. Этот рост объема может достигнуть 5-10
процентов, если температура продолжит увеличиваться. При этом сплав
теряет свою прочность, отливки деформируются, в них появляются трещины,
и они очень быстро выходят из строя.
Это говорит о том, что чугунные детали, работающие в таких условиях,
должны противостоять не только воздействию среды с химической точки
зрения, но и быть ростоустойчивыми. Кроме того, газовая коррозия играет
важную роль в металлообработке. Газы окружающей среды абсорбируются
на поверхности металла, вступая с ним в химическую реакцию, в результате
которой образуется пленка продукта реакции. Эта пелена становится
преградой для дальнейшего взаимодействия с газовой средой и может
выполнять антикоррозийную функцию.

1. Виды коррозии жаростойких чугунов

Жаростойкий чугун в основном используется для изготовления печей
или паровых котельных агрегатов. В соответствии с этим и будем
рассматривать коррозию паровых котельных агрегатов.
1. Кислородная коррозия.
Непосредственным результатом  кислородной коррозии стальных
экономайзеров является образование в трубках свищей, через которые с
большой скоростью вытекает струя воды. Подобные струи, направленные на
стенку соседней трубы, способны изнашивать ее вплоть до образования
сквозных отверстий. Поскольку трубы экономайзеров располагаются
достаточно компактно, что образовавшийся коррозионный свищ способен
вызвать массовое повреждение труб, если котельный агрегат длительно
остается в работе с появившимся свищом. Чугунные экономайзеры
кислородной коррозией не повреждаются.
Кислородной коррозии чаще подвергаются входные участки
экономайзеров. Однако при значительной концентрации кислорода в
питательной воде он проникает и в котельный агрегат. Здесь кислородной
коррозии подвергаются главным образом барабаны и опускные трубы.
Основной формой кислородной коррозии является образование в металле
углублений (язв), приводящих при их развитии к образованию свищей.
Увеличение давления интенсифицирует кислородную коррозию.
Поэтому для котельных агрегатов с давлением 40 ата и выше опасными
являются даже «Проскоки» кислорода в деаэраторах. Существенное значение
имеет состав воды, с которой соприкасается металл. Наличие небольшого
количества щелочи усиливает локализацию коррозии, присутствие хлоридов
рассредоточивает ее по поверхности.