Математичне моделювання селективного розчинення сталі AІSІ 304 в оборотних хлоридовмісних водах при експлуатації теплообмінників

Автор(и)

  • О. Е. Нарівський Національний університет "Запорізька політехніка", м. Запоріжжя, Україна
  • Т. В. Пулінва Національний університет "Запорізька політехніка", м. Запоріжжя, Україна
  • С. О. Субботін Національний університет "Запорізька політехніка", м. Запоріжжя, Україна

DOI:

https://doi.org/10.15588/1607-6885-2021-3-7

Ключові слова:

пітінг, хімічний склад, структура сталі AISI 304, селективне розчинення металів, швидкість підростання пітінгів.

Анотація

Мета роботи. Дослідження впливу хлоридовмісного середовища, хімічного складу і структурної гетерогенності сталі AISI304 на селективне розчинення металів ΔCr, ΔNi і ΔFe із стабільних пітінгів.

Методи дослідження. Рентгеноспектральний аналіз, оптична мікроскопія, енергодисперсійний мікроаналіз, аналіз розроблених лінійних регресійних математичних моделей другого порядку для корозійних втрат металів із пітінгів.

Отримані результати. На основі аналізу розроблених лінійних регресійних математичних моделей другого порядку для корозійних втрат металів із пітінгів встановлено, що ΔFe із пітінгів на поверхні сталі AISI 304 в модельних оборотних водах з рН=4...8 і концентрацією хлоридів 300 і 600 мг/л знижуються зі збільшенням у ній кількості оксидів (1, 98… 3,95мкм), середнього діаметру зерна аустеніту та зростають, коли середня відстань між оксидами та об’єм б-фериту в сталі росте. Доведено, що ΔNi із пітингів знижуються зі збільшенням у сталі кількості оксидів, об’єму б-фериту та сниженням середнього діаметру зерна аустеніту. Виявлено, що ΔCr сталі із пітінгів, в основному, залежать від концентрації хлоридів (1,98… 3,95 мкм) середнього діаметру зерна аустеніту і об’єму б-фериту. Висунуто гіпотезу, що це зумовлено інтенсивністю адсорбції хло-      ріонів на недосконалостях структури сталі AІSІ 304 в околі цих оксидів не перетині з межами зерен аустеніту, де зароджуються і підростають пітінги.

Наукова новизна. Вперше встановлено, що коефіцієнт селективного розчинення Cr із пітінгів на поверхні сталі AІSІ 304 (ZСr) в модельних оборотних водах знижується зі збільшенням у сталі об’єму б-фериту, середнього діаметру зерна аустеніту та зниженням кількості оксидів. Це може сприяти переходу метастабільних пітінгів у стабільні. При цьому цей процес автокаталітичний, отже не залежить від параметрів модельних оборотних вод.

Постановка завдань. Ґрунтуючись на встановлених особливостях селективного розчинення ΔCr, ΔNi та ΔFe із пітінгів на поверхні сталі AІSІ 304 дослідити вплив її пластичної деформації на пітінготривкість в хлоридовмісних модельних оборотних водах.

Практична цінність. Розроблені математичні моделі використовуються для оцінки пітінготривкості сталі AІSІ304 в модельних оборотних водах залежно від її параметрів та середовища, де працюють теплообмінники, що вироблені з цієї сталі.

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-12-07

Номер

Розділ

Моделювання процесів в металургії та машинобудуванні