Journals →  Цветные металлы →  2021 →  #4 →  Back

Легкие металлы, углеродные материалы
ArticleName Повышение надежности холодильных барабанов, используемых в производстве анодной массы
DOI 10.17580/tsm.2021.04.08
ArticleAuthor Криницин П. Г., Гринкевич А. Г., Ясинский А. С.
ArticleAuthorData

Институт цветных металлов и материаловедения, Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия1 ; ООО «ИСО», филиал в Братске, Россия2:

П. Г. Криницин, магистрант1, менеджер по надежности2, эл. почта: alfa_reklama@mail.ru
А. Г. Гринкевич, магистрант1, начальник цеха2, эл. почта: grinkevi4ag@gmail.com

 

Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия:
А. С. Ясинский, заведующий лабораторией физикохимии металлургических процессов и материалов, эл. почта: ayasinskiykrsk@gmail.com

Abstract

Исследованы окислительные процессы, происходящие в металлоконструкциях универсальных холодильных барабанов УХБ 3/30, используемых для перемещения и охлаждения прокаленного кокса. Его температура достигает 1320 oC. По мере продвижения материала по барабану происходит химическое и тепловое воздействие на незащищенные металлоконструкции с образованием очагов эрозии и сквозных повреждений обечаек. Срок службы металлоконструкций горячего обреза холодильников, изготовленных из стали Ст3, составляет 1 год, что определяет периодичность проведения ремонтов барабанов. Эксперименты по исследованию окислительных процессов в реальных условиях эксплуатации холодильников проведены для образцов из углеродистой стали марки Ст3 и жаропрочной высоколегированной стали 20Х23Н18. Для них определены изменения химического состава, физических свойств. Использованы термогравиметрический способ оценки кинетики коррозии по убыли массы, спектрометрическое исследование образцов металлов и классический химический анализ «мокрым» способом. На основании результатов исследования дана оценка степени коррозионного повреждения образцов после 1,5 ч. Исследована кинетика коррозии. Представлен механизм обезуглероживания поверхностного слоя стали марки Ст3 и сопутствующего ухудшения механических свойств металла. Проведен упрощенный экономический анализ целесообразности применения стали 20Х23Н18 в целях увеличения срока службы холодильных барабанов.

Работа выполнена в рамках государственного задания на науку ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет», номер проекта FSRZ-2020-0013.

keywords Хромоникелевый сплав, коррозия, надежность оборудования, аустенитные нержавеющие сплавы, эрозия, высокотемпературное воздействие, анод Содерберга, анодная масса, кокс
References

1. Твердохлебова В. П., Храменко С. А. Нефтяной кокс для алюминиевой промышленности. Технология и свойства // Journal of Siberian Federal University. Chemistry. 2010. Vol. 4. P. 369–386.
2. Лепеш Г. В., Моисеев Е. Н. Оценка способов защиты поверхности металла от высокотемпературной эрозии // Технико-технологические проблемы сервиса. 2017. Т. 3. № 41. С. 20–31.
3. Умарова Н. Г. Изучение влияния внешних и внутренних факторов на химическую коррозию металлов // Наука и образование сегодня. 2016. № 2(3). С. 38–39.
4. Неверов А. С., Родченко Д. А., Цырлин М. И. Коррозия и защита материалов. — М., 2007. — 224 с.
5. Dwivedi D., Lepkova K., Becker T. Carbon steel corrosion: a review of key surface properties and characterization methods // The Royal Society of Chemistry. 2017. Vol. 7. P. 4580–4610.
6. Neuharth J. J., Cavalli M. N. Investigation of high-temperature hydrogen embrittlement of sensitized austenitic stainless steels // Engineering Failure Analysis. 2014. Vol. 17. P. 1028–1037.
7. Astafurova E. G., Astafurov S. V., Maier G. G., Moskvina V. A. et al. Hydrogen embrittlement of ultrafine-grained austenitic stainless steels // Rev. Adv. Mater. Sci. 2018. Vol. 54. P. 25–45.
8. Вернигорова В. Н., Королев Е. В., Еремкин А. И., Соколова Ю. А. Коррозия строительных материалов : монография. — М. : Палеотип, 2007. — 176 с.
9. Чернов А. А., Лошкарев Н. Б., Дружинин Г. М. Способы уменьшения угара в стали при нагреве в промышленных печах // Теплотехника и информатика в образовании, науке и производстве. TИМ’2017. 2017. С. 155–158.
10. Calika A., Duzgun A., Sahin O., Ucard N. Effect of carbon content on the mechanical properties of medium carbon steels // Zeitschrift für Naturforschung A. 2010. Vol. 65, Iss. 5. P. 468–472.
11. ГОСТ 380–2005. Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки. — Введ. 01.07.2008.
12. Totten G. E. Steel heat treatment: Metallurgy and technologies. — Oregon, U.S.A. : Portland State University, Portland, 2006. — 848 p.

13. Pu-Jie Zhao, Cheng Ma, Ji-Tong Wang, Wen-Ming Qiao et al. Almost total desulfurization of high high-sulfur petroleum coke by Na Na2CO3-promoted calcination combined with ultrasonicultrasonic-assisted chemical oxidation // New Carbon Materials. 2018. Vol. 33, Iss. 6. P. 587–594.
14. Пояркова Е. В., Яхин А. В. Влияние высокотемпературного нагрева на структуру поверхностных окислов нержавеющей стали // Вестник Тамбовского университета. Серия: Естественные и технические науки. 2016. T. 21, Вып. 3. C. 1267–1270.
15. Пояркова Е. В. Структурно-масштабные закономерности накопления повреждений высокотемпературного оборудования : монография. — М. : Флинта, 2016. — 121 с.
16. Заварцев Н. А., Гафаров Н. Ф., Сагидуллин Р. З. Обзор механизмов окисления металлов и влияния аллотропии и температуры на кинетику окисления // Промышленность, сельское хозяйство, энергетика и инфраструктура: проблемы и векторы развития : сб. трудов. 2017. С. 148–167.
17. ГОСТ 5632–72. Стали высоколегированные и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки. — Введ. 01.01.1975.
18. Jianbo Sun, Chong Sun, Xueqiang Lin, Xiangkun Cheng et al. Effect of chromium on corrosion behavior of P110 steels in CO2 – H2S environment with high pressure // Materials. 2016. Vol. 9, Iss. 3. P. 200.

Language of full-text russian
Full content Buy
Back