CC BY
28
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2019. Том 2
УДК 669.713.6
КОРРОЗИЯ СТАЛИ В СЕРОСОДЕРЖАЩЕЙ СРЕДЕ
Д. И. Цыпленкова1, В. П. Жереб1, 2
1Сибирский федеральный университет Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79 2Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]
Обсуждаются результаты термодинамического анализа процессов взаимодействия серосодержащих газов с металлическим железом в восстановительных условиях.
Ключевые слова: коррозия; термодинамический анализ; железо.
CORROSION OF STEEL IN A SERIES-CONTAINING MEDIUM
D. I. Tsyplenkova 1, V. P. Zhereb1, 2
1Siberian Federal University 79, Svobodny Av., Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation 2Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]
The results of the thermodynamic analysis of the processes of interaction of sulfur-containing gases with metallic iron under reducing conditions are discussed.
Keywords: corrosion; thermodynamic analysis; iron.
Введение. Материалы на основе сплавов системы Fe-C - чугуны и стали, остаются до нашего времени основными конструкционными материалами, широко применяемыми в различных отраслях человеческой деятельности. Большую опасность для самых разнообразных конструкций, в которых используются низкоуглеродистые стали, представляют процессы коррозионного разрушения. Современная прикладная химии в большой степени - это драматическая история исследования закономерностей коррозионного разрушения конструкционных материалов и борьбы за их сохранение. Достигнутый к настоящему времени уровень антикоррозионной защиты металлических материалов позволяет решать самые разнообразные задачи, но постоянно изменяются условия таких задач. Среди широкого разнообразия коррозионных сред, достаточно полно исследованных с физико-химических позиций, особое место занимает серосодержащие высокотемпературные твердо-газовые среды, осложненные совместным присутствием кислорода и углерода. Такие условия возникают в камерах сгорания угольного, нефтяного топлива и кокса, а также в разнообразных металлургических агрегатах [1-4].
Цель данной работы - термодинамический анализ условий равновесного протекания процессов взаимодействия железа с серосодержащими газами в атмосфере, содержащей CO и CO2 в интервале температур 25-1000 °С.
Термодинамический анализ реакций взаимодействия железа с серой в конденсированном состоянии по реакции (1) Fe + S = FeS, а также с газообразной серой по реакции (2) Fe + S(g) = FeS, указывает на более высокую вероятность коррозии железа за счет газообразной серы (рис.)
[5, 6].
Секция «Концепции современного естествознания»
Температура, °С
Температурная зависимость изменения энергии Гиббса для реакций (1) - (4).
В атмосфере, содержащей углерод, а также смесь газообразных кислорода и серы наиболее вероятно образование оксисульфида углерода по реакции C + 0.502(g) + S(g) = COS(g) (3). Образовавшийся оксисульфид углерода может участвовать в окислении железа с образование сульфида железа, оксида железа и карбида железа - цементита по реакции (4) 5Fe + COS(g) = FeS + FeO + Fe3C. Представленные на рис. температурные зависимости изменения энергии Гиббса показывают, что наиболее устойчивым окислителем железа в среде, образованной графитом и смесью паров серы и кислорода является COS.
Библиографические ссылки
1. Харлампиди Х. Э. Сераорганические соединения нефти. Методы очистки и модификации // Соросовский образовательный журнал. 2000. Т. 6. № 7. С. 42-46.
2. Красюков А. Ф. Нефтяной кокс. М.: Химия. 1968. 264 с.
3. Сюняев 3. И. Сафиева Р. 3., Сюняев Р. 3. Нефтяные дисперсные системы. М.: Химия. 1990. 226 с.
4. Шеррюбле В.Г., Селезнев А. Н. Пековый кокс в углеродной промышленности. Челябинск: Издатель Татьяна Лурье. 2003. 296 с.
5. Rickard D., Luther G. W. Chemistry of Iron Sulfides // Chem. Rev. 2007. Vol. 107. No 2. P. 514562.
6. Sharma R.C. Chang Y.A. System Fe - S. Calculated T-X diagrams // Metall. Trans., Ser. B. 1979. V. 10B. № 1. P. 103-108.
© Цыпленкова Д. И., Жереб В. П., 2019
