zinet home
home home
home ИНТЕЛЛЕКТ-ПОРТАЛ
home Стартовал прием материалов в сборник XХХIX-й научной конференции. Требования к публикациям - в разделе "Объявления".

На главную | Объявления | Отчеты предыдущих конференций | История Украины | Контакты

РЕСУРСЫ ПОРТАЛА:

Тридцать восьмая научно-практическая конференция
(23 - 28 мая 2016 г.)


Тридцать седьмая научно-практическая конференция
(19 - 22 апреля 2016 г.)


Тридцать шестая научно-практическая конференция
(29 декабря 2015 - 5 января 2016 г.)


Тридцать пятая научно-практическая конференция
(24-27 ноября 2015 г.)


Тридцать четвертая научно-практическая конференция
(13-17 октября 2015 г.)


Тридцать третья научно-практическая конференция
(20-27 мая 2015 г.)


Тридцать вторая научно-практическая конференция
(2-7 апреля 2015 г.)


Тридцать первая научно-практическая конференция
(25 февраля - 1 марта 2015 г.)


Тридцатая научно-практическая конференция
(19-25 января 2015 г.)


Двадцать девятая международная научно-практическая конференция
(19-25 ноября 2014 г.)


Двадцать восьмая международная научно-практическая конференция
(08-13 октября 2014 г.)


Двадцать седьмая научно-практическая конференция
(20-25 мая 2014 г.)


Двадцать шестая научно-практическая конференция
(7-11 апреля 2014 г.)


Двадцать пятая юбилейная научно-практическая конференция
(3-7 марта 2014 г.)


Двадцать четвертая научно-практическая конференция
(20-25 января 2014 г.)


Двадцать третья научно-практическая конференция
(10-15 декабя 2013 г.)


Двадцать вторая научно-практическая конференция
(4-9 ноябя 2013 г.)


Первая международная научно-практическая конференция
(14-18 мая 2013 г.)


Двадцать первая научно-практическая конференция
(14-18 мая 2013 г.)


Двадцатая научно-практическая конференция
(20-28 апреля 2013 г.)


Девятнадцатая научно-практическая конференция
(26 февряля - 3 марта 2013 г.)


Восемнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 декабря 2012 г.)


Семнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 октября 2012 г.)


Шестнадцатая научно-практическая конференция
(09-14 апреля 2012 г.)


Пятнадцатая научно-практическая конференция
(01 - 07 марта 2012 г.)


Четырнадцатая научно-практическая конференция
(12-20 декабря 2011 г.)


Тринадцатая научно-практическая конференция
(28 октября - 09 ноября 2011 г.)


Двенадцатая научно-практическая конференция
(28 мая - 06 июня 2011 г.)


Одинадцатая научно-практическая конференция
(26 апреля - 04 мая 2011 г.)


Десятая научно-практическая конференция
(15-23 марта 2011 г.)


Девятая научно-практическая конференция
(27-31 декабря 2010 г.)


Восьмая научно-практическая конференция
(05-12 декабря 2010 г.)


Седьмая научно-практическая конференция
(28 мая - 7 июня 2010 г.)


Шестая научно-практическая конференция
(1-15 апреля 2010 г.)


Пятая научно-практическая конференция
(20-27 мая 2009 г.)


Четвертая научно-практическая конференция
(10-17 апреля 2009 г.)


Третья научно-практическая конференция
(20-27 декабря 2008 г.)


Вторая научно-практическая конференция
(1-7 ноября 2008 г.)


Первая научно-практическая конференция
(10-15 мая 2008 г.)



НАШИ ПАРТНЕРЫ:

Студия веб-дизайна www.zinet.info



Студия ландшафтного дизайна Флора-МК


Уникальное предложение!



Сайт-визитка - теперь
всего за 200 грн!

подробнее>>>



ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ТРУБ ПОВЫШЕННОЙ КОРРОЗИОННОЙ СТОЙКОСТИ ИЗ СТАЛИ 02Х22Н5АМ3, ИЗГОТОВЛЕННЫХ ПО ИННОВАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ

 

Панченко С.А., Балев А.Е.

Украина, г. Никополь

Дергач Т.А.

Украина, г. Днепропетровск,

ГВУЗ «Приднепровская государственная академия

строительства и архитектуры»

 

На ЧАО «СЕНТРАВИС ПРОДАКШН ЮКРЕЙН» по инновационной технологии, основанной на принципах зернограничного конструирования, изготовлена опытная партия труб из ферритно-аустенитной Cr-Ni-Mo стали 02Х22Н5АМ3; проведены эксплуатационные испытания образцов труб в теплообменном оборудовании (горячей камере) аппарата по производству каустической соды на ПАО «ДНЕПРАЗОТ», которые показали в » 3 раза их более высокую коррозионную стойкость по сравнению с используемыми в настоящее время трубами из стали 08Х18Н10Т.

 

Experimental tube lot of austenitic-ferritic Cr-Ni-Mo steel grade 02Х22Н5АМ3 was manufactured in he "Centravis Production Ukraine" PJSC in accordance to innovative technology, based on the grain boundary designing. Service tests of tube specimens were carried out in the heat exchanger equipment (hot cell) for hydrate of sodium production at the «DneprAzot» PJSC. Test results indicated corrosion resistance 3 times higher than used at present tubes of grade steel 08Cr18Ni10Ti.

 

Введение

Основанием для проведения работы явилось:

а) информация о ежегодном выходе из строя по причине сквозных коррозионно-эрозионных повреждений труб Æ38´2,5´2250 мм из стали 08Х18Н10Т, эксплуатирующихся в теплообменном оборудовании (горячих камерах) аппаратов по производству каустической соды на ПАО «ДНЕПРАЗОТ», г. Днепродзержинск;

б) данные анализа литературы о значительно более высокой коррозионной стойкости, в частности, к питтинговой коррозии и эрозии, в хлоридсодержащих средах при повышенных температурах, труб из хромоникельмолибденовой ферритно-аустенитной стали 02Х22Н5АМ3 [1-3];

в) разработка на ЧАО «СЕНТРАВИС ПРОДАКШН ЮКРЕЙН» (ЧАО «СПЮ») совместно ГВУЗ «Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры», инновационной технологии производства труб из стали 02Х22Н5АМ3, основанной на принципах зернограничного конструирования, – создания структуры с максимально возможным содержания специальных низкоэнергетических границ зерен Σ3n в аустенитной составляющей стали, обладающих повышенной коррозионной стойкостью, позволившей значительно повысить комплекс коррозионных свойств труб [4].

Цель работы – повышение качества, увеличение объемов производства и расширение областей применения, в том числе, на внутреннем рынке, труб из коррозионностойких сталей, производимых ЧАО «СПЮ».

Результаты работы и их обсуждение

Опытную партию труб Æ 25´2,0 мм из стали 02Х22Н5АМ3 изготавливали по технологии, включающей горячее прессование со степенью деформации 95% трубной заготовки Æ 180 мм; последующие холодные прокатки горячепрессованных труб со степенью деформации ≈ 60 % и 70 % – при прокатке на промежуточные и готовый размеры, соответственно; промежуточные термические обработки при температуре 1050ºС и окончательную термическую обработку по разработанному режиму двойной закалки (1150+1050-1070)° С в среде особо чистого водорода в печи фирмы «LOI».

Проведены комплексные лабораторные исследования и промышленные эксплуатационные испытания образцов труб опытной партии в теплообменном оборудовании (горячей камере) аппарата по производству каустической соды на ПАО «ДНЕПРАЗОТ».

Результаты лабораторных исследований

Комплексные лабораторные исследования образцов труб из стали 02Х22Н5АМ3 включали исследование структуры, коррозионных и механических свойств.

Результаты исследований показали, что микроструктура труб характеризуется соотношением ферритной и аустенитной фаз 1:1, средней величиной ферритных и аустенитных зерен 8-10 и 5-7 мкм, соответственно, а также с повышенным содержанием специальных границ зерен (~72%) в аустенитной составляющей стали (рис. 1).

Образцы труб из стали 02Х22Н5АМ3 показали высокую стойкость к межкристаллитной (МКК), питтинговой коррозии (ПК) и коррозионному растрескиванию (КР). При испытания на стойкость к МКК в кипящем растворе серной кислоты и медного купороса по методу АМУ, ГОСТ 6032, межкристаллитные трещины на их Z-образном изгибе образцов отсутствовали; скорость коррозии образцов при испытании в кипящем 65%-ном растворе азотной кислоты по методу ДУ, ГОСТ 6032, составила 0,5 мм/год; скорость ПК при испытании в 6%-ном растворе FeCl3 при температуре 30°С в течение 24 часов по методу А, ASTM G-48, не превышала 0,00007 г/см2, образцы после правки не растрескались за 300 ч испытаний на стойкость к КР в кипящем при 155°С 45%-ом растворе MgCl2 по стандарту ASTM G-36.

 

а

б

Рис. 1. Зеренная структура труб из стали 02Х22Н5АМ3 (а, ´ 500); увеличенный фрагмент аустенитной составляющей структуры с анализом СГ å3 (б, ´ 2000).

 

По стойкости к МКК, ПК и КР образцы экспериментальных труб превосходят трубы массового производства.

Уровень механических свойств образцов труб при испытании на растяжение составил: sв = 780-785 МПа, s0,2=560-565 МПа, δ5=39-42%.

Результаты эксплуатационных испытаний

На рисунке 2 представлен вид корпуса теплообменника, используемого в аппаратах по производству каустической соды, в котором проводились эксплуатационные испытания труб опытной партии.

Рис. 2. Вид корпуса теплообменника аппарата по производству каустической соды.

 

Образцы труб Æ25´2´1000 мм из стали 02Х22Н5АМ3 на время эксплуатационных испытаний помещали внутрь промышленно эксплуатируемых в теплообменнике труб Æ38´2,5´2250 мм из стали 08Х18Н10Т. В тех же условиях проходили испытания образцы-свидетели – трубы Æ25´2,5´1000 мм из стали 08Х18Н10Т. Условия в теплообменнике представляли концентрированную пароводяную смесь щелочи и хлорида натрия с абразивными частицами, при температуре до 150 ºС и давлении 2 МПа.

Эксплуатационные испытания проведены в 2 этапа: в течение примерно 2,5 и 5 мес.

После каждого этапа испытаний образцы извлекали из теплообменника, пропаривали в специальной камере для удаления осадка солей, который образуется на поверхностях труб в процессе эксплуатации, подвергали взвешиванию на электронных весах с точностью до 1 г, обследованию наружной и внутренней поверхностей, оценке скорости коррозии, а также характера и степени коррозионных повреждений.

Результаты визуального осмотра образцов после первого этапа испытаний (2,5 мес., 77,5 сут., 1448 ч.) показали, что в процессе эксплуатации на их наружной и внутренней поверхностях образовалась тонкая оксидная пленка темного, преимущественно черного, цвета. Толщина оксидной пленки на образцах труб из стали 02Х22Н5АМ3 и 08Х18Н10Т составляла 15 и 25 мкм, соответственно.

При исследовании под оптическим микроскопом на внутренней поверхности образца трубы из стали 02Х22Н5АМ3 наблюдали продольный рельеф глубиной до 7 мкм, который при большом увеличении имел вид протравленной двухфазной структуры, рис. 2 а. Внутренняя поверхность образца трубы из стали 08Х18Н10Т характеризовалась более высокой степенью шероховатости и наличием участков с язвенной коррозией глубиной до 50 мкм, рис. 2 б.

 

а

б

Рис. 2. Вид внутренней поверхности образцов труб из стали 02Х22Н5АМ3 (а) и 12Х18Н10Т (б) после первого этапа эксплуатационных испытаний, ´ 300.

 

После второго, более длительного этапа эксплуатационных испытаний (5 мес. 156 сут., 3744 ч) наблюдали усиленную коррозию в виде растравов и язв глубиной до 80 мкм на всей наружной поверхности образца трубы из стали 08Х18Н10Т, рис. 3а. Поверхность образца трубы из стали 02Х22Н5АМ3 была гладкой, на ней имелись единичные неглубокие язвы диаметром до 0,5 мм и глубиной до 300 мкм, которые занимали менее 1 % поверхности образца, рис. 3б.

 

а

б

Рис. 3. Вид наружной поверхности образца трубы из стали 08Х18Н10Т с коррозионными поражениями (а) и образца трубы из стали 02Х22Н5АМ3 (б) после второго этапа длительных эксплуатационных испытаний, × 3.

 

Расчет средней скорости коррозии образцов в мм/год производили по формуле:
Vкор = 87600
Dm / r S Dt (ГОСТ 6032-89, ГОСТ 9.908-85), где Dm - потеря массы образцов за этап испытаний, г; S - площадь поверхности образца, контактировавшая с агрессивной средой, см2; t - время испытаний; r - плотность стали (7,9 г/см2).

Установлено, что средние скорости коррозии образцов труб после первого и второго этапов эксплуатационных испытаний (»2,5 мес., 77,5 сут., 1860 ч и »5 мес., 156 сут., 3744 ч, соответственно) составили:

·       для труб из стали 02Х22Н5АМ3 – 0,10 и 0,055 мм/год, соответственно;

·       для труб из стали 08Х18Н10Т – 0,29 и 0,155 мм/год, соответственно.

Таким образом, скорость коррозии образцов труб из стали 02Х22Н5АМ3 при длительных эксплуатационных испытаниях в агрессивной среде в теплообменном оборудовании аппарата по производству каустической соды в 2,8-2,9 риз ниже, чем эксплуатирующихся в настоящее время труб из стали 08Х18Н10Т.

На рисунке 4 показаны фрагменты труб Æ38´2,5 мм из стали 08Х18Н10Т, извлеченных из теплообменника аппарата по производству каустической соды через 8 месяцев эксплуатации на ПАО «ДНПРАЗОТ». Видна сквозная коррозия, смятие труб и образование сквозных трещин вследствие утонения их стенки. Эти данные свидетельствуют о насущной необходимости повышения коррозионной стойкости и увеличения срока эксплуатации труб.

 

а

б

в

г

Рис. 4. Коррозионные поражения труб Æ38´2,5 мм из стали 12Х18Н10Т через 8 месяцев эксплуатации в аппарате по производству каустической соды на ПАО «ДНЕПРАЗОТ»:

а – сквозные отверстия; б – смятие труб вследствие утонения их стенок; в – сквозные трещины; г – катастрофическое утонение стенки и сквозные трещины, × 50.

 

Ожидаемый экономический эффект от использования в 4-х аппаратах по производству каустической соды на ПАО «ДНЕПРАЗОТ» труб повышенной коррозионной стойкости из стали 02Х22Н5АМ3 взамен труб из стали 08Х18Н10Т пониженной коррозионной стойкости (33,7 тонн труб), рассчитанный с учетом увеличения в »3 раза срока службы труб повышенной коррозионной стойкости, а также данных ЧАО «СПЮ» о стоимости производимых им труб Æ38´2,5 мм из указанных сталей, составляет 4 380 000 грн.

Выводы

1. При длительных эксплуатационных испытаниях в агрессивной хлоридсодержащей среде в теплообменном оборудовании (горячих камерах) аппаратов по производству каустической соды на ПАО «ДНЕПРАЗОТ» установлена в » 3 раза более высокая коррозионная стойкость труб из стали 02Х22Н5АМ3, изготовленных на ЧАО «СЕНТРАВИС ПРОДАКШН ЮКРЕЙН» по инновационной технологии, по сравнению с используемыми в настоящее время трубами из стали 08Х18Н10Т.

2. Использование на ПАО «ДНЕПРАЗОТ» труб из стали 02Х22Н5АМ3 повышенной коррозионной стойкости позволит сократить прямые (стоимость заменяемых труб) и косвенные (ремонтные работы, простои оборудования, недовыработка продукции и др.) убытки, имеющие место вследствие усиленной коррозии и быстрого выхода из строя труб из стали 08Х18Н10Т, и повысить эффективность производства.

3. Результаты работы направлены на увеличение выпуска и использования на внутреннем рынке высококачественной отечественной трубной продукции, в соответствии с современными требованиями экономики Украины.

 

Список литературных источников

1.     Alvarez-Armas, I. Duplex Stainless Steels: Brief History and Some Recent Alloys. Recent Patents on Mechanical Engineering 2008, 1, 51-57, (2008).

2.     Duplex stainless steel welding. Best practices. www. stainless-steel-world.

3.     Charles J., Verneau M., Audouard J.-P., Demars S. Some duplex applications. Test results and practical experience // Stainless Steel World 99 Conf. on Corrosion-Resistant Alloys (16-18 Nov. 1999, Hauge, Netherlands) 1999. – P.473-485.

4.     Патент на корисну модель № 68801, Україна. Т.О. Дергач, Л.С. Сєвєріна, Г.Д. Сухомлин, Г.М. Круцан, С.А. Панченко, А.Є. Балєв. Бюл. № 7, опубл. 10.04.2012.



Первая научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(10-15 мая 2008 г.)


(отчет)
Вторая научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(1-7 ноября 2008 г.)
(отчет)
Третья научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(20-27 декабря 2008 г.)
(отчет)
Четвертая научно-практическая конференция
(10-17 апреля 2009 г.)
(отчет)
Пятая научно-практическая конференция
(20-27 мая 2009 г.)
(отчет)
Шестая научно-практическая конференция
(1-15 апреля 2010 г.)
(отчет)
Седьмая научно-практическая конференция
(28 мая - 7 июня 2010 г.)
(отчет)
Восьмая научно-практическая конференция
(05-12 декабря 2010 г.)
(отчет)
Девятая научно-практическая конференция
(27-31 декабря 2010 г.)
(отчет)
Десятая научно-практическая конференция
(15-23 марта 2011 г.)
(отчет)
Одинадцатая научно-практическая конференция
(26 апреля 04 мая 2011 г.)
(отчет)
Двенадцатая научно-практическая конференция
(28 мая - 06 июня 2011 г.)
(отчет)
Тринадцатая научно-практическая конференция
(28 октября - 09 ноября 2011 г.)
(отчет)
Четырнадцатая научно-практическая конференция
(12-20 декабря 2011 г.)
(отчет)
Пятнадцатая научно-практическая конференция
(01-07 марта 2012 г.)
(отчет)
Шестнадцатая научно-практическая конференция
(09-14 апреля 2012 г.)
(отчет)
Семнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 октября 2012 г.)
(отчет)
Восемнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 декабря 2012 г.)
(отчет)
Девятнадцатая научно-практическая конференция
(26 февраля - 3 марта 2013 г.)
(отчет)
Двадцатая научно-практическая конференция
(20-28 апреля 2013 г.)
(отчет)
Двадцать первая научно-практическая конференция
(13-18 мая 2013 г.)
(отчет)
Первая международная научно-практическая конференция
"Перспективные направления отечественной науки - ХХI век"
(13-18 мая 2013 г.)
(отчет)
Двадцать вторая научно-практическая конференция
(4-9 ноября 2013 г.)
(отчет)
Двадцать третья научно-практическая конференция
(10-15 декабря 2013 г.)
(отчет)
Двадцать четвертая научно-практическая конференция
(20-25 января 2014 г.)
(отчет)
Двадцать пятая юбилейная научно-практическая конференция
(3-7 марта 2014 г.)
(отчет)
Двадцать шестая научно-практическая конференция
(7-11 апреля 2014 г.)
(отчет)
Двадцать седьмая научно-практическая конференция
(20-25 мая 2014 г.)
(отчет)
Двадцать восьмая научно-практическая конференция
(08-13 октября 2014 г.)
(отчет)
Двадцать девятая научно-практическая конференция"
(19-25 ноября 2014 г.)
(отчет)
Тридцатая научно-практическая конференция
(19-25 января 2015 г.)
(отчет)
Тридцать первая научно-практическая конференция
(25 февраля - 1 марта 2015 г.)
(отчет)
Тридцать вторая научно-практическая конференция
(2 - 7 апреля 2015 г.)
(отчет)
Тридцать третья научно-практическая конференция
(20 - 27 мая 2015 г.)
(отчет)
Тридцать четвертая научно-практическая конференция
(13 - 17 октября 2015 г.)
(отчет)
Тридцать пятая научно-практическая конференция
(24 - 27 ноября 2015 г.)
(отчет)
Тридцать шестая научно-практическая конференция
(29 декабря 2015 - 5 января 2016 г.)
(отчет)
Тридцать седьмая научно-практическая конференция
(19 - 22 апреля 2016 г.)
(отчет)
Тридцать восьмая научно-практическая конференция
(23 - 25 мая 2016 г.)
(отчет)

На главную | Объявления | Отчеты предыдущих конференций | История Украины | Контакты

Copyright © Zinet.info. Разработка и поддержка сайта - Студия веб-дизайна Zinet.info