Главное меню
Главная О сайте Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Аналитическая химия Ароматерапия Биотехнология Биохимия Высокомолекулярная химия Геохимия Гидрохимия Древесина и продукты ее переработки Другое Журналы История химии Каталитическая химия Квантовая химия Лабораторная техника Лекарственные средства Металлургия Молекулярная химия Неорганическая химия Органическая химия Органические синтезы Парфюмерия Пищевые производства Промышленные производства Резиновое и каучуковое производство Синтез органики Справочники Токсикология Фармацевтика Физическая химия Химия материалов Хроматография Экологическая химия Эксперементальная химия Электрохимия Энергетическая химия
Новые книги
Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 2" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 1" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 12" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 11" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 10" (Журналы)
Книги по химии
booksonchemistry.com -> Добавить материалы на сайт -> Металлургия -> Арчаков Ю.И. -> "Водородоустойчивость стали " -> 42

Водородоустойчивость стали - Арчаков Ю.И.

Арчаков Ю.И. Водородоустойчивость стали — М.: Металлургия, 1978. — 161 c.
Скачать (прямая ссылка): vodorodoustoyichivoststali1978.djvu
Предыдущая << 1 .. 36 37 38 39 40 41 < 42 > 43 44 45 46 47 48 .. 52 >> Следующая

3“Ч<Ч
124
Тогда скорость потока газа через единицу площади отдельных составляющих двухслойного металла I и II при постоянной температуре формулам:
IV
(Plh-nlh).
можно рассчитывать по
(57)
(58)
Поскольку рз'Срг, то выражение (58) имеет вид:
2 /
*2
Соблюдая (Pi7, -
Р2
'О.
ll
условие V1 — V2, получим
рЬ
к
Р2
(59)
равенство
(60)
из которого найдем выражение для определения эффективного давления водорода «а границе раздела металлов 1 и 2 двухслойного металла:
W'l
Р2
п7, Р1 •
. . (61)
Если в уравнении (61) обозначим, Vo,/h через а и Vojh через Р, то получим выражение для расчета давления рг в виде:
п'/* —
Р2 —
—ГГ Р1‘ ¦ (62)
а + р
Для расчета давления р2 на границе соединения двухслойного металла необходимо знать общее давление водорода у поверхности плакирующего слоя, толщины металлов 1 и 2, а также (постоянные водородопроницаемости Уо, и Уо2, которые можно определить экспериментальным п\ тем.
Рассмотрим стенку (рис. 57), состоящую из трех разнородных, плотно прилегающих один ik другому слоев металлов, толщины которых соответственно /ь /2 и /3, а коэффициенты диффузии .водорода, Du D2, D*
Рис 57 Изменение концентрации водорода в трехслойном металле, li~l2=h
* В ряде случаев более правильно пользоваться постоянными водородопроницаемости.
125
При стационарном режиме удельный диффузионный поток V постоянен и одинаков для всех слоев. Значения концентрации Сх и С4 задаются термодинамическими условиями, а концентрации С2 и Сз на стыках слоев:
Сг — Сх — V l1/D1 (63)
и
CS = C2-V 4/D2 = С4 4- V /3/D3, (64}
причем
V =-Cl~°4-. (65)
h i Di + tz!Dz Is jD3
Для трехслойной цилиндрической стенки имеем:
са = С, - №7(2 Г Д)1/1п (4АУ (66
с3 = С2 — [К/2 ~ D2]/ln (dg/^)
= С4 + [V/2 г DgJ/ln (d4/d3), (67)
А7Х7А ' (68>
рч In j 4“ г» ^ “Ь /¦> ,
D\ d\ а2 и% а3
где d— диаметр трубы; С4=0.
Концентрацию газа на стыке слоев можно рассчитать по формулам (66) и (67). Концентрация газа в металле пропорциональна корню квадратному из давления газа (с»ур) 7 Подставляя значения давления гяяя r флрм^-лы ThtVr~7? (В7Т* можно определить эффективное давление газа на стыке слоев.
±5 работах [27, 137—139, 141] проведена экспериментальная проверка эффективности покрытий в случае стационарного потока водорода через двухслойный металл.
При защите углеродистой стали рассматриваются три вида покрытий, различающихся водородопроницае-мостью и характером их взаимодействия с основным металлом:
1. Плакирующие слои, обладающие весьма низкой водородопроницаемостью и практически не вступающие в заметное взаимодействие с основным металлом.
2. Плакирующие слои, обладающие очень низкой водородопроницаемостью и образующие твердые рас-створы с основным металлом с широким диапазоном концентраций.
126
3. Плакирующие слои, обладающие более высокой водородопроницаемостью, чем первые два, и образующие растворы и соединения с основным металлом.
Наибольшей эффективности защиты металлов от воздействия водорода можно достигнуть при использовании для плакирующих слоев меди и серебра, обладающих низкой водородопроницаемостью и. практически не взаимодействующих с основным металлом — углеродистой сталью. Футеровка листами из меди и серебра относится к первому типу плакирования. Эти металлы имеют очень низкую проницаемость водорода (табл. 34).
Таблица 34 Постоянные водородолроницаемости, см3/(см2-ч--мм-1), при давлении водорода 1 кгс/см2
Температура, °С Экспериментальные данные [141] Данные Бэррера [97]
сталь 20 20X13 12X18H10T Ni Си А1
300 5-10-2 6-10~3 _ 4,8-10—4 4,2-10~6 2,5-10~®
400 1,8-10“' 2,4-10~2 3-10~3 2,7-ИГ3 3,6-Ю-5 3,6-10~6
500 3,8-10~' 5-10~2 1,7-10~2 1,Ы0~2 1,8-Ю-4 2,6-10~5
600 5-10—1 ю-1 6-10“2 2,6 10“2 6, мо-4 2,6-10~4
700 9 • 10—1 2,7-10-‘ 1,9-10-1 6,5-19г-2 1,7-lOr3 -
Ко второму типу покрытий относятся плакирующие слои, выполненные из алюминия и других металлов также с низкой водородопроницаемостью, но образующие твердые tp а створы с железом в широком диапазоне концентраций.
К третьему типу покрытий относятся нержавеющие стали 08X13, 12Х18Н10Т и др., которые широко применяют в виде двухслойного проката (20К+08X13 и Ст.З-f 12Х18Н10Т).
В табл. 34 приведены значения постоянных водородо-проницаемости некоторых 1металлов и сталей.
Как видно, вышеуказанные металлы и стали можио расположить в ряд по возрастанию водородопроницае-мости: Al, Си, Ni, стали 12Х18Н10Т, 20X13 и 20. Следовательно, наибольший эффект понижения давления водорода на границе соединения двухслойных металлов достигается футеровкой стали листами из алюминия
127
и меди. При давлении водорода 100 кгс/см2 и температуре 600°С применение плакирующих слоев из меди и алюминия, толщина которых составляет 10% от общей толщины двухслойного металла, снижает давление водорода на границе соединения их со сталью 20 соответственно до 0,017 и 0,003 кгс/см2 (рис. 58).
В практике химической и нефтеперерабатывающей промышленности применяют двухслойные стали с за-
Рис. 58. Изменение давления водо рода р2 иа границе двухслойных глета л лов в зависимости от внешнего давления Pi при температуре 600°С (отношение толщины плаки рующего слоя к основному металлу из стали 20 составляет ! : 10)
Предыдущая << 1 .. 36 37 38 39 40 41 < 42 > 43 44 45 46 47 48 .. 52 >> Следующая

Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены.
Реклама