Надежность и долговечность термического оборудования во многом определяются правильным выбором материалов. Как производители вакуумных сушильных шкафов, печей и термокамер, мы уделяем особое внимание коррозионной стойкости всех элементов конструкции, особенно рабочих камер, непосредственно контактирующих с агрессивными средами.
Химическая стойкость металлов определяется их способностью противостоять разрушающему воздействию агрессивных сред. Это свойство зависит от:
- природы металла (состав, легирующие элементы),
- структуры кристаллической решетки,
- плотности пассивного оксидного слоя (например, Cr₂O₃ у нержавеющих сталей).
Химическая стойкость металлов и сплавов — одно из ключевых свойств, определяющих их применение в:
- химической промышленности,
- машиностроении,
- энергетике,
- пищевой и фармацевтической отраслях.
Правильный выбор материала на основе его коррозионной стойкости позволяет:
- увеличить ресурс оборудования,
- снизить риск аварийных ситуаций,
- минимизировать затраты на обслуживание.
Особенности конструкции оборудования
Основной элемент любого термического оборудования — рабочая камера. Её материал определяет:
- стойкость к коррозии,
- термостойкость,
- долговечность.
Исполнение оборудования
Общепромышленное исполнение
- Материал камеры: сталь 08Х18Н10 (AISI 304).
- Применение: для работы в слабоагрессивных средах (вода, пар, органические растворители, пищевые продукты).
Подходит для большинства производственных задач. Оптимальное сочетание цены и надежности.
Химически стойкое исполнение
Материал камеры: сталь 03Х17Н14М3 / 03Х16Н15М3 (AISI 316).
Ключевое отличие: добавка молибдена (2–3%), повышающая стойкость к:
точечной коррозии (в хлоридсодержащих средах),
щелевой коррозии,
воздействию кислот (например, серной, фосфорной).
Повышенная стойкость к кислотам, хлоридам и другим агрессивным агентам. Специальные конструктивные решения для сложных технологических процессов.
Маркировка применяемых сталей
| Международный стандарт (AISI) | Российский аналог (ГОСТ) | Основные легирующие элементы | Макс. температура* |
|---|---|---|---|
| 304 | 08X18H10 | Cr 18–20%, Ni 8–10.5% | 550 °C |
| 316 | 03X17H14M3 | Cr 16–18%, Ni 10–14%, Mo 2–3% | 450 °C |
Для AISI 304: 500-550°C предельные значения для сроков службы 10+ лет. При 600°C срок службы сокращается до 2-5 лет (в зависимости от среды).
Рекомендуемые температурные диапазоны для длительной* работы сталей 08Х18Н10 и 03Х17Н14М3
| Параметр | AISI 304 (08X18H10) | AISI 316 (03X17H14M3) |
|---|---|---|
| Макс. рабочая температура | ||
| – Длительная эксплуатация (10+ лет) | 450–550 °C | 400–450 °C |
| – В окислительных средах (воздух, пр.) | 450 °C | 450 °C |
| – В инертных/вакуумных средах | 550 °C | 500 °C |
| Предел кратковременного нагрева | 800 °C (макс. 1 час) | 700 °C (макс. 1 час) |
| Макс. температура (1 год) | 550–600 °C | 550–600 °C |
| Критические ограничения | ||
| – Образование σ-фазы** | >550 °C (после 1000 ч) | >450 °C (после 2000 ч) |
| – Межкристаллитная коррозия | 450–850 °C (опасная зона) | 550–750 °C (опасная зона) |
| – Потеря прочности | Начинается при >500 °C | Начинается при >450 °C |
**Образование σ-фазы - это процесс появления в сплавах интерметаллической фазы, богатой хромом и железом, при определенных условиях (температура, время выдержки). Может негативно влиять на механические свойства сплавов, снижая их пластичность и ударную вязкость.
Обозначения в таблице стойкости
V (хорошая стойкость): материал устойчив в указанной среде при стандартных условиях (20°C, умеренные концентрации, атмосферное давление ).
— (осторожно): возможна коррозия при:
- повышенных температурах,
- высоких концентрациях,
- длительном контакте.
Х (не подходит): материал быстро разрушается (например, нержавеющие стали в соляной кислоте).
НД (нет данных): требуется дополнительная проверка (возможны исключения).
| Рабочая среда | 08х18Н10 (AISI 304) | 03Х17Н14М3 / 03Х16Н15М3 (AISI 316) |
|---|---|---|
| Азотная кислота / Nitric Acid | V | — |
| Ацетальдегид / Acetaldehyde | V | V |
| Ацетон / Acetone | V | V |
| Ацетилен / Acetylene | V | V |
| Аммиак / Ammonia | V | V |
| Аммиачная селитра / Ammonium Nitrate | V | V |
| Анилин / Aniline | V | V |
| Асфальт / Asphalt | V | V |
| Бензол / Benzene | V | V |
| Бензойная кислота / Benzoic Acid | V | V |
| Бензин / Gasoline | V | V |
| Борная кислота / Boric Acid | V | V |
| Бутан / Butane | V | V |
| Вода питающая паровых систем / Water (Steam Boiler Feed) | V | V |
| Вода дистиллированная / Water, Distilled | V | V |
| Вода морская / Water, Sea | — | — |
| Водород / Hydrogen | V | V |
| Вино / Wine | V | V |
| Виски / Whiskey | V | V |
| Гипохлорит кальция / Calcium Hypochlorite | — | — |
| Гидроксид магния / Magnesium Hydroxide | V | V |
| Гидроксид калия / Potassium Hydroxide | V | V |
| Гипохлорит натрия / Sodium Hypochlorite | Х | Х |
| Глюкоза / Glucose | V | V |
| Двуокись углерода, сухой / Carbon Dioxide, Dry | V | V |
| Двуокись углерода, влажный / Carbon Dioxide, Wet | V | V |
| Дихлорид олова / Stannous Chloride | Х | V |
| Диоксид серы, сухой / Sulfur Dioxide, Dry | V | V |
| Карболовая кислота (Фенол) / Carbolic Acid (Phenol) | V | V |
| Коксовый газ / Coke Oven Gas | V | V |
| Креозот / Creosote | V | V |
| Кислород / Oxygen | V | V |
| Канифоль / Rosin | V | V |
| Каустическая сода / Sodium Hydroxide | V | V |
| Лимонная кислота / Citric Acid | — | V |
| Медный купорос / Copper Sulfate | — | — |
| Муравьиная кислота / Formic Acid | — | — |
| Метиловый спирт / Methanol | V | V |
| Метилэтилкетон / Methyl Ethyl Ketone | V | V |
| Молоко / Milk | V | V |
| Нефтяные масла / Petroleum Oils | V | V |
| Нитрат серебра / Silver Nitrate | V | V |
| Ортофосфорная кислота, с доступом воздуха / Phosphoric Acid, Aerated | V | V |
| Ортофосфорная кислота, без доступа воздуха / Phosphoric Acid, Air Free | V | V |
| Ортофосфорная кислота, пары / Phosphoric Acid, Vapors | — | — |
| Олеиновая кислота / Oleic Acid | V | V |
| Перекись водорода / Hydrogen Peroxide | V | V |
| Пиво / Beer | V | V |
| Пикриновая кислота / Picric Acid | V | V |
| Природный газ / Natural Gas | V | V |
| Пропан / Propane | V | V |
| Поваренная соль / Sodium Chloride | — | — |
| Ртуть / Mercury | V | V |
| Стеариновая кислота / Stearic Acid | V | V |
| Сульфатная варочная жидкость / Sulfate Liquor | V | V |
| Сульфат цинка / Zinc Sulfate | V | V |
| Сера / Sulfur | V | V |
| Соляная кислота, с доступом воздуха / Hydrochloric Acid, Aerated | Х | Х |
| Соляная кислота, без доступа воздуха / Hydrochloric Acid, Air Free | Х | Х |
| Спирты / Alcohols | НД | V |
| Сульфат алюминия, растворы / Aluminum Sulfate Solutions | V | V |
| Сернистый углерод / Carbon Disulfide | V | V |
| Сульфат аммония / Ammonium Sulfate | — | V |
| Сульфит аммония / Ammonium Sulfite | V | V |
| Серная кислота, с доступом воздуха / Sulfuric Acid, Aerated | Х | Х |
| Серная кислота, без доступа воздуха / Sulfuric Acid, Air Free | Х | Х |
| Сернистая кислота / Sulfurous Acid | — | — |
| Смола, дёготь, гудрон / Tar | V | V |
| Скипидар / Turpentine | V | V |
| Сероводород, жидкий / Hydrogen Sulfide, Liquid | V | V |
| Сода / Sodium Carbonate | V | V |
| Тетрахлорид углерода / Carbon Tetrachloride | — | — |
| Трихлорэтилен / Trichloroethylene | — | V |
| Тиосульфат натрия / Sodium Thiosulfate | V | V |
| Триоксид серы, сухой / Sulfur Trioxide, Dry | V | V |
| Углекислота / Carbonic Acid | — | — |
| Уксуснокислый натрий / Sodium Acetate | — | V |
| Уксус пищевой / Vinegar | V | V |
| Уксусная кислота, без доступа воздуха / Acetic Acid, Air Free | — | — |
| Уксусная кислота, с доступом воздуха / Acetic Acid, Aerated | V | V |
| Уксусная кислота, пары / Acetic Acid, Vapors | V | V |
| Формальдегид / Formaldehyde | V | V |
| Фреон влажный / Freon, Wet | — | V |
| Фреон сухой / Freon, Dry | V | V |
| Фтористоводородная кислота, с доступом воздуха / Hydrofluoric Acid, Aerated | Х | — |
| Фтористоводородная кислота, без доступа воздуха / Hydrofluoric Acid, Air Free | Х | — |
| Фурфурол / Furfural | V | V |
| Фосфорнокислый аммоний / Ammonium Phosphate | V | V |
| Хлор газ, сухой / Chlorine Gas, Dry | — | — |
| Хлор газ, влажный / Chlorine Gas, Wet | Х | Х |
| Хлор жидкий / Chlorine Liquid | Х | Х |
| Хлорид аммония / Ammonium Chloride | — | — |
| Хлорид железа / Ferric Chloride | Х | Х |
| Хлорид кальция / Calcium Chloride | Х | — |
| Хлористый этил / Ethyl Chloride | V | V |
| Хлопковое масло / Cottonseed Oil | V | V |
| Хромовая кислота / Chromic Acid | Х | — |
| Хлорид калия / Potassium Chloride | V | V |
| Хлорид цинка / Zinc Chloride | Х | Х |
| Хромат натрия / Sodium Chromate | V | V |
| Щавелевая кислота / Oxalic Acid | — | — |
| Этилен / Ethylene | V | V |
| Этиленгликоль / Ethylene Glycol | V | V |
| Этан / Ethane | V | V |
| Эфир / Ether | V | V |
Приведенные данные носят рекомендательный характер. Фактические показатели могут отличаться в зависимости от условий эксплуатации. Производитель не несет ответственности за последствия неправильного применения материалов. Перед использованием обязательна консультация специалистов.
Факторы, влияющие на коррозионную стойкость
Температура – с её повышением скорость коррозии увеличивается, а защитные свойства пассивного слоя могут ухудшаться. Пример: AISI 304 устойчив к азотной кислоте при комнатной температуре, но при нагреве выше 60°C коррозионная стойкость снижается.
Аэрация (наличие кислорода) – в одних средах кислород усиливает пассивацию (например, в HNO₃), в других – ускоряет коррозию (в хлоридсодержащих растворах).
Механические напряжения – в зонах сварных швов, изгибов или вибраций возможна коррозионное растрескивание под напряжением (КРН).
Электрохимическая коррозия. Наиболее распространенный тип разрушения металлов в электролитах (водные растворы, влажные среды).
Протекает при наличии:
- Наличие электролита (ρ < 10⁴ Ом·м).
- Разность потенциалов >100 мВ.
- Электрохимическая проводимость.
Указанные параметры могут изменяться в зависимости от конкретных условий эксплуатации (pH, скорость потока, наличие примесей).
Рекомендуемая литература:
Коррозия и защита металлических конструкций и оборудования: учебное пособие / М.И.Жарский ISBN 978-985-06-2029-3
Семенова И.В., Флорианович Г.М., Хорошилов А.В. Коррозия и защита от коррозии. Издательство Физматлит Тип изданияучебное пособие Год издания 2010 ISBN 978-5-9221-1234-5
Неверов Александр Сергеевич: Коррозия и защита материалов: Учебное пособие. Издательство: ISBN: 978-5-91134-733-8
Подготовил: Валенцев А.А.
Рекомендуем также ознакомиться с материалами:
и продажа термического оборудования.
8 (4872) 70-19-61
info@tula-term.ru
300001, г. Тула, К.Маркса, 5
и продажа термического оборудования.