Вплив питомої магнетної сприйнятливости стопу 06ХН28МТД (подібного до криці AISI 904L) на його корозійну поведінку у оборотній воді підприємств

А. В. Джус$^{1}$, О. Є. Нарівський$^{2}$, Г. В. Сніжной$^{1}$, Т. В. Пуліна$^{1}$, В. Л. Сніжной$^{3}$

$^{1}$Національний університет «Запорізька політехніка», вул. Жуковського, 64, 69063 Запоріжжя, Україна
$^{2}$ТОВ «Укрспецмаш», вул. Гагаріна, 7, 71100 Бердянськ, Україна
$^{3}$Запорізький національний університет, вул. Жуковського, 66, 69600 Запоріжжя, Україна

Отримано: 15.11.2023; остаточний варіант - 11.04.2024. Завантажити: PDF

У статті досліджено вплив питомої магнетної сприйнятливости $\chi_{0}$ стопу 06ХН28МДТ (аналог криці AISI 904L) на його корозійну поведінку в оборотніх водах підприємств, які найчастіше мають рН 4–8 і концентрацію хлоридів до 600 мг/л. За таких умов теплообмінники з цього стопу можуть піддаватися піттінґуванню (точковій корозії). Їхній опір піттінґуванню оцінено за критичними температурами (КТП) в модельних оборотніх водах з такими параметрами. Зокрема, встановлено, що концентрація хлоридів у них інтенсивніше впливає на КТП стопу, ніж їхній показник рН, оскільки КТП зростає до 8°C зі збільшенням рН від 4 до 8 та до 11°C з пониженням концентрації хлоридів від 600 до 350 мг/л. З’ясовано, що в модельних оборотніх водах із рН 4 та концентрацією хлоридів у 350 мг/л КТП стопу понижується від 53°C до 46°C, а з 600 мг/л — від 42°C до 38°C зі збільшенням його параметра $\chi_{0}$ від 2,86 м$^{3}$/кг до 3,09 м$^{3}$/кг. Але подальше його зростання до 3,38 м$^{3}$/кг сприяє росту КТП до 49°C у середовищі з рН 4 і 350 мг/л та до 40°C — з рН 4 і 600 мг/л. Таку корозійну поведінку стопу зумовлено синергетичним впливом високого значення параметра $\chi_{0}$ стопу, максимальним вмістом у ньому нітридів і сульфідів Титану та характерними особливостями селективного розчинення $\Delta$Cr, $\Delta$Ni і $\Delta$Fe із піттінґів (раковин на виливку). Зокрема, за таких умов вони є стабільними та розвиваються стабільно, оскільки коефіцієнти селективного розчинення Cr $Z_{Cr}$ < 1, а Ni $Z_{Ni}$ > 1

Ключові слова: опір стопу 06ХН28МДТ піттінґуванню, парамагнетна сприйнятливість стопу 06ХН28МДТ, селективне розчинення основних металів із піттінґів, хлоридовмісні оборотні води.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v46/i08/0739.html

PACS: 68.47.Gh, 75.30.Cr, 81.05.Ni, 81.40.-z, 81.65.Kn, 82.45.Bb


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. G. Ya. Vorob’eva, Korrozionnaya Stoykost’ Materialov v Agressivnykh Sredakh Khimicheskikh Proizvodstv [Corrosion Resistance of Materials in Aggressive Environments of Chemical Industries] (Moskva: Khimiya: 1985) (in Russian).
  2. C. E. Torres, T. E. dos Santos, and V. F. C. Lins, RevistaMatéria (Rio de Janeiro), 25, No. 2: e-12620 (2020). Crossref
  3. O. E. Narivs’kyi, Mater. Sci., 41: 122 (2005). Crossref
  4. O. E. Narivs’kyi, Mater. Sci., 43: 124 (2007). Crossref
  5. A. Narivskiy, R. Atchibayev, A. Muradov, K. Mukashev, and Y. Yar-Mukhamedov, Int. Multidisciplinary Sci. GeoConference Surveying Geology and Mining Ecology Management SGEM 2018 (July 2–8, 2018, Albena), p. 267.
  6. O. E. Narivskyi, S. B. Belikov, S. A. Subbotin, and T. V. Pulina Mater. Sci., 57: 291 (2021). Crossref
  7. O. E. Narivskyi, S. A. Subbotin, T. V. Pulina, and M. S. Khoma, Mater. Sci., 58: 41 (2022). Crossref
  8. L. T. Roto and C. A. Loto, Mater. Research Express, 6: 086516 (2019). Crossref
  9. O. E. Narivs’kyi and S. B. Belikov, Mater. Sci., 44: 573 (2008). Crossref
  10. A. Dzhus, S. Subbotin, T. Pulina, S. Leoshchenko, and G. Sniznoi, Proc. 23rd International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2023 (July 3–9, 2023, Albena), p. 25. Crossref
  11. H. V. Snizhnoi and Ye. L. Zhavzharov, Visnyk NTUU ‘KPI’. Seriya Radiotekhnika. Radioaparatobuduvannya, No. 49: 136 (2012) (in Ukrainian).
  12. G. V. Snizhnoi, Mater. Sci., 49: 341 (2013). Crossref
  13. MVV No. 081/12-0114-03 Poverkhnevi, Pidzemni ta Zvorotni Vody. Metodyka Vykonannya Vymiryuvan’ Masovoyi Kontsentratsiyi Khromu Zahal’noho, Khromu (IV) ta Khromu (III) Ehkstraktsiyno-Fotokolorometrychnym z Dyfenilkarbazydom [MIM No. 081/12-0114-03 Surface Groundwater and Return Water. Methodology for Measuring the Mass Concentration of Total Chromium, Chromium (IV) and Chromium (III) by Extraction-Photocolometric Method with Diphenylcarbazide] (Kyiv: Ministry of Environmental Protection of Ukraine: 2004) (in Ukrainian).
  14. MVV No. 081/12-0178-05 Poverkhnevi, Pidzemni ta Zvorotni Vody. Metodyka Vykonannya Vymiryuvan’ Masovoyi Kontsentratsiyi Nikelyu Fotokolorymetrychnym Metodom [MIM No. 081/12 - 0178-05 Surface Groundwater and Return Water. Methodology for Measuring the Mass Concentration of Nickel by Photocolorimetric Method] (Kyiv: Ministry of Environmental Protection of Ukraine: 2005) (in Ukrainian).
  15. KND 2011.1.4.034-95 Metrolohichne Zabezpechennya. Metodyka Fotokolometrychnoho Vyznachennya Zahal’noho Zaliza z Ortofenantrolinom v Poverkhnevykh i Stichnykh Vodakh [GRD 2011.1.4.034-95 Metrological Support. Methodology for Photocolometric Determination of Total Iron with Orthophenanthroline in Surface and Waste Water] (Kyiv: Ministry of Environmental Protection of Ukraine: 1995) (in Ukrainian).
  16. M. I. Freyman, I. I. Reformatskaya, and T. P. Markova, Zashchita Metallov, 27, No. 4: 617 (1991) (in Russian). Crossref
  17. I. I. Reformatskaya and A. N. Sul’zhenko, Zashchita Metallov, 34, No. 5: 503 (1998) (in Russian).
  18. G. T. Burstein and J. J. Moloney, Electrochem. Commun., 6: 1037 (2004). Crossref
  19. H. P. Leckie and H. H. Uhlig, J. Electrochem. Soc., 113: 1262 (1966). Crossref
  20. E. A. Abd El Meguid, N. A. Mahmoud, and S. S. Abd El Rehim, Mater. Chem. Phys., 63, Iss. 14: 67 (2000). Crossref
  21. E. A. Abd El Meguid and A. A. Abd El Latif, Corrosion Sci., 49, Iss. 2: 263 (2007). Crossref
  22. Ya. M. Kolotyrkin, L. I. Freyman, I. I. Reformatskaya, and E. A. Pan’shin, Zashchita Metallov, 30, No. 5: 453 (1994) (in Russian).
  23. M. Kaneko and H. S. Isaacs, Corrosion Sci., 44, Iss. 8: 1825 (2002). Crossref
  24. Ya. M. Kolotyrkin, Metall i Korroziya [Metal and Corrosion] (Moskva: Metallurgiya: 1985) (in Russian).
  25. J. Sedriks, Corrosion of Stainless Steels (New York: John Wiley and Sons: 1996).
  26. Duplex Stainless Steels: Microstructure, Properties and Applications (Ed. R. N. Gunn) (Cambridge: Woodhead Publishing LTD: 1997).
  27. N. A. Langer, L. N. Yagupol’skaya, N. I. Kakhovskiy, K. A. Yushchenko et al., Metallovedenie i Termicheskaya Obrabotka Metallov, No. 2: 29 (1966) (in Russian).
  28. R. S. Dutta, P. K. De, and H. S. Gadiyar, Corrosion Sci., 34, Iss. 1: 51 (1993). Crossref
  29. A. Belfrouh, C. Masson, D. Vouagner, A. M. de Becdelievre, N. S. Prakash, and J. P. Audouard, Corrosion Sci., 38, Iss. 10: 1639 (1996). Crossref
  30. C.-O. A. Olson, Corrosion Sci., 37, Iss. 3: 467 (1995). Crossref
  31. P. E. Manning, D. Duquette, and W. F. Savage, Mater. Sci., 59: 260 (1980).
  32. J. D. Fritz and H. W. Peckerin, Electrochem. Soc., 11: 3309 (1991).
  33. I. D. Zartsyn, A. E. Shugurov, and I. K. Marshakov, Zashchita Metallov, No. 5: 453 (1997) (in Russian).
  34. A. V. Plaskaev and V. M. Knyazheva, 12 Perm Conf. (Perm: 1990), p. 7 (in Russian).
  35. Yu. Jagodzinski, P. Aaltonen, S. Smuk, O. Tarasenko, and H. Hänninen, J. Alloys Compd., 310, Iss. 1–2: 256 (2000). Crossref
  36. M. Pourbaix and N. De Zoubov, Atlas of Electrochemical Equilibrium in Aqueous Solutions (Oxford: Pergamon Press: 1966).