Серные композиционные материалы, стойкие в растворах плавиковой кислоты

• Автор: Филиппов, Григорий Александрович
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 178 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Принятые сокращения

Введение

ГЛАВА 1. МАТЕРИАЛЫ, СТОЙКИЕ В РАСТВОРАХ

ПЛАВИКОВОЙ КИСЛОТЫ

1.1. Традиционные материалы, стойкие в растворах плавиковой кислоты

1.2. Химически стойкие материалы на основе серы

Выводы.

ГЛАВА 2. ПРИМЕНЯЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Цель и задачи исследования

2.2. Применяемые материалы и их характеристики.

2.3. Методы исследования и аппаратура
2.4. Статистическая оценка результатов измерений и
методы математического планирования эксперимента.
2.4.1. Оценка погрешности в косвенных измерениях.
2.4.2. Аппроксимация экспериментальных данных
2.4.3. Методы математического планирования эксперимента
ГЛАВА 3. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА СЕРНЫХ МАСТИК.
3.1. Выбор вида наполнителя
3.2. Исследование структуры серных мастик
3.3. Реологические свойства
3.4. Средняя плотность и пористость
3.5. Прочность.
3.6. Адгезионная прочность.
3.7. Химическая стойкость
3.7.1. Водостойкость и во до поглощение серных мастик
3.7.2. Стойкость серных мастик в растворах
плавиковой кислоты
Выводы.
ГЛАВА 4. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА СЕРНЫХ ДИСПЕРСНЮАРМИГОВАННЬК МАТЕРИАЛОВ.
4.1. Проектирование состава серного дисперсноармированного материала
4.2. Средняя плотность.
4.3. Прочность.
Выводы.
ГЛАВА 5. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА СЕРНЫХ ДИСПЕРСНО
АРМИРОВАННЫХ МАТЕРИАЛОВ.
5.1. Метод прогнозирование химической стойкости
5.2. Химическая стойкость
5.2.1. Водостойкость и во до поглощение
5.2.2. Стойкость серных дисперсноармированных материалов в растворах плавиковой кислоты
5.3. Сопротивление удару.
5.4. Морозостойкость.
Выводы.
ГЛАВА 6. ПЮМЫШЛЕННОЕ ВНЕДРЕНИЕ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ
ЭФФЕКТИВНОСТЬ СЕРНЫХ ДИСПЕРСНОАРМИРОВАНННЬК
МАТЕРИАЛОВ.
6.1. Технология изготовления серных дисперсноармированных
материалов
6.2. Экономическая эффективность применения серных дисперсноармированных материалов
6.3. Меры безопасности при изготовлении и проведении работ
с серными композитами
6.4. Промышленное внедрение серных дисперсноармированных
материалов, стойких в растворах плавиковой кислоты.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Невысокая скорость коррозии углеродистой стали в концентрированной НР при температуре до °С позволяет конструировать из нее емкости-хранилища и цистерны для транспортировки растворов плавиковой кислоты. Хромоникелевые стали корродируют в водных растворах НР с большей скоростью, чем углеродистые стали (табл. Кроме того, такие стали склонны к коррозии под напряжением, поэтому аппаратура для фтористого водорода изготовляется из них реже, чем из углеродистых сталей. Добавка молибдена увеличивает стойкость нержавеющих сталей в водных растворах фтористого водорода [, . Никель и многие сплавы на его основе отличаются высокой коррозионной стойкостью во фтористом водороде и в растворах плавиковой кислоты (табл. Из этих материалов изготавливают ответственные детали оборудования, предназначенного для эксплуатации в агрессивных средах. При температурах до 0°С фтористый водород вызывает весьма незначительную коррозию никеля, и даже в плавиковой кислоте его коррозия невелика. Присутствие кислорода усиливает коррозию медноникелевых сплавов. Верхним температурным пределом применения никеля и его сплавов с медью во фтористом водороде является 0°С [8, . Скорость коррозии меди в сопоставимых условиях незначительно превышает скорость коррозии никеля (рис. Поэтому ее также можно применять при работе с НР. Из меди делают дистилляционные колонны, трубопроводы для концентрированной плавиковой кислоты и фтористого водорода. Рис. Рис. Свинец довольно стоек по отношению к разбавленной плавиковой кислоте (табл. Растворы Ш7 с концентрацией % иногда хранят в освинцованных сосудах. Свинец стоек и в % кислоте при температуре кипения. При температурах выше °С свинец взаимодействует с высококонцентрированной плавиковой кислотой с образованием слоистого осадка фторида свинца. Свинец, а также олово и свинцовооловянные припои неустойчивы в безводном фтористом водороде [, ]. Алюминий является совершенно нестойким материалом по отношению к растворам плавиковой кислоты (табл. Реакция идет с образованием легкорастворимого фтористого алюминия и выделением водорода. Скорость коррозии линейно возрастает с увеличением концентрации НР до % [8, ]. В безводном фтористом водороде алюминий устойчив. Даже при температуре 0°С скорость коррозии его значительно меньше, чем сталей и многих других металлов. Однако, присутствие даже небольшого количества влаги приводит к значительному увеличению коррозии алюминия в Ш7 []. Алюминиевая бронза достаточно устойчива в Ш7, и из нее часто изготовляют детали арматуры, контрольно-измерительных приборов и т. Однако следует отметить, что такая бронза иногда подвергается селективной коррозии — “обезалюминиванию”. В растворах плавиковой кислоты и во фтористом водороде на хмагнии образуется плотная плохорастворимая пленка фторида магния, обладающая защитными свойствами. Этим объясняется удовлетворительная коррозионная стойкость магния в растворах плавиковой кислоты и во фтористом водороде при температуре . С. Иногда магний применяют в этих средах и при более высоких температурах. Золото, платина, палладий, серебро, молибден устойчивы по отношению к плавиковой кислоте [. Оптимальным конструкционным материалом для растворов фтористоводородной кислоты в настоящее время принято считать монель-металл, хотя в горячих растворах скорость его коррозии относительно высока (рис. Ш Высокая агрессивность фтористоводородной кислоты по отношению к монель-металлу обусловлена присутствием в ней различных окислителей даже в малых количествах. Усиление коррозии монель-металла над раствором и по ватерлинии обусловлено, главным образом, облегчением доступа кислорода воздуха к поверхности металла [, , ]. Такие металлы, как титан, цирконий, тантал и гафний нестойки в плавиковой кислоте [, . Например, титан очень быстро корродирует в растворах НР. Причем скорость коррозии линейно возрастает при увеличении концентрации кислоты (рис. Поскольку большинство металлов неустойчиво в растворах плавиковой кислоты, то в промышленности широко используются неметаллические материалы (табл. Например, на заводах, производящих . АТМ, резин, полиизобутилен, политетрафторэтилен и др. Рис. НР; 2 - над раствором НР .