RU2189400C2 - Method of oxidation of metals and alloys and device for method embodiment - Google Patents

Method of oxidation of metals and alloys and device for method embodiment Download PDF

Info

Publication number
RU2189400C2
RU2189400C2 RU2000112423A RU2000112423A RU2189400C2 RU 2189400 C2 RU2189400 C2 RU 2189400C2 RU 2000112423 A RU2000112423 A RU 2000112423A RU 2000112423 A RU2000112423 A RU 2000112423A RU 2189400 C2 RU2189400 C2 RU 2189400C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steam
chamber
gas
medium
vapor
Prior art date
Application number
RU2000112423A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2000112423A (en
Inventor
В.Н. Феофанов
Л.В. Шмаков
В.И. Лебедев
Н.А. Мочалов
В.П. Брусаков
В.А. Козлов
В.И. Черемискин
Original Assignee
Государственное предприятие Ленинградская атомная электростанция им. В.И. Ленина
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное предприятие Ленинградская атомная электростанция им. В.И. Ленина filed Critical Государственное предприятие Ленинградская атомная электростанция им. В.И. Ленина
Priority to RU2000112423A priority Critical patent/RU2189400C2/en
Publication of RU2000112423A publication Critical patent/RU2000112423A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2189400C2 publication Critical patent/RU2189400C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: passivation of metal surfaces of equipment and pipe lines, including atomic power plants; steam thermal oxidation. SUBSTANCE: method consists in acting on metals and alloys by steam- and-gas medium at elevated temperature in steam chamber at 375 to 575 C at natural circulation of steam-and-gas medium in steam chamber; in the course of treatment, partial pressure is maintained at level of no less than 10% of total pressure of steam- and-gas medium. Device proposed for realization of said method has steam chamber, liquid medium reservoir, liquid medium heaters and steam-and-gas medium heaters; said device is provided with steam condenser connected with condensate receiver by means of steam line; condensate receiver is connected with steam chamber by means of over-flow tube; chamber is provided with perforated partitions, gas supply branch pipe located in lower part of steam chamber above perforated partitions, steam-and-gas medium receiver located at the top of steam chamber and connected with steam condenser by means of steam line forming steam-and-gas medium natural circulation system; liquid medium reservoir is located in lower part of chamber under partitions. EFFECT: enhanced ecological safety ease in use (possibility of performing process at normal) pressure; possibility of oxidizing parts and structures of any masses and overall dimensions. 3 cl, 1 dwg, 2 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к технологии пассивации металлических поверхностей оборудования и трубопроводов, в том числе и на атомных энергетических установках (АЭУ), а именно к технологии паротермического оксидирования. The invention relates to a technology for passivation of metal surfaces of equipment and pipelines, including nuclear power plants (AEU), and in particular to a technology of steam-thermal oxidation.

Пассивация металлических поверхностей заключается в придании им повышенной коррозионной стойкости по отношению к условиям, в которых она находится. Пассивация металлов и сплавов путем их оксидирования обусловлена образованием оксидных защитных пленок, предохраняющих металл от растворения. При пассивации происходит облагораживание металла (т.е. сдвиг собственного потенциала металла в положительную область). В соответствии с агрегатным состоянием пассивирующего агента различают жидкостную пассивацию (в жидких водных растворах) и газовую, например паротермическое оксидирование (в среде перегретого пара). Passivation of metal surfaces is to give them increased corrosion resistance with respect to the conditions in which it is located. Passivation of metals and alloys by their oxidation is due to the formation of oxide protective films that protect the metal from dissolution. During passivation, the metal is refined (i.e., the shift of the metal’s own potential to the positive region). In accordance with the state of aggregation of a passivating agent, liquid passivation (in liquid aqueous solutions) and gas, for example, steam-thermal oxidation (in an environment of superheated steam) are distinguished.

В настоящее время известно множество способов оксидирования различных металлов и сплавов с целью получении художественных покрытий и улучшения коррозионной стойкости металлов. Основными, используемыми в настоящее время, способами оксидирования являются жидкостные способы. Currently, there are many ways to oxidize various metals and alloys with the aim of obtaining artistic coatings and improve the corrosion resistance of metals. The main currently used oxidation processes are liquid processes.

Одним из таких способов является пассивация металлических поверхностей, основанная на процессе образования магнетита при термическом разложении на поверхности металла в водной среде комплексоната железа [1]. Процесс проводится в два этапа. Первый этап - при температуре менее 150oC, когда только начинается разложение комплаксоната железа. На этом этапе металлическая поверхность очищается и "активируется", а в воде образуются комплексонаты железа. На втором этапе повышают температуру выше температуры термического разложения комплексонатов. При разложении комплексонатов на металлических поверхностях образуется равномерный прочный окисный слой магнетита. Защитная окисная пленка магнетита наиболее высокого качества получается при обработке поверхности комплексоном совместно с перекисью водорода (содержание комплексона 500 мг/кг и перекиси водорода 200 мг/кг).One of these methods is the passivation of metal surfaces, based on the formation of magnetite during thermal decomposition on the metal surface in an aqueous medium of iron complexonate [1]. The process is carried out in two stages. The first stage is at a temperature of less than 150 o C, when the decomposition of iron complexonate only begins. At this stage, the metal surface is cleaned and "activated", and iron complexonates are formed in water. At the second stage, the temperature is increased above the temperature of thermal decomposition of complexonates. Upon decomposition of complexonates on metal surfaces, a uniform strong oxide layer of magnetite is formed. The protective oxide film of magnetite of the highest quality is obtained by treating the surface with a complexon together with hydrogen peroxide (the complexone content is 500 mg / kg and hydrogen peroxide 200 mg / kg).

Основным недостатком жидкостных способов пассивации является их высокая экологическая опасность, так как при их применении образуются большие объемы жидких отходов. The main disadvantage of liquid passivation methods is their high environmental hazard, since their use generates large volumes of liquid waste.

Другим известным способом оксидирования является обработка металлов и сплавов в автоклавах (пассивирующий агент - жидкая вода или пар с повышенным содержанием кислорода), например [2]. Another known method of oxidation is the processing of metals and alloys in autoclaves (the passivating agent is liquid water or steam with a high oxygen content), for example [2].

Основной недостаток этого способа заключается в сложности проведения процесса из-за высоких параметров температуры и давления. The main disadvantage of this method is the complexity of the process due to the high temperature and pressure.

Известны металлургические способы высокотемпературной обработки металлов и сталей (ковка, горячая прокатка и т.д.) в защитных атмосферах [3]. Применяемые на практике защитные атмосферы обычно имеют основным компонентом азот с большими или меньшими количествами примесей Н2, СО, СО2 и ОН4. Для разных металлов и сталей оптимальные составы защитной атмосферы не одинаковы. Например, для сталей с повышенным содержанием углерода защитные атмосферы нуждаются в относительно большем проценте карбюризирующих компонентов, для низкоуглеродных - наоборот, так как это может вызвать науглероживание сталей. В процессе термообработки защитные атмосферы предотвращают окисление металла в условиях повышенных температур проведения процесса.Known metallurgical methods for high-temperature processing of metals and steels (forging, hot rolling, etc.) in protective atmospheres [3]. Protective atmospheres used in practice usually have nitrogen as the main component with larger or smaller amounts of H 2 , CO, CO 2, and OH 4 impurities. For different metals and steels, the optimal compositions of the protective atmosphere are not the same. For example, for steels with a high carbon content, protective atmospheres require a relatively large percentage of carburizing components, for low-carbon ones, on the contrary, as this can cause carburization of steels. During the heat treatment, protective atmospheres prevent oxidation of the metal at elevated temperatures.

Однако пассивации металлов при этом не происходит и для антикоррозионной защиты готовых изделий при их дальнейшей эксплуатации необходимо проведение дополнительных мероприятий. В общем случае такой способ можно рассматривать как высокотемпературную обработку металла в газопаровых средах, поскольку защитные атмосферы всегда содержат в своем составе наряду с газами и пары воды. Однако содержание в них водяного пара очень незначительно, и скорость процесса определяется скоростью химического взаимодействия обрабатываемого металла с Н2, СО, CО2, СН4 [3].However, passivation of metals does not occur in this case and additional measures are necessary for the anticorrosive protection of finished products during their further operation. In the general case, such a method can be considered as high-temperature processing of metal in gas-vapor media, since protective atmospheres always contain water vapor in their composition along with gases. However, the content of water vapor in them is very small, and the speed of the process is determined by the rate of chemical interaction of the treated metal with H 2 , CO, CO 2 , CH 4 [3].

Известен также способ парометрического оксидирования, описанный в [4]. Первоначально производят нагрев металла в воздушной атмосфере до температуры, исключающей конденсацию пара на холодных деталях (до 300oС). Затем из специальной парогенерирующей установки вводят перегретый пар до полного вытеснения воздуха, оксидирование производят в атмосфере пара при непрерывном нагреве до заданной температуры (до 450-600oС) в течение времени, обеспечивающего получение оксидной пленки заданной толщины. Паротермическое оксидирование проводят или в отдельной паровой камере, куда помещают обрабатываемые изделия, или непосредственно в технологическом оборудовании для обработки его внутренних поверхностей. Охлаждение проводят либо в атмосфере пара, либо воздуха, либо по переменному режиму. Отмечается, что хорошим защитным действием обладают пленки толщиной 15-20 мкм (коррозионная стойкость оксидированного металла возрастает в 2-3 раза). В общем случае данный способ можно рассматривать как высокотемпературную обработку металла в парогазовых средах, так как в процессе обработки не происходит полного вытеснения воздуха. Однако, в отличие от защитных атмосфер, кинетика процесса определяется электрохимическим взаимодействием металла с водяным паром [5].Also known is the method of vaporometric oxidation described in [4]. Initially, the metal is heated in an air atmosphere to a temperature that excludes condensation of steam on cold parts (up to 300 o C). Then superheated steam is introduced from a special steam generating unit until the air is completely displaced, oxidation is carried out in a steam atmosphere with continuous heating to a predetermined temperature (up to 450-600 o С) for a time providing an oxide film of a given thickness. Parothermal oxidation is carried out either in a separate steam chamber, where the processed products are placed, or directly in technological equipment for processing its internal surfaces. Cooling is carried out either in an atmosphere of steam or air, or in a variable mode. It is noted that films with a thickness of 15–20 μm have a good protective effect (the corrosion resistance of an oxidized metal increases by a factor of 2–3). In the General case, this method can be considered as a high-temperature treatment of metal in vapor-gas environments, since during the processing does not completely displace air. However, unlike protective atmospheres, the kinetics of the process is determined by the electrochemical interaction of the metal with water vapor [5].

Ближайшим аналогом заявляемого изобретения является способ оксидирования металлов и сплавов, включающий воздействие на них парогазовой средой при температуре 400-800oС при нормальном и повышенном давлении (SU 498363).The closest analogue of the claimed invention is a method for the oxidation of metals and alloys, including exposure to steam-gas medium at a temperature of 400-800 o With normal and high pressure (SU 498363).

Недостатком ближайшего способа-аналога является низкая защитная способность образующихся оксидных пленок из-за высокой величины их объемной пористости (более 10%), при этом сквозная пористость превышает 5%. Высокая пористость оксидного слоя, образующегося в результате проведения парометрического оксидирования, не позволяет увеличить коррозионную стойкость оксидированного металла более чем в 3 раза. The disadvantage of the closest analogue method is the low protective ability of the formed oxide films due to the high value of their bulk porosity (more than 10%), while the through porosity exceeds 5%. The high porosity of the oxide layer resulting from the vaporometric oxidation does not allow increasing the corrosion resistance of the oxidized metal by more than 3 times.

Ближайший аналог устройства (SU 498363) состоит из паровой камеры, емкости с жидкой средой, нагревателя жидкой и паровой среды. The closest analogue of the device (SU 498363) consists of a steam chamber, a container with a liquid medium, a heater of liquid and steam medium.

Недостаткоми ближайшего аналога устройства являются сложность и громоздкость устройства из-за использования отдельно стоящей парогенерирующей установки и большой расход пара. The disadvantages of the closest analogue of the device are the complexity and bulkiness of the device due to the use of a free-standing steam generating unit and high steam consumption.

Задача, решаемая изобретением по способу, заключается в повышении защитных свойств оксидных пленок металлов и сплавов и упрощении способа. The problem solved by the invention by the method is to increase the protective properties of oxide films of metals and alloys and simplify the method.

Задача, решаемая изобретением на устройство, состоит в упрощении устройства и в осуществлении процесса оксидирования по замкнутому циклу без использования специальной парогенерирующей установки. The problem solved by the invention on the device is to simplify the device and to carry out the oxidation process in a closed cycle without using a special steam generating installation.

Сущность способа оксидирования металлов и сплавов путем воздействия на них парогазовой средой при повышенной температуре в паровой камере состоит в том, что воздействие проводят при температуре 375-575oС при естественной циркуляции парогазовой среды в паровой камере, а парциальное давление пара в процессе обработки поддерживают не менее 10% от общего давления парогазовой среды.The essence of the method of oxidizing metals and alloys by exposing them to a gas-vapor medium at an elevated temperature in the steam chamber is that the effect is carried out at a temperature of 375-575 o C with the natural circulation of the gas-vapor medium in the steam chamber, and the partial pressure of the steam during processing is not supported less than 10% of the total pressure of the vapor-gas medium.

В результате такой обработки на поверхности углеродистых сталей образуется высокозащитная магнетитовая (Fе3О4) пленка черного цвета с объемной пористостью менее 5% и сквозной - не менее 2%, толщиной до 200-300 г/м2. При оксидировании углеродистых сталей при меньших температурах и времени проведения процесса можно получить художественное покрытие практически любого цвета спектра в зависимости от толщины покрытия. На скорость окисления металла оказывают заметное влияние газообразные примеси, изменяющие рН среды: повышающие рН (аммиак) - снижают скорость окисления, понижающие рН (углекислый газ) - увеличивают, нейтральные (азот) не влияют на скорость окисления. Нижний температурный предел проведения процесса (375oС) обусловлен тем, что при более низкой температуре возможна конденсация пара на обрабатываемых изделиях, что приводит к ухудшению качества покрытия. При температуре более 575oС на стальных поверхностях вместо магнетита (Fе3О4) образуется вюстит (FeO), что также приводит к ухудшению качества покрытия (V/Vмe магнетита= 2,14; вюстита - 1,77). Нижний предел парциального давления пара (не менее 10%) обусловлен образованием гематита (Fе2О3) и соответственным ухудшением качества оксидного слоя. Дальнейшее увеличение парциального давления водяного пара не приводит к положительному эффекту и экономически нецелесообразно из-за увеличения электроэнергии на обогрев парогазовой смеси.As a result of this treatment, a highly protective black magnetite (Fe 3 O 4 ) film is formed on the surface of carbon steels with a bulk porosity of less than 5% and a through porosity of at least 2% and a thickness of up to 200-300 g / m 2 . When oxidizing carbon steels at lower temperatures and the time of the process, it is possible to obtain an artistic coating of almost any color of the spectrum, depending on the thickness of the coating. Gaseous impurities that change the pH of the medium have a noticeable effect on the metal oxidation rate: increasing pH (ammonia) - lowering the oxidation rate, lowering pH (carbon dioxide) - increasing, neutral (nitrogen) do not affect the oxidation rate. The lower temperature limit of the process (375 o C) due to the fact that at a lower temperature, condensation of steam on the processed products, which leads to deterioration of the quality of the coating. At temperatures above 575 ° C, wustite (FeO) is formed on steel surfaces instead of magnetite (Fe 3 O 4 ), which also leads to a deterioration in the coating quality (V ok / V me magnetite = 2.14; wustite - 1.77). The lower limit of the partial vapor pressure (at least 10%) is due to the formation of hematite (Fe 2 O 3 ) and a corresponding deterioration in the quality of the oxide layer. A further increase in the partial pressure of water vapor does not lead to a positive effect and is not economically feasible due to an increase in electricity for heating a gas-vapor mixture.

Для реализации данного способа устройство для оксидирования металлов и сплавов в парогазовой среде, включающее паровую камеру, емкость с жидкой средой, нагреватели жидкой среды и нагреватели парогазовой среды, предложено снабдить конденсатором пара, соединенным паропроводом со сборником конденсата, соединенным переливной трубой с паровой камерой, а камера снабжена перфорированными перегородками, патрубком подачи газа, расположенным в нижней части паровой камеры над перфорированными перегородками, сборником парогазовой среды, расположенным сверху паровой камеры и соединенным паропроводом с конденсатором пара с образованием системы естественной парогазовой среды, при этом емкость с жидкой средой расположена в нижней части камеры под перегородками. To implement this method, a device for oxidizing metals and alloys in a gas-vapor medium, including a steam chamber, a tank with a liquid medium, heaters of a liquid medium and heaters of a gas-vapor medium, it is proposed to provide a steam condenser connected by a steam line to a condensate collector connected by an overflow pipe to the steam chamber, and the chamber is equipped with perforated baffles, a gas supply pipe located in the lower part of the steam chamber above the perforated baffles, a vapor-gas medium collector, dix top of the steam chamber and the steam pipe connected with a steam condenser to form a system of natural gas-vapor medium, the container with the liquid medium at the bottom of the chamber under the partition walls.

Устройство фиг. 1 включает паровую камеру 1 с изделиями для оксидирования 2; систему циркуляции парогазовой смеси, содержащую емкость с жидкой средой 3, расположенную под перфорированным полом 4 паровой камеры 1, патрубок подачи газа 5, расположенный в нижней части паровой камеры 1 над перфорированным полом 4, сборник парогазовой среды 6, расположенный сверху паровой камеры 1 и соединенный паропроводом 7 с конденсатором пара 8 и сборником конденсата 9, соединенный в свою очередь переливной трубой 10 с паровой камерой 1; систему обогрева паровой камеры 1, выполненную из нагревателей жидкой 11 и парогазовой среды 12. The device of FIG. 1 includes a steam chamber 1 with products for oxidation 2; a vapor-gas mixture circulation system containing a container with a liquid medium 3 located under the perforated floor 4 of the steam chamber 1, a gas supply pipe 5 located in the lower part of the steam chamber 1 above the perforated floor 4, a vapor-gas medium collector 6 located on top of the steam chamber 1 and connected a steam line 7 with a steam condenser 8 and a condensate collector 9, connected in turn by an overflow pipe 10 with a steam chamber 1; the heating system of the steam chamber 1, made of heaters liquid 11 and gas-vapor medium 12.

Работа устройства по осуществлению способа заключается в следующем. The operation of the device for implementing the method is as follows.

Вода в нижней части паровой камеры 1 обогревается нагревателями 11 до кипения, пар сепарируется, проходя через перфорированный пол 4 в паровую камеру 1, где перегревается с помощью нагревателей парогазовой смеси 12 до рабочей температуры. Через патрубок подачи газа 5 в паровую камеру 1 вводят воздух или иную газовую среду. Парогазовая среда поступает в сборник 6 и оттуда подается по паропроводу 7 в конденсатор 8. В конденсаторе 8 происходит конденсация пара и сдувка неконденсирующихся газов. Конденсат самотеком поступает в конденсатосборник 9, откуда через переливное устройство 10 возвращается в емкость с жидкой средой 3. The water in the lower part of the steam chamber 1 is heated by boilers 11 to a boil, the steam is separated, passing through the perforated floor 4 into the steam chamber 1, where it is superheated with the help of the steam-gas mixture heaters 12 to the operating temperature. Through the gas supply pipe 5, air or another gas medium is introduced into the steam chamber 1. The vapor-gas medium enters the collector 6 and from there it is supplied through the steam line 7 to the condenser 8. In the condenser 8, condensation of the vapor and blowing off of non-condensable gases occurs. Condensate flows by gravity into the condensate collector 9, from where it returns through the overflow device 10 to a container with a liquid medium 3.

Способ с использованием данного устройства поясняется следующими примерами. The method using this device is illustrated by the following examples.

Пример 1. Example 1

Образцы стали 2 (Ст.20) помещали в паровую камеру 1 и подвергали оксидированию в парогазовой среде с естественной циркуляцией при температуре 300-700oС в течение 2-20 ч. Для ускорения процесса в воздушно-паровую среду дозировали углекислый газ (парциальное давление водяного пара - 20%). В результате обработки на поверхности углеродистых сталей образовался оксидный слой толщиной до 200-300 г/м2. В табл. 1 представлены данные измерения объемной и сквозной пористости образовавшихся оксидных пленок. Измерения проводились по методикам, представленным в работах [6, 7].Samples of steel 2 (St. 20) were placed in the steam chamber 1 and subjected to oxidation in a vapor-gas medium with natural circulation at a temperature of 300-700 o C for 2-20 hours. To accelerate the process, carbon dioxide was dosed into the air-vapor medium (partial pressure water vapor - 20%). As a result of processing, an oxide layer with a thickness of up to 200-300 g / m 2 was formed on the surface of carbon steels. In the table. 1 shows the measurement data of the bulk and through porosity of the formed oxide films. The measurements were carried out according to the procedures presented in [6, 7].

Как видно из таблицы, оптимальным интервалом проведения процесса оксидирования является диапазон температур от 375 до 575oС.As can be seen from the table, the optimal interval for the oxidation process is a temperature range from 375 to 575 o C.

При оксидировании углеродистых сталей при этих температурах (375-575oС) и времени проведения процесса 1-2 ч на образцах образовывались оксидные слои магнетита толщиной 400-5000

Figure 00000002
, дающие цвета побежалости, т.е. художественные покрытия практически любого цвета спектра в зависимости от толщины покрытия.During the oxidation of carbon steels at these temperatures (375-575 o С) and the process time of 1-2 hours, oxide layers of magnetite 400-5000 thick were formed on the samples
Figure 00000002
giving color tones, i.e. art coatings of almost any color of the spectrum depending on the thickness of the coating.

Пример 2. Example 2

Образцы стали (Ст.20) подвергали оксидированию в паровоздушной среде с естественной циркуляцией при температуре 500oC в течение 2-20 ч. Парциальное давление водяного пара поддерживали в диапазоне 2-90%. В табл. 2 представлены данные измерения объемной и сквозной пористости образовавшихся оксидных пленок.Steel samples (St. 20) were subjected to oxidation in a steam-air medium with natural circulation at a temperature of 500 o C for 2-20 hours. The partial pressure of water vapor was maintained in the range of 2-90%. In the table. 2 shows the measurement data of the bulk and through porosity of the formed oxide films.

Как видно из таблицы, при парциальном давлении водяного пара ниже 10% ухудшаются защитные свойства образующихся оксидных пленок. Увеличение парциального давления водяного пара выше 10% не сказывается на защитных свойствах оксидных пленок. As can be seen from the table, at a partial pressure of water vapor below 10%, the protective properties of the resulting oxide films are deteriorated. An increase in the partial pressure of water vapor above 10% does not affect the protective properties of oxide films.

Пример 3. Example 3

Циркониевые образцы подвергали оксидированию в воздушно-паровой среде с естественной циркуляцией при температуре 450oС в течение 10 ч. В результате оксидирования на поверхности образцов образуется оксидный слой (ZrO2), обладающий чрезвычайно высокой защитной способностью (фактор проницаемости пленки - 100 г/м3). Это означает, что пленка ZrO2 толщиной 1 г/м2 обладает такой же защитной способностью, как и магнетитовая пленка толщиной 100 г/см2. Для оценки защитной способности полученных в результате оксидирования пленок проводились амперометрические исследования обработанного циркония в паре с графитом в 1N растворе HCl. Исследования показали следующие результаты:
- коррозионный ток пары неоксидированный цирконий - графит составил 300 мкА;
- коррозионный ток пары автоклавированный промышленным способом цирконий - графит составил 50 мкА;
- коррозионный ток пары оксидированный цирконий - графит <1 мкА.
Zirconium samples were oxidized in an air-vapor medium with natural circulation at a temperature of 450 o C for 10 hours. As a result of oxidation, an oxide layer (ZrO 2 ) is formed on the surface of the samples, which has an extremely high protective ability (film permeability factor - 100 g / m 3 ). This means that a ZrO 2 film with a thickness of 1 g / m 2 has the same protective ability as a magnetite film with a thickness of 100 g / cm 2 . To assess the protective ability of the films obtained as a result of oxidation, amperometric studies of the treated zirconium paired with graphite in a 1N HCl solution were carried out. Studies have shown the following results:
- corrosive current of a pair of unoxidized zirconium - graphite was 300 μA;
- the corrosive current of a pair of industrial autoclaved zirconium - graphite was 50 μA;
- corrosive current of a pair of oxidized zirconium - graphite <1 μA.

Как видно из представленных данных, после оксидирования циркония коррозионный ток уменьшился более чем в 300 раз, что свидетельствует об исключительно высоких защитных способностях полученных оксидных пленок. As can be seen from the data presented, after zirconium oxidation, the corrosion current decreased by more than 300 times, which indicates the extremely high protective abilities of the obtained oxide films.

Способ газопарового оксидирования экологически безопасен, безотходен, прост в реализации (процесс проходит при нормальном давлении) и применим для оксидирования детали и конструкций практически любых массогабаритных размеров. The method of gas-vapor oxidation is environmentally friendly, waste-free, easy to implement (the process takes place at normal pressure) and is applicable for the oxidation of parts and structures of almost any weight and size.

Использованная литература
1. Маргулова Т.Х., Бурсук Л.М., Дис В.П. "О механизме образования окисных пленок не конструкционных материалах в водных средах и о защитных свойствах этих пленок". - В кн. " Водоподготовка, водный режим и химконтроль на паросиловых установках". Вып.6. М., Энергия, 1978, с. 15.
References
1. Margulova T.Kh., Bursuk L.M., Dis V.P. "On the mechanism of formation of oxide films of non-structural materials in aqueous media and on the protective properties of these films." - In the book. "Water treatment, water regime and chemical control at steam power plants." Issue 6. M., Energy, 1978, p. fifteen.

2. Несмеянова К.А. "Влияние кислорода на коррозию сталей в пароводяных потоках при температуре 280oС." - Атомная энергия, 1970, т. 29, вып.2, с. 86.2. Nesmeyanova K.A. "The effect of oxygen on the corrosion of steel in steam and water flows at a temperature of 280 o C." - Atomic energy, 1970, v. 29, issue 2, p. 86.

3. Томашов Н.Д. "Теория коррозии и защиты металлов." АН СССР, М., 1959, с. 116. 3. Tomashov N.D. "The theory of corrosion and metal protection." USSR Academy of Sciences, M., 1959, p. 116.

4. Крутиков П. Г. , Седов В.М. "Водно-химические режимы в период пуска АЭС." Библиотека инженера АЭС. М., Энергоиздат, 1981, с. 86. 4. Krutikov P. G., Sedov V.M. "Water-chemical regimes during the start-up of a nuclear power plant." Library of a nuclear power engineer. M., Energy Publishing House, 1981, p. 86.

5. Герасимов В.В., Громова А.И., Головина Е.С. и др. "Коррозия и облучение". Госатомиздат. М., 1963, с. 158-166. 5. Gerasimov VV, Gromova A.I., Golovina E.S. and others. "Corrosion and radiation." Gosatomizdat. M., 1963, p. 158-166.

6. В. Н. Феофанов, В.Д. Мурашов, В.П. Брусаков "Способ оценки антикоррозионной способности защитных пленок" - авторское свидетельство СССР 1603978. 6. V.N. Feofanov, V.D. Murashov, V.P. Brusakov "Method for assessing the anticorrosive ability of protective films" - USSR copyright certificate 1603978.

7. В. Н. Феофанов, А. О. Бодягин, В.П. Брусаков, В.Д. Мурашов "Способ определения пористости оксидных пленок на стальных поверхностях" - авторское свидетельство СССР 1588108. 7. V.N. Feofanov, A.O. Bodyagin, V.P. Brusakov, V.D. Murashov "Method for determining the porosity of oxide films on steel surfaces" - USSR copyright certificate 1588108.

Claims (2)

1. Способ оксидирования металлов и сплавов путем воздействия на них парогазовой средой при повышенной температуре в паровой камере, отличающийся тем, что воздействие парогазовой средой проводят при 375-575oС при естественной циркуляции парогазовой среды в паровой камере, а парциальное давление пара в процессе обработки поддерживают не менее 10% от общего давления парогазовой среды.1. The method of oxidation of metals and alloys by exposing them to a gas-vapor medium at an elevated temperature in the steam chamber, characterized in that the gas-vapor medium is exposed to at 375-575 ° C. under natural circulation of the gas-vapor medium in the steam chamber, and the partial pressure of steam during processing maintain at least 10% of the total pressure of the vapor-gas medium. 2. Устройство для оксидирования металлов и сплавов в парогазовой среде, содержащее паровую камеру, емкость с жидкой средой, нагреватели жидкой среды и нагреватели парогазовой среды, отличающееся тем, что оно снабжено конденсатором пара, соединенным паропроводом со сборником конденсата, соединенным переливной трубой с паровой камерой, а камера снабжена перфорированными перегородками, патрубком подачи газа, расположенным в нижней части паровой камеры над перфорированными перегородками, сборником парогазовой среды, расположенным сверху паровой камеры и соединенным паропроводом с конденсатором пара с образованием системы естественной циркуляции парогазовой среды, при этом емкость с жидкой средой расположена в нижней части камеры под перегородками. 2. Device for the oxidation of metals and alloys in a gas-vapor medium, comprising a steam chamber, a container with a liquid medium, heaters of a liquid medium and heaters of a gas-vapor medium, characterized in that it is provided with a steam condenser connected by a steam conduit to a condensate collector connected by an overflow pipe to the steam chamber and the chamber is equipped with perforated baffles, a gas supply pipe located in the lower part of the steam chamber above the perforated baffles, a vapor-gas medium collector located on top a steam chamber and a steam line connected to a steam condenser to form a natural circulation system for the vapor-gas medium, while a container with a liquid medium is located in the lower part of the chamber under the partitions.
RU2000112423A 2000-05-17 2000-05-17 Method of oxidation of metals and alloys and device for method embodiment RU2189400C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000112423A RU2189400C2 (en) 2000-05-17 2000-05-17 Method of oxidation of metals and alloys and device for method embodiment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000112423A RU2189400C2 (en) 2000-05-17 2000-05-17 Method of oxidation of metals and alloys and device for method embodiment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2000112423A RU2000112423A (en) 2002-04-10
RU2189400C2 true RU2189400C2 (en) 2002-09-20

Family

ID=20234786

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000112423A RU2189400C2 (en) 2000-05-17 2000-05-17 Method of oxidation of metals and alloys and device for method embodiment

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2189400C2 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2453637C1 (en) * 2010-10-15 2012-06-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет" (СГТУ) Method of surface treatment of metal products before coating
WO2015103107A1 (en) * 2013-12-30 2015-07-09 Solidia Technologies, Inc. Anticorrosive coatings, processes and uses thereof
RU2647048C1 (en) * 2017-04-14 2018-03-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Method of forming oxide coatings on zirconium alloy articles
RU194658U1 (en) * 2019-08-14 2019-12-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Device for gas-thermal oxidation of products from titanium and titanium-containing alloys
RU2769915C1 (en) * 2018-03-15 2022-04-08 Маннесманн Пресизьон Тюб Франс METHOD FOR FORMING A LAYER OF A SINGLE-PHASE OXIDE (Fe,Cr)2O3 WITH A RHOMBOHEDRAL STRUCTURE ON A SUBSTRATE MADE OF STEEL OR A HEAT-RESISTANT ALLOY
RU2800956C1 (en) * 2020-06-23 2023-08-01 Чайна Петролиум энд Кемикал Корпорейшн Anti-coke equipment, method of manufacture and use thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КРУТИКОВ П.Г. и др. Водно-химические режимы в период пуска АЭС.-М.: Энергоиздат, 1981, с.86. *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2453637C1 (en) * 2010-10-15 2012-06-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет" (СГТУ) Method of surface treatment of metal products before coating
WO2015103107A1 (en) * 2013-12-30 2015-07-09 Solidia Technologies, Inc. Anticorrosive coatings, processes and uses thereof
RU2647048C1 (en) * 2017-04-14 2018-03-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Method of forming oxide coatings on zirconium alloy articles
RU2769915C1 (en) * 2018-03-15 2022-04-08 Маннесманн Пресизьон Тюб Франс METHOD FOR FORMING A LAYER OF A SINGLE-PHASE OXIDE (Fe,Cr)2O3 WITH A RHOMBOHEDRAL STRUCTURE ON A SUBSTRATE MADE OF STEEL OR A HEAT-RESISTANT ALLOY
RU194658U1 (en) * 2019-08-14 2019-12-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Device for gas-thermal oxidation of products from titanium and titanium-containing alloys
RU2800956C1 (en) * 2020-06-23 2023-08-01 Чайна Петролиум энд Кемикал Корпорейшн Anti-coke equipment, method of manufacture and use thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Olson et al. Impact of corrosion test container material in molten fluorides
US4820473A (en) Method of reducing radioactivity in nuclear plant
Shmatko et al. Oxide protection of materials in melts of lead and bismuth
Pan et al. Experimental study on corrosion of steels for flue gas reheaters in a coal-fired power plant
Fukumoto et al. Formation of Si diffusion layer on stainless steels and their high temperature corrosion resistance in molten salt
RU2189400C2 (en) Method of oxidation of metals and alloys and device for method embodiment
Abe et al. Oxidation behavior of austenitic stainless steels as fuel cladding candidate materials for SCWR in superheated steam
KR101549959B1 (en) System and method for processing wast liquid using supercritical water
Zhao et al. Analysis of heat exchanger corrosion failure in 800,000 light hydrocarbon plant in Liaohe Oilfield
Chattoraj et al. Corrosive degradation and failure of vertical furnace wall tubes of a boiler
Mudali Materials for hostile corrosive environments
Sultan et al. Corrosion behavior of thermal seamless carbon steel boiler pipes
Dorri et al. Failure analysis of perforation in salty water-wall tubes of a power plant
Hagarová et al. Influence of flowing water vapor containing environment on high-temperature behavior of 9Cr creep-resistant steels
CN109867421A (en) A kind of chromium-bearing sludge processing method and system based on supercritical water oxidation
CN110629235B (en) Cleaning agent for scale containing apatite or/and calcium phosphate scale and system containing austenitic steel and application thereof
McCoy The chemical treatment of boiler water
Topp et al. Film-forming amines in shell boilers
Kim et al. Influence of chromizing treatment on the corrosion behavior of AISI 316 stainless steel in supercritical water oxidation
Abdulsalam et al. Steady-state model for erosion-corrosion of feedwater piping
Fujiwara et al. Effect of dissolved oxygen on flow-accelerated corrosion in neutral and alkaline solutions
US10204712B2 (en) Method for inner-contour passivation of steel surfaces of nuclear reactor
Watanabe et al. Effects of oxygen concentration on corrosion behavior of alloys in acidic supercritical water
Sabouri et al. Investigation on corrosion failure of Cr–Mo P11 grade pipe in primary section of a superheated steam generation system
JPH0978204A (en) Metallic material

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160518