Тезисы
2017

Вплив ультразвукової вібрації на базис пітингостійкості нержавіючої сталі під шаром накипу


Кушнірчук С. А. , Васильєв Г. С.
Химия и современные технологии
Abstract / Full Text

В системах гарячого водопостачання широко використовуються пластинчасті теплообмінники (ПТО), пластини яких виготовлені із нержавіючих сталей марок AISI 304, AISI 316. В ході експлуатації на їх поверхні кристалізується накип, що знижує коефіцієнт теплопередачі. Іншою проблемою експлуатації ПТО є пітингова корозія теплообмінних пластин. Вирішення даних проблем дозволить підвищити ефективність роботи та строк експлуатації теплообмінників, тому є актуальним завданням.

Проведено дослідження впливу ультразвукової вібрації (частота ультразвуку 28 кГц і вихідна потужність – 50 Вт) на формування шару накипу на поверхні нержавіючої сталі AISI з води різної твердості (2, 4, 6 ммоль/дм3) та його захисні властивості.

Дослідження корозійної стійкості нержавіючої сталі проводино згідно ГОСТ 9.912–89. Метод ґрунтується на визначенні базису пітингостійкості (∆) – різниці потенціалів вільної корозії сталі та потенціалу під струмом (і = 30мкА/см2) в водних розчинах що містять хлорид–іони. Дослідження проводили на зразках зі сталі AISI 316, які вирізані з пластин теплообмінника, в розчинах з C(Cl-) = 350 мг/л. Дослідження процесу кристалізації карбонату кальцію відбувалося методом електрохімічного зсуву вуглекисневої рівноваги. Осадження накипу проводили при катодній поляризації зразків потенціалом – 1 В впродовж 4 годин в розчинах з жорсткістю – 2, 4, 6 ммоль/дм3.

Для визначення впливу ультразвуку на базис пітингостійкості використано ультразвуковий генератор з випромінювачем, який притискався до торця пластини. Допоміжний електрод – платиновий, електрод порівняння – хлорид-срібний насичений. Для поляризації використовували потенціостат ПИ–50–1.1. Реєстрація потенціалу в часі відбувалась за допомогою портативного осцилографа марки DSO-2150 USB.

Рисунок 1 – Базис пітингостійкості нержавіючої стал: а) – накип відсутній, б) – накип, в) – накип при УЗ вібрації.

Без накипу базис пітингостійкості для нержавіючої сталі становить 180 мВ. Наявність шару накипу на поверхні підвищує базис до майже 700 мВ. Ультразвукова вібрація призводить до подальшого збільшення базису пітингостійкості поверхні з шаром накипу на 620-730 мВ.

Таким чином, було встановлено, що застосування УЗ вібрації збільшує базис пітингостійкість нержавіючої сталі під шаром накипу у 1,5 рази.