Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

MECHANIZM KOROZJI STALI KONSTRUKCYJNYCH W WODACH TERMALNYCH CORROSION MECHANISM OF CONSTRUCTION STEELS IN THERMAL WATER Alicja Łukaszczyk, Jacek Banaś

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "MECHANIZM KOROZJI STALI KONSTRUKCYJNYCH W WODACH TERMALNYCH CORROSION MECHANISM OF CONSTRUCTION STEELS IN THERMAL WATER Alicja Łukaszczyk, Jacek Banaś"— Zapis prezentacji:

1 MECHANIZM KOROZJI STALI KONSTRUKCYJNYCH W WODACH TERMALNYCH CORROSION MECHANISM OF CONSTRUCTION STEELS IN THERMAL WATER Alicja Łukaszczyk, Jacek Banaś Zakład Chemii Ogólnej i Analitycznej, Akademia Górniczo – Hutnicza II Krakowska Konferencja Młodych Uczonych Kraków 2007

2 Rys.1. Schemat obiegu wody geotermalnej wewnątrz ziemi na obszarze niecki podhalańskiej. niecki podhalańskiej.

3 Rys.2. DIAGRAM POTENCJAŁ – pH dla układu Fe–system wód Rys.2. DIAGRAM POTENCJAŁ – pH dla układu Fe–system wód geotermalnych przy temperaturze 80 o C (0,013M/dm 3 Cl -, geotermalnych przy temperaturze 80 o C (0,013M/dm 3 Cl -, 0,007M/dm 3 HCO 3 -, 0,0002M/dm 3 HS - ). 0,007M/dm 3 HCO 3 -, 0,0002M/dm 3 HS - ).

4 Rys.3. Mechanizm korozji żelaza w układzie H 2 O – CO 2 CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 H 2 CO 3 {H 2 CO 3 } ad {H 2 CO 3 } ad + e HCO 3 + H ad HCO 3 + H 3 O + H 2 CO 3 + H 2 O H ad + H ad H 2

5 Rys.4. Powierzchnia stali węglowej po eksploatacji w stacji zatłaczania wody termalnej (GEOTERMIA PODHALAŃSKA S.A.). wody termalnej (GEOTERMIA PODHALAŃSKA S.A.). SEM EDX

6 Rys.5. Wpływ zawartości chromu na korozję stali w wodzie termalnej GEOTERMII PODHALAŃSKIEJ. GEOTERMII PODHALAŃSKIEJ.

7 OMAWIANE ZAGADNIENIA Własności korozyjne nisko- i średnio– Własności korozyjne nisko- i średnio– chromowego staliwa w roztworze modelowym chromowego staliwa w roztworze modelowym Na 2 SO 4 oraz w wodach termalnych, Na 2 SO 4 oraz w wodach termalnych, Wp ł yw obróbki cieplnej na strukturę materia ł u Wp ł yw obróbki cieplnej na strukturę materia ł u oraz odporność korozyjną staliwa. oraz odporność korozyjną staliwa.

8 MATERIAŁY I METODYKA BADAŃ Materiały: Staliwa nisko- i średnio-chromowe o zawartości chromu odpowiednio: 2,81%, 4,88%, 8,62%. Środowisko korozyjne: 1. Woda geotermalna (Geotermia Podhalańska S.A.) M Na 2 SO 4 - Ar lub CO 2, T = 80 o C. Metody badawcze: Woltamperometria cykliczna (LSV ) Elektronowa mikroskopia skaningowa (SEM) Mikroanaliza rentgenowska (EDX) Pomiary szybkości korozji w instalacji przemysłowej ( metoda grawimetryczna)

9 Symbol wg normy ASTM A335 Skład chemiczny % wag. CC CCC Si Mn SS SSS PP PPP Cr Mo Ni Cu P21 0,08 0,41 0,34 0,02 0,02 2,81 1,03 0,05 0,54 P5 0,12 0,42 0,24 0,01 0,02 4,88 0,45 0,11 0,16 P9 0,13 0,95 0,38 0,01 0,01 8,62 0,58 0,09 0,38 Tabela 1. Skład chemiczny badanych gatunków staliwa. Table 1. The chemical composition of steels species.

10 Symbol wg normy ASTM A335 Obróbka cieplna P21 A) H 1050 / 2h / pow. + O 950 / 0,5h / pow. B) N 950 / 0,5h / pow. C) H 1050 / 2h / pow.+O 720 / 0,5h / pow. D) N 720 / 0,5h / pow. P5 A) H 1050 / 2h / pow. + O 950 / 0,5h / pow. B) N 950 / 0,5h / pow. C) H 1050 / 2h / pow.+O 720 / 0,5h / pow. D) N 720 / 0,5h / pow. P9 A) H 1050 / 2h / pow. + O 950 / 0,5h / pow. B) N 950 / 0,5h / pow. C) H 1050 / 2h / pow.+O 720 / 0,5h / pow. D) N 720 / 0,5h / pow. H – hartowanie, O – odpuszczanie, N - normalizacja H – hartowanie, O – odpuszczanie, N - normalizacja Tabela 2. Obróbka cieplna badanych gatunków staliwa. Tabela 2. Obróbka cieplna badanych gatunków staliwa. Table 2. The thermal treatment of steels species. Table 2. The thermal treatment of steels species.

11 Rys.6. Krzywe polaryzacji dla staliwa P21, P5 i P9 w 0.1M Na 2 SO 4 nasyconym argonem przy temperaturze 80 0 C dla różnych nasyconym argonem przy temperaturze 80 0 C dla różnych obróbek cieplnych a). H 1050/2h/pow. + O950/0.5h/pow., obróbek cieplnych a). H 1050/2h/pow. + O950/0.5h/pow., b). N 950/0.5h/pow. b). N 950/0.5h/pow.

12 Rys.7. Krzywe polaryzacji dla różnej obróbki cieplnej a). staliwo P5 oraz b).staliwo P9 w 0.1M Na 2 SO 4 nasyconym argonem oraz b).staliwo P9 w 0.1M Na 2 SO 4 nasyconym argonem przy temperaturze 80 0 C. przy temperaturze 80 0 C.

13 Rys.8. Wpływ Ar i CO 2 na krzywe polaryzacji staliwa a). P21 (obróbka cieplna – H 1050 / 2h / pow. + O 950 / 0,5h / pow.) (obróbka cieplna – H 1050 / 2h / pow. + O 950 / 0,5h / pow.) oraz b). P5 (obróbka cieplna – N 950 / 0,5h / pow.) oraz b). P5 (obróbka cieplna – N 950 / 0,5h / pow.) w 0.1M Na 2 SO 4 przy temperaturze 80 0 C. w 0.1M Na 2 SO 4 przy temperaturze 80 0 C.

14 SEM EDX Rys.9. Powierzchnia staliwa P5 po eksploatacji w wodzie termalnej Geotermii Podhalańskiej S.A. Geotermii Podhalańskiej S.A.

15 A B SEM EDXEDX Rys.10. Powierzchnia staliwa P9 po eksploatacji w wodzie termalnej Geotermii Podhalańskiej S.A. Geotermii Podhalańskiej S.A.

16 Rys.11. Przemysłowe pomiary szybkości korozji staliwa P21 w wodzie geotermalnej ( T = 55 – 60 o C, t = 100 dni, v = 2 – 5 m/s) geotermalnej ( T = 55 – 60 o C, t = 100 dni, v = 2 – 5 m/s) A, B, C, D – warianty obróbki cieplnej. A, B, C, D – warianty obróbki cieplnej.

17 Staliwo o zawartości ok. 3% Cr nie jest odporne na korozję w wodach termalnych. Staliwo o zawartości ok. 3% Cr nie jest odporne na korozję w wodach termalnych. Staliwo o zawartości 5% Cr wykazuje dobrą odporność w tych ośrodkach. Niniejsze badania wykazały, że staliwo P5 jest odporne na korozję pomimo braku pasywacji tlenkowej w systemie H 2 O–CO 2 - Cl – – H 2 S. Stop ten tworzy stabilną, dobrze przylegającą warstewkę siarczków. Występuje wzbogacenie powierzchni staliwa w chrom i obecność tlenku chromu nie prowadzi do wytworzenia ciągłej warstwy pasywnej. Staliwo o zawartości 5% Cr wykazuje dobrą odporność w tych ośrodkach. Niniejsze badania wykazały, że staliwo P5 jest odporne na korozję pomimo braku pasywacji tlenkowej w systemie H 2 O–CO 2 - Cl – – H 2 S. Stop ten tworzy stabilną, dobrze przylegającą warstewkę siarczków. Występuje wzbogacenie powierzchni staliwa w chrom i obecność tlenku chromu nie prowadzi do wytworzenia ciągłej warstwy pasywnej. Staliwo P9 pasywuje się w wodzie termalnej. Warstewka jest jednak silnie zdefektowana poprzez inkorporację anionów siarczkowych. Stop ten wykazuje bardzo dobrą odporność w warunkach Geotermii Podhalańskiej S.A. Staliwo P9 pasywuje się w wodzie termalnej. Warstewka jest jednak silnie zdefektowana poprzez inkorporację anionów siarczkowych. Stop ten wykazuje bardzo dobrą odporność w warunkach Geotermii Podhalańskiej S.A. Mikrostruktura staliwa chromowego posiada duży wpływ na odporność korozyjną tych tworzyw. Obecność odpuszczonego martenzytu pogarsza własności korozyjne stopów. Stopy o strukturze bainitycznej posiadają największą odporność. Mikrostruktura staliwa chromowego posiada duży wpływ na odporność korozyjną tych tworzyw. Obecność odpuszczonego martenzytu pogarsza własności korozyjne stopów. Stopy o strukturze bainitycznej posiadają największą odporność. WNIOSKI

18 1.W. Górecki, et. al.. C.P.B.R Ciepłownictwo i systemy ciepłownicze. Wykorzystanie ciepła wód geotermalnych. Atlas Wód Geotermalnych Niżu Polskiego, Instytut Surowców Energetycznych Akademii Górniczo-Hutniczej Kraków ciepłownicze. Wykorzystanie ciepła wód geotermalnych. Atlas Wód Geotermalnych Niżu Polskiego, Instytut Surowców Energetycznych Akademii Górniczo-Hutniczej Kraków J. Banaś, W. Górecki, K. Kurzydłowski, B. Mazurkiewicz, M. Pawlikowski, K. Rożniatowski, W. Solarski, Corrosion and passivity of iron alloys in geothermal water, in Research in Polish Metallurgy at the Beginning of XXI Century/ed. K. Świątkowski; Committee of Metallurgy of the Polish Academy of Sciences. Kraków: Publishing House "Akapit'', 2006, S. 181– A. Więckowski, E. Ghali, Electrochimica Acta 28, 11, 1619 (1983). 4.A. Łukaszczyk, B. Mazurkiewicz, W. Solarski, J. Banaś, Odporność korozyjna staliwa nisko- i średnio-chromowego w wodach geotermalnych, Ochrona przed Korozją 49 (2006) nr 11s/A p LITERATURA Praca finansowana z projektu badawczego rozwojowego Nr R

19 DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ ZA UWAGĘ


Pobierz ppt "MECHANIZM KOROZJI STALI KONSTRUKCYJNYCH W WODACH TERMALNYCH CORROSION MECHANISM OF CONSTRUCTION STEELS IN THERMAL WATER Alicja Łukaszczyk, Jacek Banaś"

Podobne prezentacje


Reklamy Google