Increasing operational reliability of absorption bromistolithic refrigerators and thermal security formators

O. V. Volkova; Волкова О. В.; A. V. Baranenko; Бараненко А. В.; L. S. Timofeevsky; Тимофеевский Л. С.

doi:10.17816/RF107247

Increasing operational reliability of absorption bromistolithic refrigerators and thermal security formators

作者: Volkova O.V.¹, Baranenko A.V.¹, Timofeevsky L.S.¹
隶属关系:
1. SPBGUNIPT
期: 卷 89, 编号 11 (2000)
页面: 5-6
栏目: Articles
URL: https://freezetech.ru/0023-124X/article/view/107247
DOI: https://doi.org/10.17816/RF107247
ID: 107247

如何引用文章

全文:

详细
全文:
作者简介
参考
补充文件
统计

详细

It is shown that corrosion resistance of carbon steels and copper alloys being in contact with aqueous solutions of lithium bromide in liquid and vapor phases is ensured with the help of inhibitory composition consisting of lithium chromate, lithium hydroxide, К-inhibitor and surface-active substances (SAS).

关键词

inhibitors, Corrosion of steels, Absorption converters

全文:

В настоящей работе приведены результаты исследования коррозионной стойкости различных конструкционных мате риалов в водном растворе бромида лития и защитных свойств некоторых ингибиторов коррозии.

Динамические коррозионные испытания проводили в условиях испарения раствора-конденсации водяного пара по методике, изложенной в работе [1]. Температура раствора и массовая доля в нем бромида лития определялись режимом работы генератора второй ступени, подверженного максимальным коррозионным разрушениям, и составляли соответственно 160 °C и 64 %.

Объектами испытаний служили углеродистая сталь ВСт.З Сп, нержавеющая сталь I2X18H10T и медные сплавы МНЖ 5-1 и МНЖ Мц 30-1-1.

Образцы из нержавеющей и углеродистой сталей были выполнены в виде пластин размерами 30x20x3 мм, а из медных сплавов — в виде полуколец размерами 30x16x1 мм. Коррозионную стойкость материалов определяли гравиметрическим способом.

Рабочие растворы готовили из бромида лития марки “ч”. Концентрацию раствора определяли прямым титрованием ионов Нг по методике [3].

Результаты коррозионных испытаний различных конструкционных материалов в течение 1000 ч в 64%-ном растворе бромида лития при температуре 160 °C представлены в табл. 1.

Как видно из табл. 1, раствор бромида лития характеризуется высокой коррозионной активностью по отношению к углеродистым сталям. При значительной скорости общей коррозии [до 1,7 г/(м2 • ч)] локальные коррозионные разрушения

стали ВСт. 3 Сп имеют место при контакте её со всеми фазами рабочего раствора.

Сравнительно невысокая коррозионная стойкость в условиях испытания у медного сплава МНЖ 5-1 [А=0,06...0,08 г/(м2 *ч)].

В паровой фазе и на границе раздела фаз в образцах из этого сплава встречаются яз венные и точечные разрушения. Скорость коррозии медного сплава М НЖ Мц 30-1 - 1 незначительна при контакте со всеми фазами рабочего раствора. Только в образцах, находящихся в растворе в паровой фазе, обнаружена точечная коррозия.

Из исследованных материалов наибольшую коррозионную стойкость имеет нержавеющая сталь I2XI8H10T [АМ),002...0,011 г/(м2 *ч)|. Однако опыт промышленного использования нержавеющей стати показал, что теплообменные трубы из стати I2X18H10T подвержены коррозионному растрескиванию.

Полученные результаты свидетельству ют о возможности использования в аппаратах АБХМ и АБТТ теплообменных труб из медных сплавов Ml 1Ж 5-1 и МНЖ Мц 30-1-1, а также обечаек и трубных решеток из углеродистой стали ВСт.З Сп. но при обязательном ингибировании рабочего раствора. Основное требование к ингибиторам — высокая эффективность по отношению и к медным сплавам, и к углеродистым сталям, контактирующим со всеми фазами рабочего раствора.

Таблица 1

Материал образца	Скорость коррозии К, г/(м² *ч)
Материал образца	Жидкая фаза	Граница раздела фаз	Паровая фаза
ВСт.З Сп	1,71*	1,28**	0,16*
МНЖ5-1	0,058	0,073***	0,076**
МНЖ Мц 30-1-1	0,028	0,027	0,004***
12X18HI0T	0,002	0,002	0,011
Питтинговая коррозия. Язвенная коррозия.**Точечная коррозия.

Для интенсификации процессов тепло-массопереноса в аппаратах АБХМ и АБТТ применяют поверхностно-активные вещества (ПАВ) [2, 4]. Поэтому ингибиторы должны быть совместимыми с ПАВ. Исходя из сказанного, перспективными считают ингибиторные композиции, состоящие из не органических ингибиторов, защищающих конструкционные материалы при контакте с жидкой фазой раствора, а также из органических - при контакте с паровой фазой и на границе раздела фаз и ПАВ.

Эффективные ингибиторы, предотвращающие коррозию углеродистых сталей при контакте с жидкой фазой раствора бромида лития, — эго хроматы, относящиеся к пассиваторам [6]. Известно, что хроматы защищают от коррозии почти все металлы [5].

Для защиты углеродистых сталей и медных сплавов в нейтральных средах при меняют комплексообразователи, создающие с ионами Ге и Си устойчивые комплексные соединения и формирующие на поверхности металлов прочные защитные пленки [5].

Для определения наиболее эффективных ингибиторов провели предварительные испытания медных сплавов в 62-64%- ном растворе бромида лития с ингибирующими добавками при 160 °C в течение 100 ч. По результатам этих испытаний предложен ингибитор - комплексообразователь, обеспечивающий высокую степень защиты медных сплавов при контакте с раствором в паровой фазе и на границе раз дела фаз (К-ингибитор).

Дальнейшие испытания наиболее перспективных ингибиторных композиций проводили в течение 1000 ч.

Полученные результаты, представленные в табл. 2, показывают, что хромат лития (0,18 %) в сочетании с гидроксидом лития (0,1 %) обеспечивает 93—96%-ную защиту медных сплавов в растворе бромида лития.

Таблица 2

Материал образца	Состав ингибирующей добавки	Жидкая фаза		Граница раздела фаз		Паровая фаза
Материал образца	Состав ингибирующей добавки	Скорость коррозии К, г/(м • ч)	Степень зашиты Z, %	Скорость коррозии К. г/(м • ч)	Степень защиты Z, %	Скорость коррозии К, г/(м • ч)	Степень защиты Z, %
МНЖ 5-1	Li₂CrO₄(0,18%) - LiOH(0,1%) Li₃CrO₄(0,18%) - LiOH(0,1%)- К-ингибитор Li,CrO₄(0,18%) - LiOH(0,1%)— К-ингибитор—ПАВ	0,004 0,0015	93,1 97,4 100	0,179* 0,0018 0,0004	97,5 99,5	0,075 0,0025 0,0028	96,7 96,3
МНЖ Мн 30-1-1	Li,CrO₄(0,18%) - l.iOH(0,1%) ЦСгО₄(0,18%) - LiOH(0,1%)— К-ингибитор Li,CrO₄(0,18%) - LiOH(0,1%)— K-ингибитор ПАВ	0,001	96,4 100 100	0,006 0,0004	98,5 100	0,0007** 0,0003	92,5 100
В Ст. 3 Си	Li₂CrO₄(0,18%) - LiOI 1(0,1 %)-К-ингибитор— ПАВ		100		100		100

Примечание. Коррозионная стойкость материалов в водном растворе бромида лития с различными ингибиторами определена за 1000 ч при t =160 °C и массовой доле бромида лития 6-64 %. *Язвенная коррозия. **Точечная коррозия.

Совместное использование К-ингибитора с хроматом и гидроксидом лития позволяет обеспечить 97% -ную защиту сплава МНЖ 5-1 в рабочем растворе во всех фазах. Степень защиты сплава МНЖ Мц 30-1-1 при контакте с жидкой фазой раствора и на границе раздела фаз составляет 98-100 %, а при контакте с паровой фазой — 92,5 %.

Добавление ПАВ усиливает действие указанных ингибиторов, обеспечивая 100%-ную защиту сплава МНЖ Мц 30- 1-1 и стали ВСт. 3 Си при контакте со все ми фазами рабочего раствора, а также сплава МНЖ 5-1 в жидкой фазе раствора и на границе раздела фаз, не изменяя степени защиты МНЖ 5-1 в паровой фазе.

Таким образом, ингибиторная композиция, состоящая из хромата лития, гидроксида лития, К-ингибитора и ПАВ, обеспечивает практически 100%-ную защиту медных сплавов МНЖ 5-1, МНЖ 30-1-1 и углеродистой стали ВСт. 3 Си во всех фазах раствора бромида лития при 160 °C и массовой доле бромида лития 62-64 %.