Анализ влияния режимных параметров процесса высокотемпературной химической активации на конструкционный материал оборудования

Проведены экспериментальные исследования по определению факторов воздействия высокотемпературной химической активации на конструкционный материал лабораторного реактора, выполненного из стали 09Г2С. Диагностика воздействий выполнена с помощью металлографической микроскопии, а также рентгенофлуоресцентной спектрометрии по содержанию калия. Установлено наличие очаговой коррозии по всей внешней поверхности реактора на глубине до 0,15 мм, вызванной предположительно водородной и карбонильной коррозиями, а также ее отсутствие на внутренней поверхности. Снаружи и изнутри реактора также наблюдалось насыщение поверхностного слоя калием на глубину более 0,34 мм вследствие диффузионных и коррозийных процессов. Предложены технологические и конструктивные решения по снижению неблагоприятных факторов воздействия процесса химической активации на конструкционный материал.

Литература

[1] Попова А.А., Шубин И.Н. Исследование влияния технологических параметров на аппаратурное оформление процесса производства активированного углеродного материала. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2022, № 1, с. 20–30, doi: http://dx.doi.org/10.18698/0536-1044-2022-1-20-30

[2] Jiménez V., Sánchez P., Valverde J.L. et al. Influence of the activating agent and the inert gas (type and flow) used in an activation process for the porosity development of carbon nanofibers. J. Colloid. Interface Sci., 2009, vol. 336, no. 2, pp. 712–722, doi: https://doi.org/10.1016/j.jcis.2009.04.017

[3] Lozano-Castello D., Calo J.M., Cazorla-Amoros D. et al. Carbon activation with KOH as explored by temperature programmed techniques, and the effects of hydrogen. Carbon, 2007, vol. 45, no. 13, pp. 2529–2536, doi: https://doi.org/10.1016/j.carbon.2007.08.021

[4] Benaddi H., Bandosz T.J., Jagiello J. et al. Surface functionality and porosity of activated carbons obtained from chemical activation of wood. Carbon, 2000, vol. 38, no. 5, pp. 669–674, doi: https://doi.org/10.1016/S0008-6223(99)00134-7

[5] Suarez-Garcia F., Vilaplana-Ortego E., Kunowsky M. et al. Activation of polymer blend carbon nanofibres by alkaline hydroxides and their hydrogen storage performances. Int. J. Hydrog. Energy, 2009, vol. 34, no. 22, pp. 9141–9150, doi: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2009.09.026

[6] Zheng Z., Gao Q. Hierarchical porous carbons prepared by an easy one-step carbonization and activation of phenol-formaldehyde resins with high performance for supercapacitors. J. Power Sources, 2011, vol. 196, no. 3, pp. 1615–1619, doi: https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2010.09.010

[7] Teng H., Wang S.C. Preparation of porous carbons from phenol-formaldehyde resins with chemical and physical activation. Carbon, 2000, vol. 38, no. 6, pp. 817–824, doi: https://doi.org/10.1016/S0008-6223(99)00160-8

[8] Арчаков Ю.И. Водородная коррозия сталей. Москва, Металлургия, 1985. 192 с.

[9] Колачев Б.А. Водородная хрупкость металлов. Москва, Металлургия, 1985. 217 с.

[10] Гуляев А.П. Металловедение. Москва, Металлургия, 1977. 647 с.

[11] Кузюков А.Н., Нихаенко Ю.Я., Левченко В.А. и др. Влияние водорода на работоспособность химического и нефтехимического оборудования, изготовленного из углеродистых и низколегированных сталей. Водородная обработка материалов. Тр. III Межд. конф. ВОМ-2001. Донецк, 2001, с. 390–392.

[12] Стасюк С.3., Терентьев В.П. Исследование влияния водорода на свойства низколегированной стали 09Г2С и стойкость карбидных фаз. Проблемы прочности, 2007, № 5, с. 31–43.

[13] Березина Т.Г., Бугай Н.В., Трунин И.И. Диагностирование и прогнозирование долговечности металла тепловых энергетических установок. Киев, Техника, 1991. 120 с.

[14] Горчаков Л.Н., Добротворский А.М., Романова Л.М. и др. Влияние давления водорода на механизм водородной коррозии углеродистой стали. Химическая техника, 2016, № 1, с. 16–19.

[15] Popova A.A., Aliev R.E., Shubin I.N. Features of nanoporous carbon material synthesis. Advanced Materials and Technologies, 2020, no. 3, pp. 28–32.