- Project Runeberg -  Teknisk Tidskrift / Årgång 85. 1955 /
1050

(1871-1962)
Table of Contents / Innehåll | << Previous | Next >>
  Project Runeberg | Like | Catalog | Recent Changes | Donate | Comments? |   

Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - Sidor ...

scanned image

<< prev. page << föreg. sida <<     >> nästa sida >> next page >>


Below is the raw OCR text from the above scanned image. Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan. Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!

This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.

1050

TEKNISK TIDSKRIFT

Tabell 1. Oxidation av stålmaterial i luft och vattenånga; a och n konstanter enligt ekv. (A), d angrepp i mm på 10 000 h.

Material

Luft 600° C Luft 650°C Vattenånga 650°C
a • 10"6 n ö a ■ 10~6 n <5 a • lo"6 n S

0,10 »/o C ..........................................................................................14 1,75 1,2 93 1,55 4,2 — — —

0,8 °/o Cr, 0,4 %» Mo ....................................................................42 1,40 2,8 390 1,15 24,2 — — -

13 °/« Cr .............................................. 0,03 1,85 0,04 0,2 1,60 0,09 — — —

16 »/o Cr, 13 o/o Ni, Nb .............................. 0,02 1,85 0,03 0,08 1,75 0,06 16 1 1,6

17 »/o Cr, 21 o/o Ni, Nb, 20 °/o Co, Mo, V, W ........ — — — — — — 17 • 1 1,7

peratur. Minskningen av reflexionsförmågan ger ett mått
på oxidationen, fig. 3. Vid 20°C temperatur blir angreppet
mycket litet men redan vid 40°C blir det märkbart och
vid 100°C är färgning av provplåten märkbar för blotta
ögat. Järnytan täcks med ett brunaktigt oxidskikt och
härigenom skiljs detta oxidationsförlopp tydligt från
korrosion i syrehaltigt vatten.

Metoden kan även användas för undersökning av
oxidation i ånga, och man finner därvid att denna oxidation
börjar först vid avsevärt högre temperaturer än
oxidationen i vatten, fig. 4.

Oxidation av järn vid högre temperaturer har undersökts
av Fellow, Münzinger m.fl., varvid man funnit att
oxidationshastigheten avtar med tiden och att förloppet följer
det paraboliska sambandet

zn = at (4)

där z är oxidationen, t tiden, a och n konstanter.
Oxidationshastigheten är alltså hög i början men minskas med
tiden i den mån oxidskiktet tillväxer i tjocklek.

Enligt undersökningar av Baumann, Bayerwerk, i
temperaturområdet 600—750°C med en apparat där man kan
bestämma provets viktändring, fig. 5 (jfr Tekn. T. 1953
s. 796), har i stort sett denna paraboliska lag bekräftats
och konstanterna a och n bestämts för olika material,
tabell 1. Ur oxidationssynpunkt är stål med 0,8 °/o krom
och 0,4 °/o molybden sämre än olegerat stål. För kromstål
och austenitiskt stål är oxidationen, extrapolerad till
100 000 h, endast omkring 1/100 så stor som för de övriga
stålen. Det höga värdet på oxidationen för det låglegerade
stålet är kanske därför ganska osäkert.

Enligt undersökningarna på det austenitiska stålet är

Fig. 5.
Termovåg för
mätning av
oxidation i
vattenånga.

Fig. G. Apparat för bestämning
av erosion i oxidskikt.

oxidationen i vattenånga avsevärt mycket större än
oxidationen i luft vid samma temperatur. Detta framgår
också av undersökningar på överhettartuber som varit
utsatta för ånga under drifttider på 13 000—20 000 h. På
rökgassidan har man enligt mikrofoto endast fått ett ca
10 u tjockt oxidskikt, medan skiktet på ångsidan är
avsevärt mycket tjockare.

För ett stål med 16 °/o Cr, 13 °/o Ni har efter 20 000 h
vid 585°C ångtemperatur erhållits ett oxidskikt på endast
ca 20 [i, under det att man med samma material i ånga
av 615°C fått ett oxidskikt på ca 200 jx. Att döma av
oxidskiktets utseende skulle dock även andra faktorer än
höjningen av temperaturen ha förorsakat den kraftigt ökade
oxidationen. För ett slål med 16 °/o Cr, 21 °/o Ni har efter
13 000 h vid 605°C interkristallin oxidation erhållits
mellan de enskilda kristallerna. Denna oxidation har dock icke
visat sig vara farlig. Glödgningsprov under 15 000 h med
austenitiskt material har visat att man redan vid 750°C
kan få en avsevärd oxidation av dessa även i luft, fig. 8.

Korrosion vid oxidskiktets förstöring
Om oxidskiktet på ett eller annat sätt blir helt eller delvis
förstört så att metalliskt rent järn blir utsatt för angrepp
av vatten eller vattenånga, börjar angreppet på nytt med
den hastighet som motsvarar begynnelsepunkten på
Fel-lows parabel och i allmänhet är denna
reaktionshastighet mycket hög.
Skyddsskiktet kan förstöras genom mekanisk, termisk eller
kemisk inverkan. Exempel på mekanisk förstöring av
oxidskiktet är oxidationen av tuber efter krökar eller bakom
svetsfogar i strålningsdelen i Benson-ångpannor.
Oxidskikten eroderas här genom strömmande vattendroppar.
Även oxidation på löphjul i matarvattenpumpar som går
med höga temperaturer kan förklaras på detta sätt.
Oxidskiktets vidhäftning på järn och dess
nötningshållfasthet beror av pH-värdet, vilket experimentellt visats på
följande sätt. I ett kärl, fig. 6, hölls en konstant vattenyta
med kokande kondensat vid 30 at tryck. Kondensatet
cirkulerades med en centrifugalpump och sprutades med ca
10 m/s hastighet mot en liten järnplatta 1 placerad i
ångrummet. En annan järnplatta 2 var för jämförelse insatt i
ångrummet och en i vattenrummet. Vid pH 5—6 i vattnet
var viktförlusten för den påsprutade plattan ungefär 10
gånger så hög som för jämförelseprovet. Höjde man
pH-värdet genom tillsats av ammonium- eller natriumkarbonat
till ca 9—9,5 blev viktförlusten på alla tre plattorna lika
stor.

Eftersom vürmeutvidgningskoefficienten är olika för
metall och oxidskikt är det givet att man vid
temperaturväxlingar kan få sprickor i oxidskiklet. Vid ett
oxidationsförsök med termovågen (fig. 5) på stål med 16 °/o Cr, 13 °/o
Ni, Nb, som först glödgades 500 h i vattenånga vid 700°C
med undvikande av temperaturvariationer fick man ett
korrosionsförlopp karakteriserat av konstanten a = 0,03 •
10~° och exponenten n = 2,5. Efter 1 000 h provning
utsattes provet för regelbundna temperaturväxlingar, varvid
det hölls 24 h v/d 700°C och 22 h utan värmning, varefter
det sedan på 2 h värmdes upp igen till 700°C. Exponenten
ändrade sig därvid från 2,5 till 1. Temperaturväxlingarna
ökar alltså oxidationen väsentligt, beroende på att
skyddsskiktet förstörs.

Vid den nämnda undersökningen (fig. 1) skulle rörel
hålla ca 500 000 h, om man inte har någon oxidation. Ge-

<< prev. page << föreg. sida <<     >> nästa sida >> next page >>


Project Runeberg, Fri May 10 12:31:11 2019 (aronsson) (download) << Previous Next >>
http://runeberg.org/tektid/1955/1070.html

Valid HTML 4.0! All our files are DRM-free