Сульфатно-хлористая смесь для испытаний жаропрочных сплавов и сталей на стойкость к высокотемпературной коррозии

 

Изобретение относится к смесям для высокотемпературных коррозионных испытаний и может быть использовано в суде-, ааиаи энергомашиностроении для определения коррозионной стойкости лопаточных, материалов и других деталей проточной части турбины. С целью приближения условий испытаний к условиям эксплуатации турбин на нефтяном топливе в солевую смесь из сульфатов натрия, кальция и магния и хлоридов натрия, магния и калия вводят метааанадат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%: сульфат натрия 54-65; сульфат кальция 3-5; сульфат магния 5-7; метаванадат натрия 4-6; хлорид магния 11,2-13,6; хлорид калия 8,8-10,7; хлорид натрия 3,0-3,7; 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 6 01 N 17/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОЫ ЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4898823/28 (22) 02.01.91 (46) 07.07.93. Бюл. N 25 (71) Институт проблем литья АН УССР (72) И.В.Орышич, Н.И.Матюшенко и Н.H.Soлощенко (56) Защита металлов, 1987, Т.23. М 1, с,10411.0, Авторское свидетельство СССР, N. 1772695, кл; 6 01 N 17/00; 1992. (54) СУЛ Ь Ф АТНО-ХЛ О РИ СТАЯ СМ ЕСЬ

ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ЖАРОПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ НА СТОЙКОСТЬ И ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ КОРРОЗИИ (57) Изобретение относится к смесям для высокотемпературных корроэионных испыИзобретение относится к области высокотемпературных коррозионных испытаний и может быть-использовано в судо-, аа аэнергомашиностроении для определения корроэионной стойкости лопаточных материалов и других деталей проточной части турбины, В условиях эксплуатации двигателей нв различных топливах имеет место преимущественно сульфидная коррозия (СК), хотя химический состав турбинных отложений, определяющий скорость высокотемпературной коррозии(ВТК), может. значительно отличаться. Поэтому различные исследователи стремятся приблизить условия лабораторных испытаний к условиям эксплуатации турбин на том или ином топливе.

Цель исследования — разработка состава солей для приближения условий испыта Ы, 182604б А) таний и может быть использовано в судо-, авиа- и знергомашиностроении для определения коррозионной стойкости лопаточных „

Ф материалов и других деталей проточной части турбины. С целью приближения условий испытаний к условиям эксплуатации турбин на нефтяном топливе в солевую смесь из сульфатов натрия, кальция и магния и хлоридов натрия, магния и калия вводят метаванадат натрия при следующем соотношении компонентов, мас, : сульфат натрия 54 — 65; сульфат кальция 3 — 5; сульфат магния 5 — 7; метаванадат. натрия 4 — 6; хлорид магния

11,2 — 13,6; хлорид калия 8,8 — 10,7; хлорид натрия 3,0-.3,7; 1 табл. ний к условиям эксплуатации турбин на нефтяном топливе, Поставленная рель достигается тем, что в солевую смесь из сульфатов натрия, кальция и магния и хлоридов натрия, магния и калия вводят метаванадат натрия и ри следующем соотношении компонентов, мас. ;

Сульфат натрия 54-65 . Сульфат кальция 3 — 5

Сульфат магния 5-7

Метаванадат натрия 4-6

Хлорид магния 11,2 — 13,6

Хлорид калия 8,8-10,7

Хлорид натрия 3,0 — 3,7

При разработке нового состава солей было принято по внимание то обстоятельство, чтобы он обеспечивал по крайней мере . такой же температурный диапазон испытаний, как.и прототип. Поэтому в нем содержания хлоридов натрия, магния и калия и

1826046

Эависимость температуры начала расплавления Т» солевых смесей от их химического состава и сопротивления высокотемпературной коррозии жаропрочных материалов от температуры и состава солевык смесей. продолжительность испытаний 40 ч

Ско ость ко аии, г/и ч !а пlп а!аг$0 т, Состав солей. мвс

KCI С 550 С

570 С

600 С

М9С12! чаЧОа NaCI

CaSI74

M9SQ4

700 С

ЭК9ВД XII&107

К!84107

ЭК9ВД

ЭК9ВД

Xt8HtIJI

ЭК9ВД XI8410I

ЭК9ВД 71

54

7.5 570 0,08

8.8 555 0.10

9.5 552,0.11

10.7 555 0.10

11 565 0,08

2

Я

Прототип

10,5

1 1,2

12,2

13,6

2

3.3

3.7

5 2

4

"2.0

2.3

2.3

2.5

2.0

5

7

0.05

0.06

0.05

0.05

2.2

2,9

3.0

3,1

2.6

3.1

3.3

3.7

3.5

3.3

3.2

3,3

3.5

ЗД

3.5

9,6

10,2

10,4

10,6

t0.1

7.0

8.1

8.5

8.5

7,8

122

139

148

129

8.6 !

0.3

t0.5

10.8

9.4

3,2

61. 3.4

92 555 0 0 !.9

2.0 3.3

3.0 121

9.5

Составитель И.Орышич

Техред М.Моргентал

Корректор М.Андрушенко

Редактор

Заказ 2318 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина. 101 сульфатов магния и кальция, удовлетворяющие данному условию, были такие же, как и в прототипном составе.

Интервалы концентраций по метаванадату натрия определяли из расчета, что содержание ванадия в искомой смеси солей должно находиться на таком же уровне, как и. в турбинных отложениях (колаблется в интервале 1,5-2,5%). Исходя из того, что соот.ношение ИаЧОз:V" 122:51, то интервалы . изменений метаванадата натрия в солевой смеси для 1,5-2 5% ванадия будут составлять 4-6 Пр9г введении его в таких количествах в сульфатно-хлоридную смесь солей скорость коррозии материалов (таблица), в зависимости от температуры испытания, .увеличивается от 1,1 до 2 раза и более. А температура плавления заявителя практически такая. жв, как и у прототипа.

При концентрациях компонентов солевой смеси больших и меньших допустимых пределов скорость коррозии понижается, а темперагуры расплавления — повышаются, что свидетельствует об их. рациональном выборе.

Для экспериментальной проверки заявляемого состава были проведены коррозионные испытания образцов диаметром 10 и длиной 15 мм, предварительно покрытых пленкой соли и погруженных в расплав соли этого же состава на глубину 6 мм. При этом количество гидратированных хлоридов магния,(МцС1г 6H20) и сульфата магния (Мц$04 7НгО) подбирали в расчете на безводные соединения. Оценку коррозионной стойкости материалов проводили по скорости потери массы образца сначала кипячением в воде, а затем стравливанием остатка в расплаве 70% Na0H+ 25% йайОз+ 5%

NaCI в течение 05 — 1 ч. Установлено, что свое агрессивное воздействие на жаропрочные материалы соли оказывают при температурах, равных или больших температуры их расплавления, а в твердом, нерасплавленном состоянии, скорость коррозии близка к скорести окисления. В расплавленном

"0 состоянии предлагаемый состав солей вызывает скорость коррозии в 1,1-2 раза более высокую, чем прототипный состав, в в твердом — примерно такую же.

Таким образом предлагаемую сульфат15 хлоридно-ванадатная смесь солей позволяет повысить (до 2 раза) скорость коррозии. при испытаниях.

Формула изобретения

20 Сульфатно-хлористая смесь для испытаний жаропрочных сталей и.сплавов нз стойкость и высокотемпературной коррозии, содержащая сульфаты натрия, магния и кальция и хлориды натрия, магния и калия, 25 отличающаяся тем, что, с целью приближения условий испытаний к ycnowям эксплуатации турбин на нефтяном топливе, смесьдополнительно содержит метаванадат натрия при следующем соотношении. компо30 нентов, мас.%;

Сульфат натрия 54-.65

Сульфат кальция 3-5

Сульфат магния 5-7

Метаванадат натрия 4 — 6

35 Хлорид магния 11,2-13,6

Хлорид калия 8,8-13,7

Хлорид натрия 3,0-3.7