Структура натриевоборосиликатных расплавов и служебные свойства эмалей и эмалевых покрытий на их основе
Диссертация
Стальные трубы нефтяного сортамента при эксплуатации подвергаются коррозионным разрушениям, которые значительно сокращают срок их службы. В результате коррозионного взаимодействия поверхности трубопровода с агрессивными средами, сопутствующими нефти и нефтепромысловым водам может произойти прорыв трубопровода, что приводит к экономическим потерям и заражению прилегающих к трубопроводу областей… Читать ещё >
Содержание
- 1. Состояние вопроса
- 1. 1. Роль оксидов, образующих эмали
- 1. 2. Структура силикатных, боратных, боросиликатных стекол и расплавов
- 1. 3. Структура силикатных и боросиликатных расплавов по данным дифракционных исследований
- 1. 3. 1. Модельные расчеты по данным дифракционных исследований
- 1. 3. 2. Опытные данные дифракционных исследований
- 1. 4. Ликвационные и кристаллизационные явления в стеклах и эмалях
- 1. 5. Физико-химические свойства эмалей
- 1. 5. 1. Термодинамические характеристики эмалевых систем
- 1. 5. 2. Плотность и тепловое расширение эмалей
- 1. 5. 3. Водо- и кислотоустойчивость эмалей
- 1. 6. Структура и свойства эмалевых покрытий
- 1. 6. 1. Вязкость эмалей
- 1. 6. 2. Смачивание эмалями поверхности металла
- 1. 6. 3. Роль диффузии в процессе формирования эмалевого покрытия
- 1. 6. 4. Коррозия металла под слоем эмалевого покрытия
- 1. 6. 5. Составы промышленных эмалей
- 2. 1. Методические особенности синтеза эмалей
- 2. 2. Методики исследования строения эмалей
- 2. 2. 1. Дифференциально-термический анализ
- 2. 2. 2. Рентгенофазовый анализ
- 2. 2. 3. ИК-спектроскопия
- 2. 2. 4. Электронная микроскопия
- 2. 3. Методы определения поверхностных и объемных свойств эмалей
- 2. 3. 1. Плотность эмалей
- 2. 3. 2. Определение водоустойчивости и химической устойчивости
- 2. 3. 2. 1. Методика определения водо- и химической устойчивости эмалей
- 2. 3. 2. 2. Длительные испытания эмалированных пластинок в воде при
- 2. 3. 3. Изучение температурной коррозии металла под слоем эмалевого покрытия
- 2. 3. 4. Методика определения термического коэффициента линейного расширения
- 2. 3. 5. Определение температуры начала растекания и угла смачивания
- 2. 3. 6. Определение вязкости
- 2. 4. Расчет структурных факторов и коэффициентов активности оксидов металла в двойных системах
- 2. 4. 1. Теоретические основы расчета структурных факторов и коэффициентов активности в бинарных расплавах
- 2. 4. 2. Структурные факторы и активности оксидов металлов в системах
- 2. 5. Измерение коэффициентов диффузии катионов металла методом фарадеевского импеданса
- 2. 5. 1. Методика фарадеевского импеданса
- 2. 5. 2. Схема измерительных цепей установки
- 2. 5. 3. Конструкция электрохимической ячейки и методика проведения эксперимента
- 2. 5. 4. Определение режима электрохимической реакции
- 3. Структура и массоперенос в силикатных, боратных и боросиликатных расплавах
- 3. 1. Структурные зависимости в модельных расчетах силикатных и боратных расплавов
- 3. 2. Расчет активностей оксидов-модификаторов в модельных квазибинарных системах R0-Si02 и RO-B2O
- 3. 3. Массоперенос в натриевоборосиликатных расплавах
- 3. 3. 1. Явления массопереноса в силикатных и боросиликатных расплавах при вязких течениях
- 3. 3. 2. Диффузия катионов металлов в расплавленных эмалях
- 4. Структура и физико-химические свойства натриевоборосиликатных эмалей
- 4. 1. Структура натриевоборосиликатных эмалей по данным ИК-спектроскопии
- 4. 2. Характеристические температуры натриевоборосиликатных эмалей
- 4. 3. Влияние состава основы Na20-B203-Si02 и вводимых добавок на плотность эмалей
- 4. 4. Зависимость термического коэффициента линейного расширения эмалей от состава
- 4. 5. Влияние добавок на кристаллизацию эмалей
- 4. 5. 1. Процессы кристаллизации в исходных составах эмалей
- 4. 5. 2. Влияние добавок на коррозию стали под слоем эмалевого покрытия
- 4. 6. Кинетика протекания процесса коррозии под слоем эмалевого покрытия
- 4. 7. Смачивание стального листа эмалями I и II группы составов
- 4. 8. Влияние состава на химическую устойчивость эмалей
- 4. 8. 1. Водоустойчивость эмалей
- 4. 8. 2. Химическая устойчивость эмалей в растворе, содержащем ионы Са2+. 160: Выводы
- 5. 1. Анализ химической устойчивости промышленных эмалей
- 5. 2. Изменение ИК-спектров отражения эмалированных пластинок после длительных испытаний в воде при Т=293 К и Т=353 К
- 5. 3. Служебные характеристики промышленных эмалей для защиты металла от коррозии
Список литературы
- Реми Г. Курс неорганической химии. Пер. с нем. М.: Иностр. лит-ра, 1963. Т. 1.920 с.
- Шульц М.М., Мазурин О. В. Современные представления о строении стекол и их свойствах. М.: Наука, 1988. 197 с.
- Вест А. Химия твердого тела. Под ред. акад. Третьякова Ю. Д. пер. с англ. в 2-х т. М: Мир, 1988. Т 2. 336 с.
- Петцольд А., Пешман Г. Эмаль и эмалирование. Справочник. Пер. с нем. М.: Металлургия, 1990. 576 с.
- Аппен А.А. Химия стекла. JL: Химия. 1974. 352 с.
- Справочник по химии / Пилипенко А. Т., Починок В .Я., Середа И. П. и др. Киев: Наукова думка, 1978. 544 с.
- Ахметов Н.С. Неорганическая химия. М.: Высшая школа, 1969. 640 с.
- Осипов А.А. Строение силикатных расплавов, спектроскопия комбинационного рассеяния и компьютерное моделирование // Автореф. канд. физ.-мат. наук. Челябинск: Юж.-Урал.гос.ун-т, 2002. 17с.
- Атлас шлаков. Справ, изд. Под ред. д.т.н. проф. Куликова И. С. пер. с нем. М.: Металлургия, 1985, 208 с.
- П.Клюев В. П., Певзнер Б. З. Влияние оксида алюминия на тепловое расширение, температуру стеклования и вязкость литиевоалюмоборатных и натриевоалюмоборатных стекол // Физика и химия стекла, 2002. Т.28. N 4. С. 295−314.
- Электрические свойства и строение стекол системы x-Na20-(l-х)-2РЬ В203 / Соколов И. А., Мурин И. В., Мельникова Н. А., Пронин А. А. // Физика и химия стекла, 2002. Т. 28, N 4. С.340−348.
- Строение и свойства расплавленных оксидов / В. М. Денисов, Белоусова И. В., Истомин С. А и др. Екатеринбург: УрО РАН, 1999. 450 с.
- Griscom D.L. Li20-based glasses. Structure, properties, applications // J. Amer. Ceram. Soc., 1993. V.69. N 3. P. 225−229.
- Попель С.И., Спиридонов M.A., Жукова JI.А. Атомное упорядочение в расплавленных и аморфных металлах. Екатеринбург: УГТУ, 1997. -С.384.
- Бхатиа А.Б. Концентрационные флуктуационные и структурные факторы в бинарных сплавах // Жидкие металлы. Материалы Третьей международной конференции по жидким металлам. Под ред. Эванса Р. и Гринвуда Д. Пер. с англ. М.: Металлургия, 1980. С.27−47.
- Марч Н.Г. Жидкие металлы. М.: Металлургия, 1972. 128 с.
- Спиридонов М.А., Попель С. И., Коснырева И. Г. Модельные представления о структуре и связь флуктуационных парциальных зависимостей с термодинамическими свойствами в бинарных расплавах / Расплавы, 1994. N 6. С. 43−49.
- Спиридонов М.А., Коснырева И. Г., Попель С. И. Флуктуационные структурные факторы бинарных расплавов на основе железа. Тезисы докл. Физико-химические основы металлургических процессов. М., 1991. 4.1. С.83−85.
- Дифракционные исследования строения высокотемпературных расплавов / Пастухов Э. А., Ватолин Н. А., Лисин В. Л. и др. -Екатеринбург: УрО РАН, 2003. 254 с.
- Явления ликвации в стеклах/ Андреев Н. С., Мазурин О. В., Порай-Кошиц Е.А. и др. М.: Наука, 1974. 220 с.
- Bishop S.G., Bray P.J. Nuclear magnetic resonance of calcium boroaluminate glasses // Phys. Chem. Glasses, 1996, v.7, N 3. P.73−81.
- Сандитов Д.С., Козлов Г. В. О природе флуктуации свободного объема жидкостей и стекол // Высокомолекулярные соединения, 1999. Серия А. Т. 41. N6. С. 1−24.
- Петровский Г. Т., Голубков В. К., Дымшиц О. С., Жилин А. А., Шепилов М. П. Фазовое разделение и кристаллизация в стеклах системы Na20-K20-Nb205-Si02 // Физика и химия стекла, 2003. Т.29. N 3. С.343−348.
- Шардаков Н.Т. Макроструктура и свойства стеклоэмалевых покрытий // Автореф. дисс. докт. техн. наук. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2001. 46 с.
- Кручинин Ю.Д., Кручинин Д. Ю., Булер П. И. Железоборный координационный эффект в щелочных железоборатных стеклах // ДАН СССР, 1986. Т. 287. N 6. С.1422−1426
- Левицкий И.А. Влияние оксидов железа на свойства и структуру глазурных стекол // Стекло и керамика, 2003, N 4 стр.11−16.
- Эллиот Д.Ф., Глейзер М., Рамакришна В. Термохимия сталеплавильных процессов. М.: Металлургия, 1969. 252 с.
- Шахматкин В.А., Шульц М. М. Термодинамические функции стеклообразующих расплавов системы Na20-B203 в интервале температур 700−1000°С // Физика и химия стекла, 1978. Т. 4. N 3. С. 271 277.
- Шахматкин В.А., Шульц М. М. Термодинамические свойства стеклообразующих расплавов системы Na20-Si02 в интервале температур 700−1200°С // Физика и химия стекла, 1980. Т. 6. N 2. С. 129−135.
- Соколов И.А. Активности в расплаве Na20-B203-Si02 // Физика и химия стекла, 2002. Т.28. N 2. С. 160−165.
- Буры лев Б.В., Мойсов Л. П. Термодинамические активности компонентов расплавов оксидов марганца (II) и кремния (IV) в системе Mn0-Si02 // Изв. ВУЗов. Черная металлургия, 2001. N 8. С. 2−6.
- Кожеуров В.А. Термодинамика металлургических шлаков. Сведловск: Металлургиздат, 1955. 163 с.
- Бурылев Б.В., Мойсов Л. П., Цемехман Л. Ш. О связи термодинамической активности компонентов с основностью бинарных оксидных расплавов // Изв. ВУЗов. Черная металлургия, 2002. N 12. С. 3−6.
- Воробьев В.Н., Строкин Л. А. Термодинамическая активность компонентов бинарных расплавов // Изв. ВУЗов. Черная металлургия, 2001. N16. С. 7−14.
- Белащенко Д.К. Структура жидких и аморфных металлов. М.: Металлургия, 1985. 192 с.
- Мюллер P.JI. Химические особенности полимерных веществ и природа стеклообразования // Стеклообразное состояние. Д.: Наука, 1960. С.61−71.
- Naruse A., Abe Y., Takami A. Role of aluminum ion in the structure alkaline earth alumoborate glasses // J. Ceram. Soc. Japan, 1971, v. 79., N 7. P. 225 236.
- Разработка и испытание новых видов стеклопокрытий для защиты труб нефтяного сортамента. Отчет по НИР N 1 880 011 451. Свердловск, 1988.
- Разработка новых видов стеклопокрытий для защиты труб нефтяного сортамента и методов их испытаний. Отчет по НИР N 1 870 013 935. Свердловск, 1987.
- Wilson J. Preperetion and characterization of SnO-based glasses as anode materioals //J. Ceram. Soc. Jap., 2001. V. 109. N 1276. P.1010−1016.
- Родцевич С.П., Елисеев С. Ю., Тавгень B.B. Легкоплавкая химически стойкая эмаль для стальной посуды // Стекло и керамика. 2003. N 4. С. 23−29.
- Лазуткина О.Р., Булер П. И. Высокотемпературные защитные свойства стеклоэмалевых покрытий на основе каменноугольной золы // Стекло и керамика, 2003. N 4. С.23−29.
- Сандитов Д.С., Бартенев Г. М. Физические свойства неупорядоченных структур. Новосибирск: Наука, 1982. 260 с.
- Скорняков М.М. О вязкости стекол выше и ниже температуры ликвидуса. Строение стекла. // Тр. совещ. «Строение стекла». Л.: Изд-во АН СССР, 1995. С. 256−257.
- Компенсационный эффект для боросиликатных расплавов / Никитин Ю. П., Спиридонов М. А., Никитина И. Ю. и др. // Металлы., 1999. N 3. С.49−50
- Вязкость боросиликатных расплавов / Невидимов В. Н., Никитин Ю. П., Спиридонов М. А. и др. // Физическая химия и технологиянеорганических веществ. Изв. Челябинского Научного Центра, 1999. Вып. 3.
- Тверьянович Ю.С. и др. Флуктуационная неоднородность и вязкость стеклообразующих расплавов // Физика и химия стекла, 1996. Т.22. N 3. С.291−297.
- Попель С.И. Поверхностные явления в расплавах. М.: Металлургия, 1994. 440 с.
- Doremus К.Н. Diffusion in glasses and metalls // Journal of non-crystallin solids, 1977. V. 25. N 3. P.263−272.
- Транспортные свойства металлических и шлаковых расплавов. Справочник / Лепинских Б. М., Белоусов А. А., Бахвалов С.Г.и др. М.: Металлургия, 1995. 649 с.
- Макарова Н.О., Сотников А. И. Коэффициенты диффузии ионов никеля и кобальта в расплаве Na20B203-Si02 // Физико-химические методы исследования металлургических процессов. Межвузовский сборник научных трудов. Вып. 13. Свердловск: УПИ, 1985. С.75−89.
- Бокштейн Б.С. Диффузия в металлах. М.: Металлургия, 1978. 249 с.
- Иванова О.Р., Булер П. И., Мотузова Н. И. Окисление стали под слоем расплава силикатного стекла // Защита металлов, 1982. Т. 5. N 5. С. 765 767.
- Булер П.И. Высокотемпературная пассивация и коррозия металлов в оксидных расплавах // Диссерт. докт. хим. наук. Сверловск: УПИ. 1977. 468 с.
- Мазурин О.В., Стрельцина М. В., Швайко-Швайковская Т.П. Свойства стекол и стеклообразующих расплавов. Справочник. Л: Наука, 1974. Т.4. Ч. 1.428 с.
- А.С. N 424 829. Эмаль / Ходский Л. Г., Каминская B.C., Минкевич Г. С. и др. (БССР). Опубл. в БИ. 1974, N 15. МКИ С 03 С 7/06. С. 79.
- А.С. N 589 224. Эмаль для стали / Каминская B.C., Ходский Л. Г., Минкевич Г. С. (БССР). Опубл. в БИ. 1978, N 3. МКИ С 03 С 7/04. С. 68.
- А.С. N 1 112 014. Эмаль для стали Бердзенишвили И. Г., Чешивили Т. И., Саруханишвили А. В. и др. (ГрССР). Опубл. в БИ. 1984, N 3. МКИ С 03 С 7/04. С. 72.
- А.С. N 989 785. Эмалевое покрытие для стали / Глуховский Л. И., Алиева Г. А., Ледкова Н. М. (СССР). Опубл. в БИ. 1983, N 2. МКИ С 03 С 7/04. С. 99.
- Косенко В.Г. Влияние поверхностных явлений на формирование и служебные свойства стеклоэмалевых покрытий для защиты нефтяных труб // Автореф. канд. техн. наук. Свердловск: УПИ, 1989. 16 с.
- Гулоян Ю.А., Шеломенцева В. Ф. Исследование физико-химических явлений при оценке химической коррозии стекла // Стекло и керамика, 2000. N8. С. 18−21.
- Диаграммы состояния силикатных систем / Торопов Н. А., Барзаковский В. П., Лапин В. В. и др. Справочник. Л.: Наука, 1969. 822 с.
- Акопян А.А. Химическая термодинамика. М.: Высшая школа, 1963. 530с.
- Гиллер Я.Л. Таблицы межплоскостных расстояний . М.: Недра. 1966. Т.2. 359 с.
- Плюснина И.И. Инфракрасные спектры силикатов. М.: МГУ, 1967. 189 с.
- Накамото К. Инфракрасные спектры неорганических и координационных соединений. М.: Мир. 1966. 411 с.
- Суздаль Н.В., Прохоренко О. А. Спектры поглощения щелочно-боратных стекол, окрашенных кобальтом // Стекло и керамика, 2003. N 4, с. 7.
- Основы аналитической электронной микроскопии / Под ред. Грена Дж.Дж., Гольдштейна Дж.И., Джоя Д. К. и др. Пер. с англ. Зигман К., НордлингК. М: Мир, 1971. 443 с.
- Воскресенский П.И. Техника лабораторных работ, М., Госхимиздат, 1962. 534 с.
- ГОСТ 9553–74. Стекло силикатное и стеклокристаллические материалы. Методы определения плотности.
- ГОСТ 10 134.1−88. Стекло неорганическое и стеклокристаллические материалы. Общие требования к методам определения химической устойчивости.
- ГОСТ 10 134.1−82. Стекло неорганическое и стеклокристаллические материалы. Методы определения водостойкости при 98 °C.
- ГОСТ 10 134.0−82. Стекло неорганическое и стеклокристаллические материалы. Методы определения водостойкости.
- Виды брака в производстве стекла / Под ред. Ибсена-Марведеля Г., Брюбкнера Р. М.: Стройиздат, 1986. 520 с.
- ГОСТ 29 016–91 (ИСО 2733−83). Эмали стекловидные и фарфоровые. Прибор для испытаний с помощью кислот и нейтральных жидкостей и их паров.
- Будников П.П., Гинстлинг A.M. Реакции в смесях твердых веществ. М.: Стройиздат, 1971. 488 с.
- Уэндбланд У. Термические методы анализа. М.: Мир. 1978. 525 с.
- ГОСТ 10 978–83. Стекло неорганическое и стеклокристаллические материалы. Методы определения термического коэффициента линейного расширения.
- ГОСТ 24 405–80. Стекло неорганическое и стеклокристаллические материалы. Определение температуры растекания.
- ГОСТ Р50 045−92. Эмали стекловидные. Определение характеристик текучести. Испытание на растекаемость.
- ГОСТ 24 789 81. Стекло неорганическое и стеклокристаллические материалы. Определение вязкости.
- Павлушкин Н.М., Сентюрин Г. Г., Ходаковская Р. Я. Практикум по технологии стекла и ситаллов. М.: Стройиздат, 1970. 512 с.
- Физико-химические свойства окислов. Справочник. Под ред. Самсонова Г. В. и др. М.: Металлургия, 1978. 472 с.
- Татаринова Л.И. Электронография аморфных веществ. М.: Наука, 1972.104с.
- Спиридонов М.А., Коснырева И. Г., Лавров А. В. Методические особенности электронографирования полимерных слоев расплавов // Тезисы докл. I Всесоюзн. Симпозиума «Методы дифракции электронов в исследовании структуры вещества». М, 1991. С. 51.
- Сотников А.И. Электрохимические методы исследования кинетики электродных процессов при высоких температурах в оксидных расплавах. Свердловск: УПИ, 1978. 150 с.
- Симкин Н.М., Сотников А. И. Исследование адсорбции на медном электроде в боратном и боросиликатном расплавах методом фарадеевского импеданса П Физическая химия металлургических расплавов. Свердловск, 1972. Вып. 27. С. 208−215.
- Попель С.И., Сотников А. И., Бороненков В. Н. Теория металлургических процессов. М.: Металлургия, 1986. 463 с.
- Банк данных термодинамических величин ТКВ (электронная версия).
- Новиков В.К., Майфат М. В. Применение полимерной модели к расчету поверхностного натяжения многокомпонентных силикатных расплавов // Расплавы, 1988. Т.2. N 3. С.52−55.
- Протасова Л.Г., Косенко В. Г. Влияние добавок на структуру и физико-химические свойства натрийборосиликатных стекол / Стекло и керамика, 2003. N 6, с.6−7.
- Стали и сплавы. Марочник: Справ, изд. / Сорокин В. Г. и др. М.: Интермет Инжиниринг, 2001. 608 с.