Сталь применяемая нами

Информация может быть не достоверна

Какие продукты возникают в процессе горения природного газа? Как продукты горения взаимодействуют с атмосферой и какое воздействие оказывают на дымоход? Попробуем разобраться.

Есть мнение, что значительное воздействие на целостность дымохода оказывают не только температурное, но и кислотное воздействие и поэтому изготавливать его можно только из дорогой кислотостойкой нержавеющей стали.

Давайте разберёмся в терминах:

Кислотостойкие нержавеющие стали являются высоколегированными сплавами особого назначения. Изделия из таких сплавов в кислотной среде не поддаются межкристаллической коррозии в течение определенного срока, то есть сохраняют высокую коррозионную стойкость в агрессивной среде.

Кислотная среда - наличие азотной, серной, фосфорной, соляной кислоты и их растворов в технологических процессах, большинство из которых протекает в присутствии высокой температуры и высокого давления.

Азотная кислота - образуется при взаимодействии диоксида азота (NO₂₎ с парами воды. Однако в топках при горении топлива образуется 95 - 99% монооксида азота NO, а он не взаимодействует с водой. И лишь прореагировав с атмосферным кислородом(озоном) моноксид азота доокисляется до диоксида и взаимодействуя с водой негативно воздействуя на экологию, но не воздействует на дымоход. Концентрация азотной кислоты в дымоходах работающих на вывод продуктов сгорания природного газа несущественна.

Агрессивнее всего воздействует на нержавеющую сталь дымохода конденсат, содержащий серную кислоту. Данный конденсат возникает при взаимодействии продуктов сгорания содержащих серу (диоксид и триоксид серы) с парами воды. Вот только в дымоходах от газовых отопительных приборов такой кислоты не много.

 Оксиды серы, обозначаемых SОх, в основном состоят из диоксида серы и триоксида серы - возникают в процессе горения сероводорода. В природном газе основных месторождений РФ содержатся от долей до одного процента сероводорода.

Но в газораспределительную сеть сероводород практически не попадает, так как перед поступлением в газотранспортную сеть природный газ подвергается процессу очистки от сероводорода для нужд промышленности.

Оксиды серы в большом количестве содержатся в продуктах сгорания жидкого топлива (мазут, солярка, керосин, печное топливо) и твердого ископаемого топлива (каменный уголь, торф).

Других кислот в результате сгорания природного газа практически не образуется.

Не отрицая наличия кислой среды в конденсате продуктов сгорания природного газа в дымоходе было бы неправильно излишне преувеличивать степень её воздействия.

Теперь более подробно рассмотрим используемые нержавеющие стали:

Для придания сталям коррозионной стойкости в их состав вводят легирующие элементы. 

Основным легирующим элементом повышающим коррозионостойкость (кислотостойкость) является хром (Cr). Хром обладает высокой склонностью к пассивации в средах различной кислотности и анионного состава. Характеристики питтингостойкости сплавов Fe-Cr также претерпевают существенное улучшение при достижении 12 % Сг. При концентрации в сплавах 17% Сг происходит второе резкое улучшение питтингостойкости.

Введение в сталь никеля (Ni) способствует улучшению механических свойств вследствие аустенизации структуры. Недостатком хромоникелевых аустенитных сталей является их низкая стойкость портив коррозионного растрескивания

Для большего повышения коррозионной стойкости в состав хромоникелевых нержавеющих сталей вводят молибден. Молибден улучшает пассивируемость сталей в неокислительных средах, сужая область активного растворения, и способствует существенному снижению их склонности к питтинговой и щелевой коррозии за счет затруднения питтингообразования, облегчения репассивации, снижения скорости растворения металла в очагах локальной коррозии и увеличения индукционного периода.

Основным недостатком хромоникельмолибденовых сталей является их низкая стойкость в окислительных средах. Для придания хромистым и хромоникелевым сталям высоких прочностных характеристик их дополнительно легируют вольфрамом. Кроме улучшения механических свойств вольфрам, подобно молибдену, увеличивает коррозионную стойкость сталей, однако его действие оказывается не столь эффективным.

Углерод (С) является вредной примесью. Так, он образует карбиды хрома (типа Сг2зСб), что снижает содержание хрома в сплаве. С этим процессом борются, вводя карбидообразующие добавки. Карбидообразующие добавки в составе сплава - титан, вольфрам, молибден и собственно сам хром связывают углерод, таким образом, уменьшая степень его растворимости.

Титан и ниобий образуют карбиды TiC и NbC и тем самым удаляют углерод из твердого раствора. При их введении в сталь повышается стойкость сталей против локальных видов коррозии. Никель - не карбидообразующий элемент.

Химический состав (AISI 316)

Итого карбидообразующих добавок =17%(Cr)+2.5%(Mb)= 19,5%

Химический состав (AISI 439)

Итого карбидообразующих добавок = 18%(Cr)+0,6%(Ti) =18,6%

Устойчивость к коррозии (кислотостойкость) часто применяемых марок нержавеющей стали

         Марка стали                         слабая                             хорошая                             отличная

Из таблицы видно, что AISI 439 обладает хорошим показателем кислотостойкости вплотную приближенным по этому показателю к нержавеющим сталям 300 серии

Коррозионно-термостойкая нержавеющая сталь 439 (1.4510) - содержание титана в этой марке нержавеющей стали дает возможность применять её для изготовления внутренних труб дымоходов, которые устанавливаются на твердотопливное и газо-топливное отопительное оборудование (камины, печи, топки, котлы и т. д.). При высоких температурах титан препятствует выгоранию углерода и кроме того высокое содержание хрома исключают коррозию. Нельзя применять на дымоходах от приборов работающих на жидком топливе и ископаемых твердых видах топлива.

Подмена понятия коррозионостойкость на аустентность наиболее часто встречающаяся уловка производителей-мошенников. Эффект аустенитности (сталь не магнитится) достигается общим показателем содержания цветных металлов в сплаве. Например в AISI201 добавлено 10% дешёвого марганца и сталь не магнитится, однако коррозионостойкость этой стали очень низкая в связи с низким содержанием карбидообразующих легирующих элементов.

Область применения AISI439 указана в марочнике сталей, в том числе там указаны и дымоходы:

Мировые производители дымоходной техники используют нержавеющие ферритные стали в своих изделиях - например тот же Schiedel Permeter изготавливается из ферритной AISI 444. Ведущие производители России применяют AISI439.

А теперь несколько слов о жаростойкости

Сталь AISI 439 не упрочняется термообработкой и обладает хорошей стойкостью к образованию окалины вплоть до 850°C, сохраняя свои полезные эксплуатационные механические свойства до высоких температур.

Сталь AISI 439 классифицируется как жаростойкая при эксплуатации до температуры 850 °C. Реальные температуры эксплуатации зависят от условий окружающей среды.

Эксплуатационный срок службы дымовых труб, изготовленных из нержавеющей стали AISI439 толщиной 0,5 мм, составляет 30 лет.

Гарантия на дымоходы торговой марки «КДМ» установленная производителем - 15 лет (отражено в паспорте дымохода)