Математичне моделювання корозійної поведінки сталей аустенітного класу в хлоридовмісних середовищах при роботі пластинчастих теплообмінників

Abstract

UK: Мета роботи. Полягає у розробці математичних моделей, які описують залежності критичних температур пітінгування сталей AISI 304, 08Х18Н10, AISI 321, 12Х18Н10Т у модельних оборотних водах з pH 4…8 та концентрацією хлоридів від 350 до 600 мг/л. Методи дослідження. Розроблені математичні моделі ґрунтуються на лінійних квадратичних регресіях і нейронній мережі прямого поширення сигналу для скороченого набору ознак. Отримані результати. Встановлено, що критичні температури пітінгування досліджуваних аустенітних хромонікелевих сталей зростають при збільшенні pH оборотної води, кількості оксидів розміром до 3,95 мкм, середньої відстані між нітридами титану, вмісту Cr та зменшенні концентрації хлоридів у оборотних водах, середньої відстані між оксидами, середнього діаметра зерна аустеніту. Наукова новизна. Наідставі п встановлених залежностей між критичними температурами пітінгування корозійнотривких сталей AISI 304, 08Х18Н10, AISI 321, 12Х18Н10Т їх хімічним складом у межах стандарту та структурною гетерогенністю розроблено механізми їх впливу на пітінготривкість цих конструкційних матеріалів в оборотних хлоридовмісних водах. Встановлено, що метастабільні пітінги утворюються в твердому розчині аустеніту сталей в околі оксидів розміром98…3,95 мкм 1, і репасивуються не досягнувши критичних розмірів близько 5 мкм, що сприяє зростанню їх пітінготривкості в оборотних хлоридовмісних середовищах. Практична цінність. Розроблені математичні моделі запропоновано застосовувати для вибору оптимальних плавок аустенітних хромонікелевих сталей для виробництва теплообмінників та прогнозування їхньої пітінготривкості в процесі їх експлуатації в оборотних водах. Виявленороцеси п, що сприяють перфорації теплопередаючих елементів теплообмінників при їх експлуатації. EN: Purpose. It consists in the development of mathematical models that describe the dependence of the critical pitting temperatures of AISI 304, 08X18N10, AISI 321, 12X18N10T steels in model circulating waters with pH 4...8 and chloride concentration from 350 to 600 mg/l. Research methods. The developed mathematical models are based on linear square regression and a neural network of direct signal propagation for a reduced set of features. Results. It was established that the critical pitting temperatures of the studied austenitic chrome-nickel steels increase with an increase in the pH of the circulating water, the number of oxides up to 3.95 ?m in size, the average distance between titanium nitrides, the Cr content and a decrease in the concentration of chlorides in the circulating water, the average distance between oxides, and the austenite average grain diameter. Scientific novelty. Based on the established relationships between the critical pitting temperatures of corrosion-resistant steels AISI 304, 08Õ18Í10, AISI 321, 12Õ18Í10Ò, their chemical composition within the standard and structural heterogeneity, the mechanisms of their influence on the pitting resistance of these structural materials in circulating chloride-containing waters have been developed. It was established that metastable pitting is formed in a solid solution of austenite of steels around oxides with a size of 1,98...3,95 microns and repassivates before reaching critical dimensions of about 5 microns, which contributes to the growth of their pitting resistance in reversible chloride-containing environments. Practical value. The developed mathematical models are proposed to be used for the selection of optimal melts of austenitic chrome-nickel steels for the production of heat exchangers and prediction of their pitting resistance during their operation in circulating waters. The processes contributing to the perforation of heat transfer elements of heat exchangers during their operation have been identified.