ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы О механизме образования отложений на металлах в углеводородных топливах из "Физико - химические основы применения моторных, реактивных и ракетных топлив" При контакте углеводородных топлив с металлами, особенно при повьппенной температуре, на поверхности последних образуются отложения. [c.241] Нестехиометрические кристаллы характеризуются излишком или недостатком одного из компонентов по отношению к стехиометрической формуле состава, хотя это и не приводит к изменению фазового состояния. Действительно, большинство окислов металлов имеет непостоянный состав, особенно металлов с переменной валентностью (Ре, Си, А1 и др.). [c.242] Из изложенного выше следует, что в дефектных кристаллах металлов имеются узлы с неравномерно распределенным электрическим нолем. Например, вакантные анионные узлы действуют в кристалле, как центры с эффективным положительным зарядом и создают кулоновское потенциальное поле, способное связывать электроны. В других металлах образуются вакантные места в катионной решетке, которые будут действовать в кристаллах как центры с эффективным отрицательным зарядом и давать кулоновское поле, способное связывать положительные заряды. [c.242] Резко выраженные дефекты кристаллов имеют медь, свинец, железо. Следовательно, у них должны быть наиболее неравномерное распределение центров с разными энергетическими уровнями, минимальная стойкость к коррозионному воздействию полярных соединений (сернистых, азотных, металлорганических и др.) с низкими уровнями энергии активации. Сильнее всего подвергается коррозии медь, на ней легче всего образуются пленки и отложения. [c.242] Добавление к металлам различных компонентов, которые уменьшают неравномерность распределения вакантных мест и узлов с повышенной электрической плотностью, должно приводить к повышению устойчивости металлов против коррозионного воздействия гетероорганических соединений. Действительно, сплавы меди с цинком (бронзы, латуни) имеют лучшую коррозионную стойкость, чем чистая медь добавление к железу небольших количеств хрома, ванадия, никеля, углерода и других приводит к резкому повышению коррозионной стойкости этих сплавов. [c.242] В присутствии кислорода в углеводородной среде, содержавшей сернистые соединения, образуются разнообразные промежуточные полярные продукты окисления, которые могут адсорбироваться на поверхности металлов с дефектными кристаллическими решетками. [c.242] Состав н структура этих отложений были изучены спектроскопическими методами [22]. [c.243] На основании исследования структуры и состава отложений методами инфракрасной, ультрафиолетовой и рентгеновской спектроскопии [22] можно в первом приближении представить схему образования первичных слоев па поверхности металла (рис. 92). Образование ориентированных молекул на поверхности металла приводит к перераспределению энергии связи в молекулах, вследствие чего может наступить разрушение молекул (сольватационный отрыв) и свободные радикалы будут переходить в раствор, инициируя развитие окислительной цепи. Осколки молекул типа 80 , 8 и другие ориентируются около вакантных узлов кристаллической решетки, проникают в межкристаллическое пространство, образуя прочную пленку на поверхности металла. Одновременно с этим катионы металла будут переходить в топливо. Адсорбция полярных (в большинстве случаев окисленных) молекул (радикалов) не ограничивается первичным актом, а продолжается дальше и приводит к образованию следующих слоев отложений вполне естественно, что стрз ктура этих отложений будет иной по сравнению с первичным слоем. Возможная структура отложений на металле показана на рис. 93. [c.243] Исследованиями поперечных срезов пластинок из меди (рис. 94) с отложениями на них установлено, что на поверхности меди имеется относительно толстый слой отложений (до 200—300 мк), который состоит из веществ аморфного и кристаллического строения. Рентгеноструктурным анализом установлено, что доля кристаллической фазы в отложениях по мере приближения к металлу возрастает. Верхние слои в большинстве случаев легко удаляются механическим путем. [c.243] Углерод. Водород, Сера. . . Азот. . . Медь. . . Алюминий Магний Цинк. . Кремний. Марганец Титан. . [c.246] Специальным анализом было установлено, что сера проникает в металл на значительную глубину (до 30—50 мп) [24]. [c.247] Из сказанного следует, что при воздействии сернистых нефтепродуктов на металлы одновременно с коррозионным разрушением последних протекают процессы образования защитных пленок [24]. [c.247] Если бы удалось образовать на поверхности металлов прочные защитные пленки, то коррозия была бы предотвращена или в значительной степени уменьшена. Эту задачу можно решить введением в углеводородную ереду нрисадок. [c.247] Действительно, в группах К—Н, С—8, 8-Н связи между атомами значительно менее прочны, чем в исходных углеводородах. Вероятно по этим связям идет разрушение молекул и последующее их внедрение в дефектную кристаллическую решетку металлов. Кроме того, эти соединения должны обладать антиокнслительными свойствами [13-15, 25]. [c.248] Вернуться к основной статье