Коррозионные свойства топлив

Углеводороды и их смеси, из которых, в основном, со­стоят жидкие топлива, обычно не взаимодействуют с ос­новными конструкционными материалами.

В то же время сера и другие примеси, содержащиеся в топливе, а также продукты химических превращений агрессивно воздейст­вуют на эти же материалы.

Одна из основных причин коррозии цистерн, трубопро­водов, топливоподогревателей и других элементов топлив­ной системы — наличие в топливе воды и, особенно, мор­ской.

Коррозию, вызываемую топливом, условно можно раз­делить на химическую и электрохимическую. Наиболее сильна химическая коррозия, возникающая при непосред­ственном взаимодействии материалов с коррозионной сре­дой. Последними являются органические и неорганические кислоты и щелочи, соединения серы, присутствующие в топливе, и некоторые другие загрязнения. Содержащиеся в топливе водорастворимые кислоты и щелочи изменяют рН среды и резко усиливают коррозионную агрессивность топ­лива ко многим металлам и сплавам. Органические кис­лоты, находящиеся в топливе, вызывают коррозию метал-.- лов, особенно меди, цинка, свинца. Долю органических кислот, содержащихся в топливе, оценивают кислотным числом. Низкомолекулярные органические кислоты всту­пают непосредственно в реакцию со свинцом, медью и цвет­ными металлами, вызывая их коррозию (разрушение).

В топливе, особенно тяжелом, находятся также различ­ные сернистые соединения: сера, сероводород, меркаптаны, сульфиды, дисульфиды и др., которые взаимодействуют с ме­таллами по-разному. Наиболее активны сера, сероводород и меркаптаны. Присутствие их в топливе контролируют с помощью пробы на медную пластинку. Сероводород вызы­вает коррозию меди, латуни, железа с образованием суль­фидов. Сульфиды, дисульфиды, тиофаны не взаимодейст­вуют непосредственно с металлами при хранении и транс­портировке топлива. Однако при повышенных температу­рах термоструктурные превращения сернистых соединений сопровождаются образованием более активных продуктов, вызывающих коррозию металлов.

Кроме того, все соединения серы при сгорании образуют окиси S0₂ и SO₃, которые, в зависимости от условий, обу­словливают появление газовой или кислотной коррозии. При высоких температурах эти окиси взаимодействуют с металлами, способствуют появлению газовой коррозии. С понижением температуры среды образуются кислоты H₂S0₄ и H₂S0₃ и коррозия переходит в кислотную. Сернис­тые соединения, содержащиеся в топливе, помимо корро­зии увеличивают нагарообразования на деталях двигателя и усиливают изнашивание топливной аппаратуры и цилиндропоршневой группы.

Находящиеся в тяжелых топливах соединения натрия, ванадия также вызывают отложения и коррозию. Темпе­ратура плавления некоторых соединений ванадия и натрия не превышает 650 °С. Расплавленные частицы ванадия и натрия из газового потока, соприкасаясь с относительно холодными поверхностями металлов, оседают на них и затвердевают. Пятиокись ванадия в расплавленном или размягченном состоянии сильно воздействует на протека­ние процессов окисления и разрушения металлов.

Электрохимическая коррозия интенсивно развивается в местах контакта разнородных металлов. Межкристалли­ческая электрохимическая коррозия, присущая высоколе­гированным сталям, характеризуется глубоким проникно­вением в толщу металла. В судовых топливных систе­мах наибольшей электрохимической коррозии подвержены места закрепления трубок в трубных досках топливоподогревателей.

Развитию коррозии, как уже указывалось, сильно спо­собствует вода в топливе, особенно находящаяся в виде отдельной фазы. Она окисляет металлы, окислы которых более активно вступают в реакцию со слабыми органическими кислотами.

Источником загрязнения топлив являются микроор­ганизмы и продукты их жизнедеятельности. Усиленный рост микроорганизмов наблюдается при контакте с водой, при этом образуется большое количество продуктов их жизнедеятельности, что ухудшает физико-химические и эксплуатационные свойства топлив, усиливает электрохи­мическую коррозию металлов. Под действием микроорга­низмов увеличивается кислотность топлива и доля в нем смолы. Как результат жизнедеятельности микроорганизмов в топливе образуются различные агрессивные продукты — минеральные и органические кислоты, аммиак, сера и другие, усиливающие в целом коррозионные явления. Мик­роорганизмы разрушают защитные пленки и тем самым ин­тенсифицируют электрохимическую и микробиологическую коррозию.

Для снижения коррозионной способности топлива при­меняют различного рода присадки. Для уменьшения кор­розионного влияния сернистых топлив на топливную аппа­ратуру применяют аминосульфиды и полимерные диспергенты. Электрохимическая коррозия топлив в присутствии влаги может быть уменьшена путем добавления в топливо аминов солей тафтеновых и сульфокислот, фенолов, которые, обладая поверхностной активностью, образуют защитные пленки на поверхности металлов. Для предотвращения ванадиевой коррозии применяют присадки на основе соеди­нений магния и алюминия.