ОБҐРУНТУВАННЯ ВИБОРУ ВИСОКОКРЕМНИСТОГО СПЛАВУ НА ОСНОВІ ЗАЛІЗА ДЛЯ ВИГОТОВЛЕННЯ ЦАРГ РЕКТИФІКАЦІЙНИХ КОЛОН. ОГЛЯД
Operation of distillation columns in sulfur dioxide drying plants is accompanied by extreme corrosive effects of concentrated sulfuric acid (H2SO4) and anhydrides at temperatures up to 100-120 °C. Conventional stainless steels in such conditions demonstrate unsatisfactory resistance, which leads to...
Gespeichert in:
| Datum: | 2026 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainisch |
| Veröffentlicht: |
National Academy of Sciences of Ukraine, Physical-Technological Institute of Metals and Alloys of NAS of Ukraine
2026
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/321 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Casting Processes |
Institution
Casting Processes| _version_ | 1867026077996548096 |
|---|---|
| author | Сігарьов, Є.М. Семірягін, С.В. Похвалітий, А.А. Орлов, Д.В. Скоробагатько, Ю.П. |
| author_facet | Сігарьов, Є.М. Семірягін, С.В. Похвалітий, А.А. Орлов, Д.В. Скоробагатько, Ю.П. |
| author_sort | Сігарьов, Є.М. |
| baseUrl_str | https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-06-02T11:23:55Z |
| description | Operation of distillation columns in sulfur dioxide drying plants is accompanied by extreme corrosive effects of concentrated sulfuric acid (H2SO4) and anhydrides at temperatures up to 100-120 °C. Conventional stainless steels in such conditions demonstrate unsatisfactory resistance, which leads to frequent emergency shutdowns. The use of high-silicon cast irons (ferrosilicides) is technologically justified, but requires strict justification of the composition and structure due to their high fragility. It has been established that for the formation of a continuous protective film of silicon dioxide SiO2 capable of self-healing, the silicon content in the ferruginous matrix should be 14.5–15.5% (grade ЧС15). A lower silicon content leads to pitting corrosion, a higher one to critical embrittlement of castings. It has been proven that traditional lamellar graphite is the main factor in premature destruction of the tsarg due to the «wicking effect» (capillary penetration of acid deep into the metal). It is recommended to switch to point or spherical graphite by modifying the melt, which reduces the corrosion rate by 3–5 times. To stabilize the passive state during temperature fluctuations and work with «dirty» technical acids, the feasibility of alloying with 1% Mo and 1% Ni (Fe15Si) has been substantiated. Molybdenum strengthens the oxide layer against the action of chlorides, and nickel refines the grain, improving the mechanical strength of flange joints. The introduction of an alloyed high-strength alloy instead of basic grades allows you to increase the equipment overhaul interval from 4 to 8–10 years. Despite the increase in raw material costs by 25–30%, the total cost of ownership is reduced by 35% due to the absence of emergency downtime and a decrease in the number of replacements of expensive column sections. |
| doi_str_mv | 10.15407/plit2026.02.039 |
| first_indexed | 2026-06-03T01:02:16Z |
| format | Article |
| id | oai:oai.plit-periodical.org.ua:article-321 |
| institution | Casting Processes |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-06-03T01:02:16Z |
| publishDate | 2026 |
| publisher | National Academy of Sciences of Ukraine, Physical-Technological Institute of Metals and Alloys of NAS of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:oai.plit-periodical.org.ua:article-3212026-06-02T11:23:55Z JUSTIFICATION FOR THE SELECTION OF A HIGH-SILICON IRON- BASED ALLOY FOR THE MANUFACTURE OF RECTIFICATION COLUMN SECTIONS. REVIEW ОБҐРУНТУВАННЯ ВИБОРУ ВИСОКОКРЕМНИСТОГО СПЛАВУ НА ОСНОВІ ЗАЛІЗА ДЛЯ ВИГОТОВЛЕННЯ ЦАРГ РЕКТИФІКАЦІЙНИХ КОЛОН. ОГЛЯД Сігарьов, Є.М. Семірягін, С.В. Похвалітий, А.А. Орлов, Д.В. Скоробагатько, Ю.П. висококремнистий чавун феросиліцид ЧС15 сірчана кислота корозійна стійкість пасивація діоксид кремнію кулястий графіт легування молібденом, нікелем high-silicon cast iron ferrosilicide ЧС15 sulfurous acid corrosion resistance passivation silicon dioxide spheroidal graphite molybdenum, nickel alloying Operation of distillation columns in sulfur dioxide drying plants is accompanied by extreme corrosive effects of concentrated sulfuric acid (H2SO4) and anhydrides at temperatures up to 100-120 °C. Conventional stainless steels in such conditions demonstrate unsatisfactory resistance, which leads to frequent emergency shutdowns. The use of high-silicon cast irons (ferrosilicides) is technologically justified, but requires strict justification of the composition and structure due to their high fragility. It has been established that for the formation of a continuous protective film of silicon dioxide SiO2 capable of self-healing, the silicon content in the ferruginous matrix should be 14.5–15.5% (grade ЧС15). A lower silicon content leads to pitting corrosion, a higher one to critical embrittlement of castings. It has been proven that traditional lamellar graphite is the main factor in premature destruction of the tsarg due to the «wicking effect» (capillary penetration of acid deep into the metal). It is recommended to switch to point or spherical graphite by modifying the melt, which reduces the corrosion rate by 3–5 times. To stabilize the passive state during temperature fluctuations and work with «dirty» technical acids, the feasibility of alloying with 1% Mo and 1% Ni (Fe15Si) has been substantiated. Molybdenum strengthens the oxide layer against the action of chlorides, and nickel refines the grain, improving the mechanical strength of flange joints. The introduction of an alloyed high-strength alloy instead of basic grades allows you to increase the equipment overhaul interval from 4 to 8–10 years. Despite the increase in raw material costs by 25–30%, the total cost of ownership is reduced by 35% due to the absence of emergency downtime and a decrease in the number of replacements of expensive column sections. Експлуатацію ректифікаційних колон у цехах сушіння сірчистого газу супроводжує екстремальний корозійний вплив концентрованої сірчаної кислоти (H2SO4) та ангідридів при температурах до 100–120 ºC. Звичайні нержавіючі сталі в таких умовах демонструють незадовільну стійкість, що призводить до частих аварійних зупинок. Використання висо- кремнистих чавунів (феросиліцидів) є технологічно виправданим, проте потребує суворого обґрунтування складу та структури через їх високу крихкість. Встановлено, що для формування суцільної захисної плівки діоксиду кремнію SiO2, здатної до самовідновлення, вміст кремнію в залізистій матриці має становити 14,5–15,5 % (марка ЧС15). Нижчий вміст кремнію призводить до точкової корозії, вищий — до критичного окрихчення відливок. Доведено, що традиційний пластинчастий графіт є головним чинником передчасного руйнування царг через «ефект гніту» (капілярне проникнення кислоти вглиб металу). Рекомендовано перехід до точкового або кулястого графіту шляхом модифікування розплаву, що знижує швидкість корозії у 3–5 разів. Для стабілізації пасивного стану при температурних коливаннях та роботі з «брудними» технічними кислотами обґрунтовано доцільність легування 1 % Mo та 1 % Ni (Fe15Si). Молібден зміцнює оксидний шар проти дії хлоридів, а нікель подрібнює зерно, покращуючи механічну витривалість фланцевих з’єднань. Впровадження легованого високремнистого сплаву замість базових марок дозволяє збільшити міжремонтний інтервал обладнання з 4 до 8–10 років. Попри зростання вартості сировини на 25–30 %, сумарні витрати на володіння знижуються на 35 % за рахунок відсутності аварійних простоїв та зменшення кількості замін дороговартісних секцій колон. National Academy of Sciences of Ukraine, Physical-Technological Institute of Metals and Alloys of NAS of Ukraine 2026-05-29 Article Article application/pdf https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/321 10.15407/plit2026.02.039 Casting processes; Casting processes №2 (164) 2026; 39-54 Процеси лиття; Процеси лиття №2 (164) 2026; 39-54 2707-1626 0235-5884 uk https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/321/330 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
| spellingShingle | висококремнистий чавун феросиліцид ЧС15 сірчана кислота корозійна стійкість пасивація діоксид кремнію кулястий графіт легування молібденом нікелем Сігарьов, Є.М. Семірягін, С.В. Похвалітий, А.А. Орлов, Д.В. Скоробагатько, Ю.П. ОБҐРУНТУВАННЯ ВИБОРУ ВИСОКОКРЕМНИСТОГО СПЛАВУ НА ОСНОВІ ЗАЛІЗА ДЛЯ ВИГОТОВЛЕННЯ ЦАРГ РЕКТИФІКАЦІЙНИХ КОЛОН. ОГЛЯД |
| title | ОБҐРУНТУВАННЯ ВИБОРУ ВИСОКОКРЕМНИСТОГО СПЛАВУ НА ОСНОВІ ЗАЛІЗА ДЛЯ ВИГОТОВЛЕННЯ ЦАРГ РЕКТИФІКАЦІЙНИХ КОЛОН. ОГЛЯД |
| title_alt | JUSTIFICATION FOR THE SELECTION OF A HIGH-SILICON IRON- BASED ALLOY FOR THE MANUFACTURE OF RECTIFICATION COLUMN SECTIONS. REVIEW |
| title_full | ОБҐРУНТУВАННЯ ВИБОРУ ВИСОКОКРЕМНИСТОГО СПЛАВУ НА ОСНОВІ ЗАЛІЗА ДЛЯ ВИГОТОВЛЕННЯ ЦАРГ РЕКТИФІКАЦІЙНИХ КОЛОН. ОГЛЯД |
| title_fullStr | ОБҐРУНТУВАННЯ ВИБОРУ ВИСОКОКРЕМНИСТОГО СПЛАВУ НА ОСНОВІ ЗАЛІЗА ДЛЯ ВИГОТОВЛЕННЯ ЦАРГ РЕКТИФІКАЦІЙНИХ КОЛОН. ОГЛЯД |
| title_full_unstemmed | ОБҐРУНТУВАННЯ ВИБОРУ ВИСОКОКРЕМНИСТОГО СПЛАВУ НА ОСНОВІ ЗАЛІЗА ДЛЯ ВИГОТОВЛЕННЯ ЦАРГ РЕКТИФІКАЦІЙНИХ КОЛОН. ОГЛЯД |
| title_short | ОБҐРУНТУВАННЯ ВИБОРУ ВИСОКОКРЕМНИСТОГО СПЛАВУ НА ОСНОВІ ЗАЛІЗА ДЛЯ ВИГОТОВЛЕННЯ ЦАРГ РЕКТИФІКАЦІЙНИХ КОЛОН. ОГЛЯД |
| title_sort | обґрунтування вибору висококремнистого сплаву на основі заліза для виготовлення царг ректифікаційних колон. огляд |
| topic | висококремнистий чавун феросиліцид ЧС15 сірчана кислота корозійна стійкість пасивація діоксид кремнію кулястий графіт легування молібденом нікелем |
| topic_facet | висококремнистий чавун феросиліцид ЧС15 сірчана кислота корозійна стійкість пасивація діоксид кремнію кулястий графіт легування молібденом нікелем high-silicon cast iron ferrosilicide ЧС15 sulfurous acid corrosion resistance passivation silicon dioxide spheroidal graphite molybdenum nickel alloying |
| url | https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/321 |
| work_keys_str_mv | AT sígarʹovêm justificationfortheselectionofahighsiliconironbasedalloyforthemanufactureofrectificationcolumnsectionsreview AT semírâgínsv justificationfortheselectionofahighsiliconironbasedalloyforthemanufactureofrectificationcolumnsectionsreview AT pohvalítijaa justificationfortheselectionofahighsiliconironbasedalloyforthemanufactureofrectificationcolumnsectionsreview AT orlovdv justificationfortheselectionofahighsiliconironbasedalloyforthemanufactureofrectificationcolumnsectionsreview AT skorobagatʹkoûp justificationfortheselectionofahighsiliconironbasedalloyforthemanufactureofrectificationcolumnsectionsreview AT sígarʹovêm obgruntuvannâviboruvisokokremnistogosplavunaosnovízalízadlâvigotovlennâcargrektifíkacíjnihkolonoglâd AT semírâgínsv obgruntuvannâviboruvisokokremnistogosplavunaosnovízalízadlâvigotovlennâcargrektifíkacíjnihkolonoglâd AT pohvalítijaa obgruntuvannâviboruvisokokremnistogosplavunaosnovízalízadlâvigotovlennâcargrektifíkacíjnihkolonoglâd AT orlovdv obgruntuvannâviboruvisokokremnistogosplavunaosnovízalízadlâvigotovlennâcargrektifíkacíjnihkolonoglâd AT skorobagatʹkoûp obgruntuvannâviboruvisokokremnistogosplavunaosnovízalízadlâvigotovlennâcargrektifíkacíjnihkolonoglâd |