Typer av korrosjon. Under drift blir elementene i en dampkjele utsatt for aggressive medier - vann, damp og røykgasser. Det er kjemisk og elektrokjemisk korrosjon.
Kjemisk korrosjon forårsaket av damp eller vann, ødelegger metallet jevnt over hele overflaten. Graden av slik korrosjon i moderne marinekjeler er lav. Mer farlig er lokal kjemisk korrosjon forårsaket av aggressive kjemiske forbindelser som finnes i askeavsetninger (svovel, vanadiumoksider, etc.).
Den vanligste og farligste er elektrokjemisk korrosjon, forekommer i vandige løsninger av elektrolytter når elektrisk strøm, forårsaket av en potensiell forskjell mellom individuelle deler av metallet som er forskjellige i kjemisk heterogenitet, temperatur eller behandlingskvalitet.
Elektrolyttens rolle spilles av vann (ved intern korrosjon) eller kondensert vanndamp i avleiringer (i tilfelle ekstern korrosjon).
Utseendet til slike mikrogalvaniske par på overflaten av rørene fører til at metallionatomer går inn i vann i form av positivt ladede ioner, og overflaten av røret på dette stedet får en negativ ladning. Hvis forskjellen i potensialene til slike mikrogalvaniske par er ubetydelig, dannes det gradvis et dobbelt elektrisk lag ved metall-vann-grensesnittet, noe som bremser den videre fremdriften av prosessen.
Men i de fleste tilfeller er potensialene til individuelle seksjoner forskjellige, noe som forårsaker forekomsten av en EMF rettet fra et høyere potensial (anode) til en mindre (katode).
I dette tilfellet går metallionatomer fra anoden inn i vannet, og overskudd av elektroner samler seg ved katoden. Som et resultat reduseres EMF og følgelig intensiteten av metallødeleggelsesprosessen kraftig.
Dette fenomenet kalles polarisering. Hvis anodepotensialet avtar som et resultat av dannelsen av en beskyttende oksidfilm eller en økning i konsentrasjonen av metallioner i anodeområdet, og katodepotensialet forblir praktisk talt uendret, kalles polarisasjonen anodisk.
Under katodisk polarisering i en løsning nær katoden synker konsentrasjonen av ioner og molekyler som er i stand til å fjerne overflødige elektroner fra metalloverflaten kraftig. Det følger av dette at hovedpoenget i kampen mot elektrokjemisk korrosjon er å skape forhold hvor begge typer polarisering vil opprettholdes.
I praksis er dette umulig å oppnå, siden kjelevann alltid inneholder depolarisatorer - stoffer som forstyrrer polarisasjonsprosesser.
Depolarisatorer inkluderer O 2 og CO 2 molekyler, H + , Cl - og SO - 4 ioner, samt jern- og kobberoksider. CO 2 , Cl - og SO - 4 oppløst i vann hemmer dannelsen av en tett beskyttende oksidfilm på anoden og bidrar derved til den intensive forekomsten av anodiske prosesser. Hydrogenioner H+ reduserer den negative ladningen til katoden.
Påvirkningen av oksygen på korrosjonshastigheten begynte å manifestere seg i to motsatte retninger. På den ene siden øker oksygen hastigheten på korrosjonsprosessen, siden det er en sterk depolarisator av katodestedene, på den annen side har det en passiviserende effekt på overflaten.
Vanligvis har kjeledeler laget av stål en ganske sterk innledende oksidfilm, som beskytter materialet mot eksponering for oksygen til det blir ødelagt av kjemiske eller mekaniske faktorer.
Hastigheten av heterogene reaksjoner (som inkluderer korrosjon) reguleres av intensiteten til følgende prosesser: tilførsel av reagenser (primært depolarisatorer) til overflaten av materialet; ødeleggelse av den beskyttende oksidfilmen; fjerning av reaksjonsprodukter fra stedet der det oppstår.
Intensiteten til disse prosessene bestemmes i stor grad av hydrodynamiske, mekaniske og termiske faktorer. Derfor tiltak for å redusere konsentrasjonen av aggressive kjemiske reagenser ved høy intensitet er de to andre prosessene, som erfaring med drift av kjeler viser, vanligvis ineffektive.
Det følger at løsningen på problemet med å forhindre korrosjonsskader må være omfattende, med tanke på alle faktorene som påvirker de første årsakene til ødeleggelse av materialer.
Elektrokjemisk korrosjon
Avhengig av forekomststedet og stoffene som er involvert i reaksjonene, skilles følgende typer elektrokjemisk korrosjon:
- oksygen (og dets variasjon - parkering),
- underslam (noen ganger kalt "skall")
- intergranulær (alkalisk sprøhet av kjelestål),
- spor og
- svovelholdig.
Oksygenkorrosjon observert i economizers, armaturer, tilførsels- og nedløpsrør, damp-vannsamlere og intra-kollektorenheter (plater, rør, desuperheaters, etc.). Spesielt utsatt oksygenkorrosjon spoler av den andre kretsen av dobbeltkretskjeler, gjenvinningskjeler og dampluftvarmere. Oksygenkorrosjon oppstår under kjeledrift og avhenger av konsentrasjonen av oksygen oppløst i kjelevannet.
Oksygenkorrosjonshastigheten i hovedkjelene er lav, noe som skyldes effektiv drift av avluftere og fosfat-nitratvannregimet. I hjelpevannrørkjeler når den ofte 0,5 - 1 mm/år, selv om den i gjennomsnitt ligger i området 0,05 - 0,2 mm/år. Naturen til skade på kjelestål er små sår.
En farligere type oksygenkorrosjon er parkeringskorrosjon, som oppstår i perioden med inaktivitet av kjelen. På grunn av den spesifikke arten av arbeidet deres, er alle skipskjeler (og spesielt hjelpekjeler) utsatt for intens dokkingskorrosjon. Stoppkorrosjon fører som regel ikke til kjelefeil, men metall som har blitt korrodert under driftsstans, blir alt annet likt mer intensivt ødelagt under kjeledrift.
Hovedårsaken til stillstandskorrosjon er inntrengning av oksygen i vannet hvis kjelen er full, eller inn i fuktfilmen på metalloverflaten hvis kjelen er drenert. En stor rolle i dette spilles av klorider og NaOH som finnes i vann, og vannløselige saltavleiringer.
Hvis det er klorider i vann, forsterkes jevn korrosjon av metallet, og hvis det inneholder en liten mengde alkalier (mindre enn 100 mg/l), er korrosjonen lokalisert. For å unngå parkeringskorrosjon ved en temperatur på 20 - 25 ° C, bør vannet inneholde opptil 200 mg/l NaOH.
Ytre tegn på korrosjon med deltagelse av oksygen: små lokale sår (fig. 1, a), fylt med brune korrosjonsprodukter som danner tuberkler over sårene.
Å fjerne oksygen fra matevann er et av de viktige tiltakene for å redusere oksygenkorrosjon. Siden 1986 har oksygeninnholdet i matevannet til skips hjelpe- og gjenvinningskjeler vært begrenset til 0,1 mg/l.
Imidlertid, selv med et slikt oksygeninnhold i tilførselsvannet, observeres korrosjonsskader på kjeleelementene under drift, noe som indikerer den dominerende påvirkningen av prosessene med ødeleggelse av oksidfilmen og utvasking av reaksjonsprodukter fra korrosjonsstedene. Det mest åpenbare eksemplet som illustrerer påvirkningen av disse prosessene på korrosjonsskader er ødeleggelsen av spolene til gjenvinningskjeler med tvungen sirkulasjon.
Ris. 1. Skader på grunn av oksygenkorrosjon
Korrosjonsskader i tilfelle oksygenkorrosjon er de vanligvis strengt lokalisert: på den indre overflaten av innløpsseksjonene (se fig. 1, a), i området med bøyninger (fig. 1, b), ved utløpsseksjonene og i albuen til spolen (se fig. 1, c), samt i damp-vannsamlere til gjenvinningskjeler (se fig. 1, d). Det er i disse områdene (2 - område med kavitasjon nær veggen) at de hydrodynamiske egenskapene til strømmen skaper forhold for ødeleggelse av oksidfilmen og intensiv utvasking av korrosjonsprodukter.
Faktisk er enhver deformasjon av strømmen av vann og damp-vannblanding ledsaget av utseendet kavitasjon i vegglag ekspanderende strømning 2, hvor de dannede og umiddelbart kollapsende dampboblene forårsaker ødeleggelse av oksidfilmen på grunn av energien fra hydrauliske mikrostøt.
Dette forenkles også av vekslende spenninger i filmen forårsaket av vibrasjoner av spolene og svingninger i temperatur og trykk. Økt lokal turbulisering av strømmen i disse områdene forårsaker aktiv utlekking av korrosjonsprodukter.
I de direkte utløpsseksjonene av spolene blir oksidfilmen ødelagt på grunn av støt på overflaten av vanndråper under turbulente pulsasjoner av strømmen av damp-vannblandingen, hvis spredte ringformede bevegelsesmåte her blir spredt ved en strømning hastighet på opptil 20-25 m/s.
Under disse forholdene forårsaker selv lavt oksygeninnhold (~ 0,1 mg/l) intensiv ødeleggelse av metallet, noe som fører til utseendet av fistler i innløpsseksjonene til spolene til La Mont gjenvinningskjeler etter 2-4 års drift, og på andre områder - etter 6-12 år.
Ris. 2. Korrosjonsskade på economizer-spolene til gjenvinningskjelene KUP1500R til motorskipet Indira Gandhi.
For å illustrere det ovenstående, la oss vurdere årsakene til skade på economizer-spolene til to gjenvinningskjeler av typen KUP1500R installert på lighterbæreren "Indira Gandhi" (type "Alexey Kosygin"), som ble tatt i bruk i oktober 1985. Allerede i Februar 1987 på grunn av skader. Økonomisørene til begge kjelene ble skiftet ut. Etter 3 år, selv i disse economizers, vises skader på spolene, lokalisert i områder opptil 1-1,5 m fra innløpssamleren. Skadens art indikerer (fig. 2, a, b) typisk oksygenkorrosjon etterfulgt av utmattingssvikt (tverrsprekker).
Imidlertid er tretthetens natur i enkelte områder forskjellig. Utseendet til en sprekk (og tidligere sprekkdannelse av oksidfilmen) i sveiseområdet (se fig. 2, a) er en konsekvens av vekslende spenninger forårsaket av vibrasjonen av rørbunten og designfunksjonen til forbindelsen mellom spolene og samleren (enden av spolen med en diameter på 22x3 er sveiset til en buet beslag med en diameter på 22x3 22x2).
Ødeleggelsen av oksidfilmen og dannelsen av utmattelsessprekker på den indre overflaten av de rette seksjonene av spolene, 700-1000 mm unna inngangen (se fig. 2, b), er forårsaket av vekslende termiske spenninger som oppstår under idriftsettelse av kjelen, når den varme overflaten tjente kaldt vann. I dette tilfellet forsterkes effekten av termiske spenninger ved at finnene til spolene hindrer den frie utvidelsen av rørmetallet, og skaper ytterligere spenninger i metallet.
Slamkorrosjon vanligvis observert i hovedvannrørkjeler på de indre overflatene av skjermen og dampgenererende rør i forbrenningsbuntene som vender mot fakkelen. Arten av underslamkorrosjon er ovale sår med en størrelse langs hovedaksen (parallell med røraksen) på opptil 30-100 mm.
På sårene er det et tett lag av oksider i form av "skall" 3 (fig. 3) Slurry-korrosjon oppstår i nærvær av faste depolarisatorer - jern- og kobberoksider 2, som avsettes på de mest varmebelastede seksjonene. av rør på steder med aktive korrosjonssentre som oppstår under ødeleggelse av oksidfilmer.
Et løst lag av kalk og korrosjonsprodukter dannes på toppen 1. De resulterende "skallene" av korrosjonsprodukter er godt festet til basismetallet og kan bare fjernes mekanisk Under "skallene" forringes varmeoverføringen, noe som fører til overoppheting metallet og utseendet til buler.
Denne typen korrosjon er ikke typisk for hjelpekjeler, men under høye termiske belastninger og passende vannbehandlingsforhold kan det ikke utelukkes at det oppstår slamkorrosjon i disse kjelene.
En rekke kraftverk bruker elve- og tappevann med lav pH-verdi og lav hardhet til å mate varmenett. Ytterligere behandling elvevann ved et vannverk fører vanligvis til en nedgang i pH, en nedgang i alkalitet og en økning i innholdet av aggressiv karbondioksid. Utseendet til aggressiv karbondioksid er også mulig i forsuringsordninger som brukes til store varmeforsyningssystemer med direkte vannforsyning varmt vann(2000–3000 t/t). Mykgjøring av vann i henhold til Na-kationiseringsskjemaet øker dets aggressivitet på grunn av fjerning av naturlige korrosjonsinhibitorer - hardhetssalter.
Med dårlig etablert vannavlufting og mulige økninger i oksygen- og karbondioksidkonsentrasjoner på grunn av mangel på ytterligere beskyttende tiltak I varmeforsyningssystemer er rørledninger, varmevekslere, lagertanker og annet utstyr utsatt for intern korrosjon.
Det er kjent at en temperaturøkning fremmer utviklingen av korrosjonsprosesser som oppstår både med absorpsjon av oksygen og med frigjøring av hydrogen. Med en temperaturøkning over 40 °C øker oksygen- og karbondioksidformene for korrosjon kraftig.
En spesiell type slamkorrosjon oppstår under forhold med lavt restoksygeninnhold (hvis PTE-standarder er oppfylt) og når mengden jernoksider overstiger 400 μg/dm 3 (i Fe). Denne typen korrosjon, tidligere kjent i praksisen med drift av dampkjeler, ble oppdaget under forhold med relativt svak oppvarming og fravær av termiske belastninger. I dette tilfellet er løse korrosjonsprodukter, hovedsakelig bestående av hydratiserte jernoksider, aktive depolarisatorer av den katodiske prosessen.
Ved drift av varmeutstyr observeres ofte sprekkkorrosjon, dvs. selektiv, intens korrosjonsødeleggelse av metall i en sprekk (gap). Et trekk ved prosessene som skjer i trange hull er en redusert oksygenkonsentrasjon sammenlignet med konsentrasjonen i løsningsvolumet og en langsom fjerning av korrosjonsreaksjonsprodukter. Som et resultat av akkumuleringen av sistnevnte og deres hydrolyse, er en reduksjon i pH til løsningen i gapet mulig.
Når et varmenettverk med åpen vannforsyning konstant mates med avluftet vann, elimineres muligheten for dannelse av gjennomgående fistler på rørledninger fullstendig bare under normale hydrauliske forhold, når overtrykk over atmosfæretrykket konstant opprettholdes på alle punkter av oppvarmingen forsyningssystem.
Årsakene til gropkorrosjon av varmtvannskjelerør og annet utstyr er som følger: dårlig avlufting av etterfyllingsvann; lav pH-verdi på grunn av tilstedeværelsen av aggressiv karbondioksid (opptil 10–15 mg/dm 3); akkumulering av oksygenkorrosjonsprodukter av jern (Fe 2 O 3) på varmeoverføringsflater. Økt innhold av jernoksider i nettverksvann bidrar til forurensning av kjelens varmeflater med jernoksidavleiringer.
En rekke forskere anerkjenner den viktige rollen i forekomsten av underslamkorrosjon i prosessen med å ruste rørene til vannvarmekjeler under deres nedetid, når det ikke er iverksatt riktige tiltak for å forhindre stillstandskorrosjon. Foci av korrosjon som oppstår under påvirkning av atmosfærisk luft på de våte overflatene til kjeler fortsetter å fungere under drift av kjelene.
Forholdene der elementene i dampkjeler er plassert under drift er ekstremt varierte.
Som tallrike korrosjonstester og industrielle observasjoner har vist, kan lavlegerte og til og med austenittiske stål bli utsatt for intens korrosjon under kjeledrift.
Korrosjon av metallvarmeoverflatene til dampkjeler forårsaker for tidlig slitasje og fører noen ganger til alvorlige problemer og ulykker.
De fleste nødstenginger av kjeler oppstår på grunn av gjennomkorrosjonsskader på sil, kornøkonomisator, dampoverhetingsrør og kjeltromler. Utseendet til enda en korrosjonsfistel i en engangskjele fører til nedleggelse av hele enheten, noe som er forbundet med mangel på strømproduksjon. Korrosjon av trommelkjeler høyt og over høytrykk ble hovedårsaken til feil i driften av termiske kraftverk. 90 % av driftssviktene på grunn av korrosjonsskader skjedde på trommelkjeler med et trykk på 15,5 MPa. En betydelig mengde korrosjonsskader på silrørene til saltrommene skjedde i områder med maksimal termisk belastning.
Inspeksjoner av 238 kjeler (enheter med en kapasitet fra 50 til 600 MW) utført av amerikanske spesialister avslørte 1 719 ikke-planlagte nedetider. Omtrent 2/3 av kjelens nedetid var forårsaket av korrosjon, hvorav 20 % skyldtes korrosjon av dampgenererende rør. I USA ble intern korrosjon anerkjent som et alvorlig problem i 1955 etter idriftsettelse av et stort antall trommelkjeler med et trykk på 12,5-17 MPa.
Ved slutten av 1970 var omtrent 20 % av de 610 slike kjelene skadet av korrosjon. Silrør var stort sett utsatt for innvendig korrosjon, mens overhetere og economizers ble mindre påvirket av det. Med forbedringen av kvaliteten på matevannet og overgangen til et koordinert fosfateringsregime, med en økning i parametere på trommelkjeler i amerikanske kraftverk, i stedet for viskøse, plastiske korrosjonsskader, oppsto det plutselige sprø brudd i silrørene. «Fra og med J970 t for kjeler med trykk på 12,5, 14,8 og 17 MPa var ødeleggelsen av rør på grunn av korrosjonsskader henholdsvis 30, 33 og 65 %.
I henhold til betingelsene for korrosjonsprosessen skilles det mellom atmosfærisk korrosjon, som oppstår under påvirkning av atmosfæriske og også våte gasser; gass, forårsaket av metallets interaksjon med forskjellige gasser - oksygen, klor, etc. - ved høye temperaturer, og korrosjon i elektrolytter, i de fleste tilfeller forekommende i vandige løsninger.
På grunn av arten av korrosjonsprosesser, kan kjelemetall bli utsatt for kjemisk og elektrokjemisk korrosjon, så vel som deres kombinerte effekter.
Ved drift av varmeoverflatene til dampkjeler oppstår det høytemperaturgasskorrosjon i oksiderende og reduserende atmosfærer av røykgasser og elektrokjemisk lavtemperaturkorrosjon av halevarmeflatene.
Forskning har fastslått at høytemperaturkorrosjon av varmeflater skjer mest intenst bare i nærvær av overflødig fritt oksygen i røykgassene og i nærvær av smeltede vanadiumoksider.
Høytemperaturgass eller sulfidkorrosjon i den oksiderende atmosfæren til røykgasser påvirker rør av skjerm og konveksjonsoverhetere, de første radene med kjelebunter, metallavstandsstykker mellom rør, stativer og suspensjoner.
Høytemperaturgasskorrosjon i en reduserende atmosfære ble observert på silrørene til forbrenningskamrene til en rekke høy- og superkritiske trykkkjeler.
Korrosjon av rør på varmeflater på gasssiden er kompleks. fysisk-kjemisk prosess interaksjon av røykgasser og eksterne avleiringer med oksidfilmer og rørmetall. Utviklingen av denne prosessen påvirkes av tidsvarierende intense varmestrømmer og høye mekaniske påkjenninger som oppstår fra indre trykk og selvkompensering.
På kjeler av medium og lavtrykk"Temperaturen på skjermveggen, bestemt av kokepunktet til vann, er lavere, og derfor observeres ikke denne typen metallødeleggelse.
Korrosjon av varmeoverflater fra røykgasser (ekstern korrosjon) er prosessen med metallødeleggelse som et resultat av interaksjon med forbrenningsprodukter, aggressive gasser, løsninger og smelter av mineralforbindelser.
Metallkorrosjon forstås som gradvis ødeleggelse av metall som oppstår som et resultat av kjemisk eller elektrokjemisk eksponering for det ytre miljø.
\ Prosessene med metallødeleggelse, som er en konsekvens av deres direkte kjemiske interaksjon med miljøet, er klassifisert som kjemisk korrosjon.
Kjemisk korrosjon oppstår når metall kommer i kontakt med overopphetet damp og tørre gasser. Kjemisk korrosjon i tørre gasser kalles gasskorrosjon.
I ovnen og gasskanalene til kjelen oppstår gasskorrosjon av den ytre overflaten av rørene og overhetningsstativene under påvirkning av oksygen, karbondioksid, vanndamp, svoveldioksid og andre gasser; den indre overflaten av rørene - som et resultat av interaksjon med damp eller vann.
Elektrokjemisk korrosjon, i motsetning til kjemisk korrosjon, er preget av det faktum at reaksjonene som oppstår under den er ledsaget av utseendet til en elektrisk strøm.
Bæreren av elektrisitet i løsninger er ionene som er tilstede i dem på grunn av dissosiasjonen av molekyler, og i metaller - frie elektroner:
Den indre kjeleoverflaten er hovedsakelig utsatt for elektrokjemisk korrosjon. I følge moderne konsepter skyldes dens manifestasjon to uavhengige prosesser: anodisk, der metallioner går i løsning i form av hydratiserte ioner, og katodisk, der overflødige elektroner assimileres av depolarisatorer. Depolarisatorer kan være atomer, ioner, molekyler, som reduseres.
Ut fra ytre tegn skilles det mellom kontinuerlige (generelle) og lokale (lokale) former for korrosjonsskader.
Ved generell korrosjon er hele varmeflaten i kontakt med det aggressive miljøet korrodert, jevnt tynnere på innsiden eller utsiden. Med lokal korrosjon oppstår ødeleggelse i individuelle områder av overflaten, resten av metalloverflaten påvirkes ikke av skade.
Lokal korrosjon inkluderer punktkorrosjon, sårkorrosjon, gropkorrosjon, intergranulær korrosjon, spenningskorrosjonssprekker og metallkorrosjonsutmattelse.
Typisk eksempelødeleggelse fra elektrokjemisk korrosjon.
Ødeleggelse fra den ytre overflaten av NRCh 042X5 mm rør laget av 12Kh1MF stål av TPP-110 kjeler skjedde på horisontalt snitt i bunnen av løfte- og senkeløkken i området ved siden av bunnskjermen. På baksiden av røret oppsto det en åpning med en liten tynning av kantene ved ødeleggelsespunktet. Årsaken til ødeleggelsen var en tynning av rørveggen med ca. 2 mm på grunn av korrosjon på grunn av avslagging med en vannstråle. Etter å ha stoppet kjelen med en dampeffekt på 950 t/t, oppvarmet av antrasittpelletstøv (fjerning av flytende slagg), et trykk på 25,5 MPa og en overopphetet damptemperatur på 540 °C, ble våt slagg og aske igjen på rørene, i som elektrokjemisk korrosjon foregikk intensivt. Utsiden av røret ble belagt med et tykt lag brunt jernhydroksid Indre diameter rør var innenfor toleransene for rør av høy- og ultrahøytrykkskjeler. De ytre diameterdimensjonene har avvik som går utover minustoleransen: minimum ytre diameter. utgjorde 39 mm med et minimum tillatt på 41,7 mm. Veggtykkelsen nær korrosjonsbruddet var bare 3,1 mm med en nominell rørtykkelse på 5 mm.
Metallets mikrostruktur er jevn langs lengden og omkretsen. På den indre overflaten av røret er det et avkarbonisert lag dannet under oksidasjon av røret under prosessen varmebehandling. På utenfor det er ikke noe slikt lag.
Undersøkelse av NRF-rørene etter det første bruddet gjorde det mulig å finne årsaken til ødeleggelsen. Det ble besluttet å erstatte NRF og endre avslaggingsteknologien. I dette tilfellet oppsto elektrokjemisk korrosjon på grunn av tilstedeværelsen av en tynn film av elektrolytt.
Gropkorrosjon forekommer intenst i enkelte små områder av overflaten, men ofte til en betydelig dybde. Når sårenes diameter er ca. 0,2-1 mm, kalles det pinpoint.
På steder der det dannes sår, kan fistler dannes over tid. Gropene er ofte fylt med korrosjonsprodukter, som et resultat av at de ikke alltid kan oppdages. Et eksempel er ødeleggelse av ståløkonomiserrør på grunn av dårlig avlufting av matevann og lave hastigheter for vannbevegelse i rørene.
Til tross for at en betydelig del av metallet i rørene er påvirket, på grunn av gjennomfistler er det nødvendig å erstatte economizer-spolene fullstendig.
Metallet i dampkjeler er utsatt for følgende farlige typer korrosjon: oksygenkorrosjon under drift av kjelene og når de er under reparasjon; interkrystallinsk korrosjon på steder der kjelevann fordamper; damp-vann korrosjon; korrosjonssprengning av kjeleelementer laget av austenittisk stål; delslam - hylende korrosjon. En kort beskrivelse av disse typer kjelemetallkorrosjon er gitt i tabell. YUL.
Under drift av kjeler skilles metallkorrosjon - korrosjon under belastning og stående korrosjon.
Korrosjon under belastning er mest utsatt for oppvarming. produserte kjeleelementer i kontakt med et tofaset medium, dvs. sil og kjelerør. Den indre overflaten av economizers og overhetere er mindre påvirket av korrosjon under kjeledrift. Korrosjon under belastning forekommer også i et oksygenfritt miljø.
Parkeringskorrosjon oppstår i udrenerte områder. elementer av vertikale overhetingsspoler, hengende rør av horisontale overhetingsspoler
Identifisering av typer korrosjon er vanskelig, og derfor er feil vanlige når det gjelder å bestemme teknologisk og økonomisk optimale tiltak for å bekjempe korrosjon. De viktigste nødvendige tiltakene tas i samsvar med forskriftsdokumenter, som fastsetter grensene for de viktigste korrosjonsinitiatorene.
GOST 20995-75 "Stasjonære dampkjeler med trykk opp til 3,9 MPa. Indikatorer for kvaliteten på fôrvann og damp" normaliserer indikatorene i fôrvann: gjennomsiktighet, det vil si mengden av suspenderte urenheter; generell hardhet, innhold av jern- og kobberforbindelser - forebygging av kalkdannelse og jern- og kobberoksidavsetninger; pH-verdi - forebygging av alkalisk og sur korrosjon og også skumdannelse i kjeletrommelen; oksygeninnhold - forhindrer oksygenkorrosjon; nitrittinnhold - forebygging av nitrittkorrosjon; innhold av petroleumsprodukter - hindrer skumdannelse i kjeletrommelen.
Normverdiene bestemmes av GOST avhengig av trykket i kjelen (derfor på vanntemperaturen), kraften til den lokale varmestrømmen og vannbehandlingsteknologien.
Når man undersøker årsakene til korrosjon, er det først og fremst nødvendig å inspisere (der tilgjengelig) steder for metallødeleggelse, analysere driftsforholdene til kjelen i perioden før ulykken, analysere kvaliteten på matevann, damp og avleiringer, og analysere designfunksjonene til kjelen.
Ved ekstern inspeksjon kan det være mistanke om følgende typer korrosjon.
Oksygenkorrosjon
: innløpsseksjoner av ståløkonomiserrør; tilførselsrørledninger når du møter utilstrekkelig deoksygenert (over normalt) vann - "gjennombrudd" av oksygen på grunn av dårlig avlufting; feed vannvarmere; alle våte områder av kjelen under avstengning og unnlatelse av å iverksette tiltak for å hindre at luft kommer inn i kjelen, spesielt i stillestående områder, ved drenering av vann, hvor det er vanskelig å fjerne dampkondensat eller fylle helt med vann, for eksempel. vertikale rør overhetere. Under nedetid forsterkes (lokalisert) korrosjon i nærvær av alkali (mindre enn 100 mg/l).
Oksygenkorrosjon vises sjelden (når oksygeninnholdet i vann er betydelig høyere enn normen - 0,3 mg/l) i dampseparasjonsanordningene til kjele og på trommelveggen ved vannstandsgrensen; i nedløpsrør. Korrosjon oppstår ikke i stigerør på grunn av den avluftende effekten av dampbobler.
Type og art av skade. Sår av varierende dybde og diameter, ofte dekket med tuberkler, hvis øvre skorpe er rødlige jernoksider (sannsynligvis hematitt Fe 2 O 3). Bevis på aktiv korrosjon: under skorpen på tuberklene er det et svart flytende sediment, sannsynligvis magnetitt (Fe 3 O 4) blandet med sulfater og klorider. Med utdødd korrosjon er det et tomrom under skorpen, og bunnen av såret er dekket med avleiringer av kalk og slam.
Ved vann pH > 8,5 - sår er sjeldne, men større og dypere, ved pH< 8,5 - встречаются чаще, но меньших размеров. Только вскрытие бугорков помогает интерпретировать бугорки не как поверхностные отложения, а как следствие коррозии.
Når vannhastigheten er over 2 m/s, kan tuberklene få en avlang form i retning av strålebevegelsen.
. Magnetiske skorper er ganske tette og kan tjene som en pålitelig barriere for penetrering av oksygen inn i tuberkler. Men de blir ofte ødelagt som et resultat av korrosjonsutmattelse, når temperaturen på vann og metall endres syklisk: hyppige stopp og start av kjelen, pulserende bevegelse av damp-vannblandingen, lagdeling av damp-vannblandingen i separate plugger av damp og vann, neste venn bak en venn.
Korrosjon øker med økende temperatur (opptil 350 °C) og økende kloridinnhold i kjelevann. Noen ganger forsterkes korrosjon av termiske nedbrytningsprodukter av visse organiske stoffer i fødevannet.
Ris. 1. Utseende oksygenkorrosjon
Alkalisk (i en smalere forstand - intergranulær) korrosjon
Steder med metallkorrosjonsskader. Rør i områder med høy effekt varmestrøm (brennerområde og motsatt av den langstrakte brenneren) - 300-400 kW/m2 og hvor metalltemperaturen er 5-10 °C høyere enn kokepunktet til vann ved et gitt trykk; skrånende og horisontale rør der vannsirkulasjonen er dårlig; steder under tykke sedimenter; soner nær støtteringene og i selve sveisene, for eksempel på steder hvor dampseparasjonsinnretninger i trommelen er sveiset; steder i nærheten av naglene.
Type og art av skade. Halvkuleformede eller elliptiske fordypninger fylt med korrosjonsprodukter, ofte inkludert skinnende krystaller av magnetitt (Fe 3 O 4). De fleste forsenkningene er dekket med en hard skorpe. På siden av rørene som vender mot brannkammeret kan utsparingene koble seg sammen og danne et såkalt korrosjonsspor 20-40 mm bredt og opptil 2-3 m langt.
Hvis skorpen ikke er tilstrekkelig stabil og tett, kan korrosjon føre - under forhold med mekanisk stress - til utseendet av sprekker i metallet, spesielt i nærheten av sprekkene: nagler, rulleskjøter, sveisepunkter til dampseparasjonsanordninger.
Årsaker til korrosjonsskader. På høye temperaturer- mer enn 200 °C - og en høy konsentrasjon av kaustisk soda (NaOH) - 10 % eller mer - den beskyttende filmen (skorpen) på metallet er ødelagt:
4NaOH + Fe 3 O 4 = 2 NaFeO 2 + Na 2 FeO 2 + 2H 2 O (1)
Mellomproduktet NaFeO 2 gjennomgår hydrolyse:
4NaFeO2 + 2H2O = 4NaOH + 2Fe2O3 + 2H2 (2)
Det vil si at i denne reaksjonen (2) reduseres kaustisk soda, i reaksjonene (1), (2) blir den ikke konsumert, men fungerer som en katalysator.
Når magnetitten fjernes, kan kaustisk soda og vann reagere med jernet direkte for å frigjøre atomært hydrogen:
2NaOH + Fe = Na 2 FeO 2 + 2H (3)
4H 2 O + 3Fe = Fe 3 O 4 + 8 H (4)
Det frigjorte hydrogenet er i stand til å diffundere inn i metallet og danne metan (CH 4) med jernkarbid:
4H + Fe 3 C = CH 4 + 3 Fe (5)
Det er også mulig å kombinere atomært hydrogen til molekylært hydrogen (H + H = H 2).
Metan og molekylært hydrogen kan ikke trenge inn i metallet de samler seg ved korngrensene og, i nærvær av sprekker, utvider og utdyper dem. I tillegg forhindrer disse gassene dannelse og komprimering av beskyttende filmer.
En konsentrert løsning av kaustisk soda dannes på steder med dyp fordampning av kjelevann: tette avleiringer av salter (en type underslamkorrosjon); en krise med kjernekoking, når en stabil dampfilm dannes over metallet - der er metallet nesten ikke skadet, men ved kantene av filmen, der aktiv fordampning oppstår, konsentreres kaustisk soda; tilstedeværelsen av sprekker der fordampning oppstår, som er forskjellig fra fordampning i hele vannvolumet: kaustisk soda fordamper verre enn vann, vaskes ikke bort av vann og samler seg. Virker på metallet, kaustisk soda danner sprekker ved korngrensene rettet inn i metallet (en type intergranulær korrosjon - sprekk).
Intergranulær korrosjon under påvirkning av alkalisk kjelevann er oftest konsentrert i kjeletrommelen.
Ris. 3. Intergranulær korrosjon: a - mikrostruktur av metallet før korrosjon, b - mikrostruktur på korrosjonsstadiet, dannelse av sprekker langs korngrensene til metallet
En slik korrosiv effekt på metall er bare mulig med samtidig tilstedeværelse av tre faktorer:
- lokale mekaniske strekkspenninger nær eller litt over flytegrensen, det vil si 2,5 MN/mm 2 ;
- løse skjøter av trommeldeler (angitt ovenfor), der dyp fordampning av kjelevann kan forekomme og der akkumulering av kaustisk soda løser opp den beskyttende filmen av jernoksider (NaOH-konsentrasjon er mer enn 10 %, vanntemperatur er over 200 ° C og - spesielt - nærmere 300 °C). Hvis kjelen drives ved et trykk lavere enn det nominelle trykket (for eksempel 0,6-0,7 MPa i stedet for 1,4 MPa), reduseres sannsynligheten for denne typen korrosjon;
- en ugunstig kombinasjon av stoffer i kjelevann, som mangler de nødvendige beskyttende konsentrasjonene av inhibitorer av denne typen korrosjon. Natriumsalter kan virke som inhibitorer: sulfater, karbonater, fosfater, nitrater, cellulosesulfittvæske.
Ris. 4. Utseende av intergranulær korrosjon
Korrosjonssprekker utvikles ikke hvis følgende forhold observeres:
(Na 2 SO 4 + Na 2 CO 3 + Na 3 PO 4 + NaNO 3)/(NaOH) ≥ 5,3 (6)
hvor Na 2 SO 4, Na 2 CO 3, Na 3 PO 4, NaNO 3, NaOH er innholdet av henholdsvis natriumsulfat, natriumkarbonat, natriumfosfat, natriumnitrat og natriumhydroksid, mg/kg.
I for tiden produserte kjeler er minst en av de spesifiserte betingelsene for forekomst av korrosjon fraværende.
Tilstedeværelsen av silisiumforbindelser i kjelevann kan også øke intergranulær korrosjon.
NaCl under disse forholdene er ikke en korrosjonsinhibitor. Det ble vist ovenfor: klorioner (Cl -) er korrosjonsakseleratorer på grunn av deres høye mobilitet og små størrelse, de trenger lett gjennom beskyttende oksidfilmer og produserer svært løselige salter med jern (FeCl 2, FeCl 3) i stedet for dårlig løselige jernoksider; .
I kjelevann blir verdiene av total mineralisering tradisjonelt overvåket, snarere enn innholdet av individuelle salter. Sannsynligvis av denne grunn ble standardisering ikke innført i henhold til det angitte forholdet (6), men i henhold til verdien av den relative alkaliniteten til kjelevannet:
Sh q rel = Sh ov rel = Sh ov 40 100/S ov ≤ 20, (7)
hvor Shq rel - relativ alkalitet av kjelevann, %; Shch ov rel - relativ alkalitet til behandlet (ekstra) vann, %; Shch ov - total alkalitet av behandlet (ekstra) vann, mmol/l; S ov - mineralisering av behandlet (ekstra) vann (inkludert kloridinnhold), mg/l.
Den totale alkaliniteten til det behandlede (ekstra) vannet kan tas lik, mmol/l:
- etter natriumkationisering - den totale alkaliniteten til kildevannet;
- etter hydrogen-natrium kationisering parallelt - (0,3-0,4), eller sekvensielt med "sulten" regenerering av hydrogen-kationbytterfilteret - (0,5-0,7);
- etter natriumkationisering med surgjøring og natriumklorionisering - (0,5-1,0);
- etter ammonium-natrium kationisering - (0,5-0,7);
- etter kalking ved 30-40 °C - (0,35-1,0);
- etter koagulering - (Sh ca ref - D k), hvor Sh ca ref er den totale alkaliniteten til kildevannet, mmol/l; D k - dose koagulant, mmol/l;
- etter bruskalking ved 30-40 °C - (1,0-1,5), og ved 60-70 °C - (1,0-1,2).
Verdiene for relativ alkalitet til kjelevann i henhold til Rostechnadzor-standarder er akseptert, %, ikke mer enn:
- for kjeler med naglede trommer - 20;
- for kjeler med sveisede tromler og rør rullet inn i dem - 50;
- for kjeler med sveisede tromler og rør sveiset til dem - enhver verdi, ikke standardisert.
Ris. 4. Resultat av intergranulær korrosjon
I følge Rostekhnadzor-standarder er Shch kv rel et av kriteriene sikkert arbeid kjeler Det er mer riktig å sjekke kriteriet for den potensielle alkaliske aggressiviteten til kjelevann, som ikke tar hensyn til innholdet av klorion:
K sh = (S ov - [Cl - ])/40 Shch ov, (8)
der Ksh er et kriterium for den potensielle alkaliske aggressiviteten til kjelevann; S ov - mineralisering av behandlet (ekstra) vann (inkludert kloridinnhold), mg/l; Cl - - innhold av klorider i behandlet (ekstra) vann, mg/l; Shch ov - total alkalitet av behandlet (ekstra) vann, mmol/l.
Verdien av K sch kan tas:
- for kjeler med klinkede tromler trykk mer enn 0,8 MPa ≥ 5;
- for kjeler med sveisede tromler og rør rullet inn i dem med et trykk på mer enn 1,4 MPa ≥ 2;
- for kjeler med sveisede tromler og rør sveiset til dem, samt for kjeler med sveisede tromler og rør rullet inn i dem med et trykk på opptil 1,4 MPa og kjeler med klinkede tromler med et trykk på opptil 0,8 MPa - standardiser ikke.
Slamkorrosjon
Under dette navnet flere forskjellige typer korrosjon (alkali, oksygen, etc.). Opphopning av løse og porøse avleiringer og slam i forskjellige områder av kjelen forårsaker korrosjon av metallet under slammet. hovedårsaken: forurensning av fødevann med jernoksider.
Nitrittkorrosjon
. Skjerm og kjelerør av kjelen på siden som vender mot brennkammeret.
Type og art av skade. Sjeldne, sterkt begrensede store sår.
. Hvis det er mer enn 20 μg/l nitrittioner (NO - 2) i tilførselsvannet, og vanntemperaturen er over 200 ° C, tjener nitritt som katodisk depolarisator for elektrokjemisk korrosjon, og reduseres til HNO 2, NO, N 2 (se ovenfor).
Damp-vann korrosjon
Plassering av metallkorrosjonsskader. Utløpsdelen av overhetingsspoler, overhetede dampdamprørledninger, horisontale og svakt skrånende dampgenererende rør i områder med dårlig vannsirkulasjon, noen ganger langs den øvre formen av utløpsspolene til kokende vannøkonomisatorer.
Type og art av skade. Plakker av tette svarte jernoksider (Fe 3 O 4), godt festet til metallet. Når temperaturen svinger, blir kontinuiteten til plakket (skorpen) forstyrret og skjellene faller av. Ensartet tynning av metall med buler, langsgående sprekker, brudd.
Kan identifiseres som underslurry-korrosjon: i form av dype sår med dårlig avgrensede kanter, oftest nær rør som stikker innover sveiser hvor slam samler seg.
Årsaker til korrosjonsskader:
- vaskemedium - damp i overhetere, damprørledninger, damp-"puter" under et lag med slam;
- metalltemperatur (stål 20) mer enn 450 °C, varmestrøm til metallseksjonen - 450 kW/m 2;
- brudd på forbrenningsregimet: slagging av brennere, økt forurensning av rør innvendig og utvendig, ustabil (vibrerende) forbrenning, forlengelse av brenneren mot silrørene.
Resultatet: direkte kjemisk interaksjon av jern med vanndamp (se ovenfor).
Mikrobiologisk korrosjon
Forårsaket av aerobe og anaerobe bakterier, vises ved temperaturer på 20-80 ° C.
Plassering av metallskader. Rør og beholdere til kjelen med vann ved spesifisert temperatur.
Type og art av skade. Tuberklene er av forskjellige størrelser: diameter fra flere millimeter til flere centimeter, sjelden - flere titalls centimeter. Tuberklene er dekket med tette jernoksider - et avfallsprodukt av aerobe bakterier. Inne er det et svart pulver og suspensjon (jernsulfid FeS) - et produkt av sulfatreduserende anaerobe bakterier under den svarte formasjonen er det runde sår.
Årsaker til skade. Naturlig vann inneholder alltid jernsulfater, oksygen og ulike bakterier.
Jernbakterier i nærvær av oksygen danner en film av jernoksider, hvorunder anaerobe bakterier reduserer sulfater til jernsulfid (FeS) og hydrogensulfid (H 2 S). I sin tur starter hydrogensulfid dannelsen av svovelholdige (svært ustabile) og svovelsyrer, og metallet korroderer.
Denne typen har en indirekte effekt på kjelekorrosjon: en vannstrøm med en hastighet på 2-3 m/s river av tuberklene, fører innholdet inn i kjelen, noe som øker akkumuleringen av slam.
I sjeldne tilfeller kan denne korrosjonen oppstå i selve kjelen dersom reserven under en lang stans av kjelen fylles med vann ved en temperatur på 50-60 o C, og temperaturen opprettholdes på grunn av tilfeldige gjennombrudd av damp fra nabokjeler.
Chelatkorrosjon
Steder for korrosjonsskader. Utstyr der damp skilles fra vann: kjele, dampseparasjonsanordninger i og utenfor trommelen, også - sjelden - i matevannsrørledninger og economizer.
Type og art av skade. Metallets overflate er glatt, men hvis mediet beveger seg med høy hastighet, er den korroderte overflaten ikke glatt, har hesteskoformede fordypninger og "haler" orientert i bevegelsesretningen. Overflaten er dekket med en tynn matt eller svart skinnende film. Det er ingen åpenbare avleiringer, og det er ingen korrosjonsprodukter, fordi "chelatet" (organiske polyaminforbindelser spesielt introdusert i kjelen) allerede har reagert.
I nærvær av oksygen, som sjelden skjer i en normalt fungerende kjele, blir den korroderte overflaten "forsterket": ruhet, øyer av metall.
Årsaker til korrosjonsskader. Virkningsmekanismen til «chelatet» ble beskrevet tidligere («Industrial and heating boiler houses and mini-CHP», 1(6)΄ 2011, s. 40).
"Chelate"-korrosjon oppstår når det er en overdose av "chelat", men det er også mulig med en normal dose, siden "chelatet" er konsentrert i områder der intens fordampning av vann forekommer: kjernekoking erstattes av filmkoking. I dampseparasjonsanordninger er det tilfeller av spesielt destruktiv "chelat"-korrosjon på grunn av høye turbulente hastigheter av vann og damp-vannblanding.
Alle beskrevne korrosjonsskader kan ha en synenergetisk effekt, slik at den totale skaden fra leddhandlingen ulike faktorer korrosjon kan overstige mengden skade fra individuelle arter korrosjon.
Som regel forsterker virkningen av etsende midler det ustabile termiske regimet til kjelen, noe som forårsaker korrosjonstretthet og initierer termisk tretthetskorrosjon: antall starter fra en kald tilstand er mer enn 100, totalt antall starter - mer enn 200. Siden disse typer metallskader forekommer sjelden, har sprekker og rørbrudd et utseende identisk med metallskader fra ulike typer korrosjon.
Vanligvis, for å identifisere årsaken til metallødeleggelse, kreves ytterligere metallografiske studier: radiografi, ultralyd, farge- og magnetisk partikkelfeildeteksjon.
Ulike forskere har foreslått programmer for å diagnostisere typer korrosjonsskader på kjelestål. VTI-programmet (A.F. Bogachev og hans kolleger) er kjent - hovedsakelig for høytrykksenergikjeler, og utviklingen av Energochermet-foreningen - hovedsakelig for lav- og mellomtrykksenergikjeler og spillvarmekjeler.
USSRs ENERGI- OG ELEKTRIFIKASJONSDEPARTEMENT
HOVEDVITENSKAPLIG OG TEKNISK DIREKTORAT FOR ENERGI OG ELEKTRIFISERING
METODOLOGISKE INSTRUKSJONER
VED ADVARSEL
LAV TEMPERATUR
OVERFLATEKORROSJON
OPPVARMING OG GASSSTRØM AV KJELER
RD 34.26.105-84
SOYUZTEKHENERGO
Moskva 1986
UTVIKLET av All-Union Twice Order of the Red Banner of Labor Thermal Engineering Research Institute oppkalt etter F.E. Dzerzhinsky
UTFØRER R.A. PETROSYAN, I.I. NADIROV
GODKJENT av det tekniske hoveddirektoratet for drift av kraftsystemer 22. april 1984.
Nestleder D.Ya. SHAMARAKOV
|
METODOLOGISKE INSTRUKSJONER FOR FOREBYGGING AV LAVTEMPERATURFORROSJON AV VARMEFLATE OG GASSRØYKKER I KJELER |
RD 34.26.105-84 |
Utløpsdato satt
fra 07.01.85
til 07.01.2005
Disse retningslinjene gjelder for lapå damp- og varmtvannskjeler (økonomisatorer, gassfordampere, luftvarmere forskjellige typer etc.), samt på gassbanen bak luftvarmerne (gasskanaler, askeoppsamlere, røykavtrekk, skorsteiner) og etablere metoder for å beskytte varmeflater mot lavtemperaturkorrosjon.
Retningslinjene er ment for termiske kraftverk som opererer på svovelbrensel og organisasjoner som designer kjeleutstyr.
1. Lavtemperaturkorrosjon er korrosjon av halevarmeflater, røykkanaler og skorsteiner til kjeler under påvirkning av svovelsyredamper som kondenserer på dem fra røykgassene.
2. Kondensering av svovelsyredamp, hvis volumetriske innhold i røykgasser ved forbrenning av svovelholdig brensel bare er noen få tusendeler av en prosent, skjer ved temperaturer som er betydelig (50 - 100 °C) høyere enn kondensasjonstemperaturen til vanndamp.
4. For å forhindre korrosjon av varmeflater under drift, må temperaturen på veggene deres overstige duggpunktstemperaturen til røykgassene ved alle kjelebelastninger.
For oppvarmingsflater som er avkjølt med et medium med høy varmeoverføringskoeffisient (økonomisatorer, gassfordampere osv.), bør temperaturen på mediet ved innløpet overstige duggpunktstemperaturen med ca. 10 °C.
5. For oppvarmingsflatene til varmtvannskjeler ved drift på svovelbrenselolje kan betingelsene for fullstendig eliminering av lavtemperaturkorrosjon ikke realiseres. For å redusere det er det nødvendig å sørge for at vanntemperaturen ved kjelens innløp er 105 - 110 °C. Ved bruk av vannvarmekjeler som toppkjeler, kan denne modusen sikres med full bruk av nettverksvannvarmere. Ved bruk av varmtvannskjeler i hovedmodus kan man oppnå en økning av temperaturen på vannet som kommer inn i kjelen ved å resirkulere varmt vann.
I installasjoner som bruker ordningen for tilkobling av varmtvannskjeler til varmenettet gjennom vannvarmevekslere, er betingelsene for å redusere lavtemperaturkorrosjon av varmeflater fullt ut sikret.
6. For luftvarmere til dampkjeler er fullstendig utelukkelse av lavtemperaturkorrosjon sikret når designtemperaturen til veggen til den kaldeste seksjonen overstiger duggpunktstemperaturen ved alle kjelebelastninger med 5 - 10 °C (minimumsverdien refererer til minimumsbelastningen).
7. Beregning av veggtemperaturen til rørformede (TVP) og regenerative (RVP) luftvarmere utføres i henhold til anbefalingene i "Termisk beregning av kjeleenheter. Normativ metode" (Moskva: Energi, 1973).
8. Ved bruk av utskiftbare kalde terninger eller terninger laget av rør med et syrefast belegg (emaljert osv.), samt de laget av korrosjonsbestandige materialer, som det første (luft)slaget i rørformede luftvarmere, er følgende kontrolleres for betingelsene for fullstendig utelukkelse av lavtemperaturkorrosjon (med luft) metallkuber til luftvarmeren. I dette tilfellet bør valget av veggtemperaturen til kalde metallterninger, utskiftbare, så vel som korrosjonsbestandige terninger, utelukke intens forurensning av rørene, for hvilke deres minste veggtemperatur ved brenning av svovelbrenseloljer bør være under duggpunktet av røykgassene med ikke mer enn 30 - 40 ° C. Ved forbrenning av fast svovelbrensel bør minimumstemperaturen på rørveggen, for å forhindre intensiv forurensning, antas å være minst 80 °C.
9. I RVP, under betingelsene for fullstendig utelukkelse av lavtemperaturkorrosjon, beregnes deres varme del. Den kalde delen av RVP er korrosjonsbestandig (emaljert, keramisk, lavlegert stål, etc.) eller kan byttes ut fra flate metallplater 1,0 - 1,2 mm tykke, laget av lavkarbonstål. Vilkårene for å forhindre intens kontaminering av emballasjen er oppfylt når kravene i paragrafene i dette dokumentet er oppfylt.
10. Den emaljerte pakningen er laget av metallplater med en tykkelse på 0,6 mm. Levetiden for emaljepakning produsert i henhold til TU 34-38-10336-89 er 4 år.
Porselensrør kan brukes som keramisk fyll, keramiske blokker, eller porselensplater med fremspring.
Tatt i betraktning reduksjonen i fyringsoljeforbruket til termiske kraftverk, er det tilrådelig å bruke pakning laget av lavlegert stål 10KhNDP eller 10KhSND for den kalde delen av RVP, hvis korrosjonsmotstand er 2 - 2,5 ganger høyere enn for lav. -karbonstål.
11. For å beskytte luftvarmere mot lavtemperaturkorrosjon i oppstartsperioden, bør tiltakene i “Retningslinjer for utforming og drift av energivarmere med trådfinner” (M.: SPO Soyuztekhenergo, 1981) utføres.
Tenning av en kjele ved bruk av svovelbrenselolje bør utføres med luftvarmesystemet slått på tidligere. Lufttemperaturen foran luftvarmeren i den første opptenningsperioden bør som regel være 90 °C.
11a. For å beskytte luftvarmere mot lavtemperaturkorrosjon (“standby”) når kjelen er stoppet, hvis nivå er omtrent det dobbelte av korrosjonshastigheten under drift, før du stopper kjelen, bør luftvarmerne rengjøres grundig for eksterne avleiringer. I dette tilfellet, før du stopper kjelen, anbefales det å opprettholde lufttemperaturen ved innløpet til luftvarmeren på nivået av dens verdi ved kjelens nominelle belastning.
Rengjøring av TVP utføres med hagl med en fôrtetthet på minst 0,4 kg/m.s (klausul i dette dokumentet).
Til fast brensel Tatt i betraktning den betydelige risikoen for korrosjon av askeoppsamlere, bør temperaturen på røykgassene velges over røykgassens duggpunkt med 15 - 20 °C.
For svovelbrennoljer bør temperaturen på røykgassene overstige duggpunktstemperaturen ved nominell kjelebelastning med ca. 10 °C.
Avhengig av svovelinnholdet i fyringsoljen, bør den beregnede verdien av røykgasstemperaturen ved nominell kjelebelastning, angitt nedenfor, tas:
Røykgasstemperatur, ºС...... 140 150 160 165
Ved brenning av svovelbrenningsolje med ekstremt lavt overskuddsluft (α ≤ 1,02), kan temperaturen på røykgassene reduseres, tatt i betraktning resultatene av duggpunktmålinger. I gjennomsnitt reduserer overgangen fra lite til ekstremt lite luftoverskudd duggpunktstemperaturen med 15 - 20 °C.
For å sikre pålitelig drift skorstein og forhindrer fukttap, påvirkes veggene ikke bare av temperaturen til eksosgassene, men også av deres strømningshastighet. Å drive et rør under belastningsforhold som er betydelig lavere enn designet øker sannsynligheten for lavtemperaturkorrosjon.
Ved brenning av naturgass anbefales det at røykgasstemperaturen er minst 80 °C.
13. Når man reduserer kjelebelastningen i området 100 - 50 % av den nominelle, bør man tilstrebe å stabilisere røykgasstemperaturen, og ikke la den synke med mer enn 10 °C fra den nominelle.
Den mest økonomiske måten å stabilisere røykgasstemperaturen på er å øke luftforvarmingstemperaturen i luftvarmerne etter hvert som belastningen avtar.
Minste tillatte verdier for luftforvarmingstemperaturer før RAH er vedtatt i samsvar med paragraf 4.3.28 i "Regler for teknisk drift av kraftverk og nettverk" (M.: Energoatomizdat, 1989).
I tilfeller hvor optimale temperaturer røykgasser kan ikke tilføres på grunn av utilstrekkelig oppvarmingsoverflate til RAH, må luftforvarmingstemperaturer vedtas hvor temperaturen på røykgassene ikke vil overstige verdiene gitt i paragrafene i disse Retningslinjer.
16. På grunn av mangelen på pålitelige syrebestandige belegg for å beskytte metallkanaler mot lavtemperaturkorrosjon, kan deres pålitelige drift sikres ved forsiktig isolering, som sikrer en temperaturforskjell mellom røykgassene og veggen på ikke mer enn 5 °C .
Brukes for tiden isolasjonsmaterialer og strukturer er ikke pålitelige nok i langsiktig drift, derfor er det nødvendig å periodisk, minst en gang i året, overvåke tilstanden deres og om nødvendig utføre reparasjons- og restaureringsarbeid.
17. Ved bruk av ulike belegg på prøvebasis for å beskytte gasskanaler mot lavtemperaturkorrosjon, bør det tas hensyn til at sistnevnte må gi varmebestandighet og gasstetthet ved temperaturer som overstiger røykgasstemperaturen med minst 10 °C , motstand mot svovelsyrekonsentrasjoner på 50 - 80% i temperaturområdet, henholdsvis 60 - 150 ° C og muligheten for reparasjon og restaurering.
18. For overflater med lav temperatur, strukturelle elementer i RVP og gasskanaler i kjeler, er det tilrådelig å bruke lavlegerte stål 10KhNDP og 10KhSND, som er 2 - 2,5 ganger bedre i korrosjonsbestandighet enn karbonstål.
Bare svært sjeldne og dyre høylegerte stål har absolutt korrosjonsbestandighet (for eksempel EI943-stål, som inneholder opptil 25 % krom og opptil 30 % nikkel).
applikasjon
1. Teoretisk sett kan duggpunktstemperaturen til røykgasser med et gitt innhold av svovelsyre og vanndamp defineres som kokepunktet til en løsning av svovelsyre med en slik konsentrasjon der det samme innholdet av vanndamp og svovelsyre eksisterer. over løsningen.
Den målte verdien av duggpunktstemperaturen, avhengig av måleteknikken, er kanskje ikke sammenfallende med den teoretiske. I disse anbefalingene for røykgass duggpunkt temperatur t r Temperaturen på overflaten til en standard glasssensor med platinaelektroder 7 mm lange, loddet i en avstand på 7 mm fra hverandre, ved hvilken motstanden til duggfilmen mellom y elektroder i stabil tilstand er lik 10 7 Ohm. Elektrodemålekretsen bruker lavspent vekselstrøm (6 - 12 V).
2. Ved brenning av svovelholdige fyringsoljer med luftoverskudd på 3 - 5 %, avhenger røykgassens duggpunkttemperatur av svovelinnholdet i drivstoffet S s(ris.).
Ved brenning av svovelholdige fyringsoljer med ekstremt lite luftoverskudd (α ≤ 1,02), bør røykgassduggpunktstemperaturen tas basert på resultatene av spesielle målinger. Betingelsene for å overføre kjeler til en modus med α ≤ 1,02 er angitt i "Retningslinjer for overføring av kjeler som opererer på svovelbrensel til en forbrenningsmodus med ekstremt lavt overskudd av luft" (M.: SPO Soyuztekhenergo, 1980).
3. Ved forbrenning av svovelholdig fast brensel i støvete tilstand, duggpunktstemperaturen til røykgassene tp kan beregnes ut fra gitt innhold av svovel og aske i drivstoffet S r pr, A r pr og vanndampkondensasjonstemperatur t kon i henhold til formelen
Hvor en un- andelen aske i overføringen (vanligvis antatt å være 0,85).
Ris. 1. Avhengighet av røykgassduggpunktstemperatur av svovelinnhold i brent fyringsolje
Verdien av det første leddet i denne formelen på en un= 0,85 kan bestemmes fra fig. .
Ris. 2. Temperaturforskjeller mellom røykgassers duggpunkt og kondensering av vanndamp i dem, avhengig av gitt svovelinnhold ( S r pr) og aske ( A r pr) i drivstoff
4. Ved forbrenning av gassformig svovelbrensel kan røykgassens duggpunkt bestemmes ut fra fig. forutsatt at svovelinnholdet i gassen beregnes som gitt, det vil si i vektprosent per 4186,8 kJ/kg (1000 kcal/kg) av gassens brennverdi.
Til gassdrivstoff det gitte svovelinnholdet i masseprosent kan bestemmes med formelen
Hvor m- antall svovelatomer i molekylet til den svovelholdige komponenten;
q- volumprosent av svovel (svovelholdig komponent);
Q n- forbrenningsvarme av gass i kJ/m 3 (kcal/nm 3);
MED- koeffisient lik 4,187, if Q n uttrykt i kJ/m 3 og 1,0 hvis i kcal/m 3.
5. Korrosjonshastigheten til den utskiftbare metallpakningen til luftvarmere ved brenning av fyringsolje avhenger av temperaturen på metallet og graden av korrosivitet til røykgassene.
Ved brenning av svovelbrenningsolje med et luftoverskudd på 3 - 5 % og blåsing av overflaten med damp, kan korrosjonshastigheten (på begge sider i mm/år) til RVP-pakningen tilnærmet estimeres fra dataene i Tabell. .
Tabell 1
|
Tabell 2
6. For kull med høyt innhold av kalsiumoksid i asken, er duggpunkttemperaturene lavere enn de som er beregnet i henhold til paragrafene i disse retningslinjene. For slike drivstoff anbefales det å bruke resultatene av direkte målinger. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
