Korozija u kotlu. Korozija i erozija u kotlovima srednjeg i niskog pritiska sa strane peći. Pojave korozije kod kotlova se najčešće javljaju na unutrašnjoj toplotno napregnutoj površini, a relativno ređe na spoljašnjoj.

Ova korozija po veličini i intenzitetu je često značajnija i opasnija od korozije kotlova tokom njihovog rada.

Prilikom ostavljanja vode u sistemima, u zavisnosti od njene temperature i pristupa vazduha, može doći do raznih slučajeva korozije pri parkiranju. Prije svega, treba napomenuti ekstremnu nepoželjnost prisustva vode u cijevima jedinica kada su u rezervi.

Ako voda iz ovog ili onog razloga ostane u sistemu, može doći do teške korozije za parkiranje u pari, a posebno u vodenom prostoru rezervoara (uglavnom duž vodene linije) pri temperaturi vode od 60-70 ° C. Stoga se u praksi prilično često uočava korozija parkiranja različitog intenziteta, uprkos istim režimima isključivanja sistema i kvaliteti vode koja se u njima nalazi; uređaji sa značajnom toplinskom akumulacijom podložni su većoj koroziji od uređaja koji imaju dimenzije peći i grijaće površine, jer se kotlovska voda u njima hladi brže; njegova temperatura pada ispod 60-70°C.

Pri temperaturi vode iznad 85-90°C (na primjer, prilikom kratkotrajnog isključivanja uređaja), ukupna korozija se smanjuje, a korozija metala parnog prostora, u kojem se u ovom slučaju uočava povećana kondenzacija pare , može premašiti koroziju metala vodenog prostora. Parking korozija u parnom prostoru je u svim slučajevima ujednačenija nego u vodenom prostoru kotla.

Razvoj korozije parkiranja uvelike olakšava mulj koji se nakuplja na površinama kotla, koji obično zadržava vlagu. S tim u vezi, značajne rupe od korozije često se nalaze u agregatima i cijevima duž donjeg generatriksa i na njihovim krajevima, odnosno u područjima najveće akumulacije mulja.

Načini konzervacije opreme u rezervi

Za očuvanje opreme mogu se koristiti sljedeće metode:

a) sušenje - uklanjanje vode i vlage iz agregata;

b) punjenje rastvorima kaustične sode, fosfata, silikata, natrijum nitrita, hidrazina;

c) punjenje procesnog sistema azotom.

Način konzervacije treba izabrati u zavisnosti od prirode i trajanja zastoja, kao i od vrste i dizajnerskih karakteristika opreme.

Zastoji opreme se prema trajanju mogu podijeliti u dvije grupe: kratkoročni - ne više od 3 dana i dugoročni - više od 3 dana.

Postoje dvije vrste kratkoročnih zastoja:

a) planirano, povezano sa povlačenjem u rezervu vikendom zbog pada opterećenja ili povlačenja u rezervu noću;

b) prisilni - zbog kvara cijevi ili oštećenja drugih komponenti opreme, za čije otklanjanje nije potrebno duže gašenje.

U zavisnosti od namjene, dugotrajni zastoji mogu se podijeliti u sljedeće grupe: a) stavljanje opreme u rezervu; b) tekuće popravke; c) kapitalne popravke.

U slučaju kratkotrajnog zastoja opreme potrebno je koristiti konzervaciju punjenjem deaeriranom vodom uz održavanje viška pritiska ili metodom gasa (azota). Ako je potrebno hitno gašenje, onda je jedina prihvatljiva metoda konzervacija dušikom.

Kada je sistem stavljen u stanje pripravnosti ili je u stanju mirovanja duže vrijeme bez popravki, preporučljivo je izvršiti konzervaciju punjenjem otopinom nitrita ili natrijum silikata. U ovim slučajevima može se koristiti i konzervacija azota, uz neophodno preduzimanje mera za stvaranje nepropusnosti sistema kako bi se sprečila prekomerna potrošnja gasa i neproduktivan rad azotnog postrojenja, kao i da bi se stvorili sigurni uslovi za održavanje opreme.

Metode konzerviranja stvaranjem viška tlaka, punjenje dušikom mogu se koristiti bez obzira na karakteristike dizajna grijaćih površina opreme.

Da bi se spriječila korozija metala prilikom velikih i tekućih popravki, primjenjuju se samo metode konzervacije koje omogućavaju stvaranje zaštitnog filma na metalnoj površini koji zadržava svojstva najmanje 1-2 mjeseca nakon ispuštanja otopine za konzerviranje, od pražnjenja i smanjenja tlaka u posudi. sistema su neizbežni. Trajanje zaštitnog filma na metalnoj površini nakon tretmana natrijum nitritom može doseći 3 mjeseca.

Metode konzerviranja pomoću vode i otopina reagensa praktički su neprihvatljive za zaštitu od korozije međupregrijača kotlova zbog poteškoća povezanih s njihovim punjenjem i naknadnim čišćenjem.

Metode očuvanja toplovodnih i niskotlačnih parnih kotlova, kao i druge opreme zatvorenih tehnoloških krugova opskrbe toplinom i vodom, po mnogo čemu se razlikuju od metoda koje se trenutno koriste za sprječavanje korozije parkiranja u termoelektranama. U nastavku su opisane glavne metode za sprječavanje korozije u stanju mirovanja opreme aparata takvih cirkulacijskih sistema, uzimajući u obzir specifičnosti njihovog rada.

Pojednostavljene metode konzerviranja

Ove metode su korisne za male kotlove. Sastoje se od potpunog uklanjanja vode iz bojlera i postavljanja sredstva za sušenje u njih: kalciniranog kalcijum hlorida, živog vapna, silika gela u količini od 1-2 kg po 1 m 3 zapremine.

Ova metoda konzerviranja prikladna je za sobne temperature ispod i iznad nule. U prostorijama koje se griju zimi može se implementirati jedan od kontaktnih metoda konzervacije. Svodi se na punjenje cjelokupnog unutrašnjeg volumena jedinice alkalnim rastvorom (NaOH, Na 3 P0 4 itd.), čime se osigurava potpuna stabilnost zaštitnog filma na metalnoj površini čak i kada je tekućina zasićena kisikom.

Obično se koriste rastvori koji sadrže od 1,5-2 do 10 kg/m 3 NaOH ili 5-20 kg/m 3 Na 3 P0 4 u zavisnosti od sadržaja neutralnih soli u izvorišnoj vodi. Manje vrijednosti se odnose na kondenzat, veće na vodu koja sadrži do 3000 mg/l neutralnih soli.

Korozija se može sprečiti i metodom nadpritiska, pri kojoj se pritisak pare u zaustavljenom agregatu konstantno održava na nivou iznad atmosferskog pritiska, a temperatura vode ostaje iznad 100°C, što onemogućava pristup glavnom korozivnom agensu, kiseoniku. .

Važan uslov za efikasnost i ekonomičnost bilo koje metode zaštite je maksimalna moguća nepropusnost parovodnih armatura kako bi se izbeglo prebrzo smanjenje pritiska, gubitak zaštitnog rastvora (ili gasa) ili prodor vlage. Osim toga, u mnogim slučajevima je korisno prethodno čišćenje površina od raznih naslaga (soli, mulj, kamenac).

Prilikom implementacije različitih metoda zaštite od parking korozije treba imati na umu sljedeće.

1. Za sve vrste konzervacije neophodno je prethodno uklanjanje (pranje) naslaga lako rastvorljivih soli (videti gore) kako bi se izbegla pojačana korozija parkiranja u pojedinim delovima štićene celine. Obavezno je izvršiti ovu mjeru prilikom kontaktne konzervacije, inače je moguća intenzivna lokalna korozija.

2. Iz sličnih razloga, poželjno je ukloniti sve vrste nerastvorljivih naslaga (mulj, kamenac, oksidi gvožđa) prije dugotrajne konzervacije.

3. Ako je armatura nepouzdana, potrebno je odvojiti rezervnu opremu od pogonskih jedinica pomoću utikača.

Curenje pare i vode je manje opasno sa očuvanjem kontakta, ali je neprihvatljivo sa suvim i gasovitim metodama zaštite.

Izbor sredstava za sušenje je određen relativnom dostupnošću reagensa i željom da se dobije što veći specifični sadržaj vlage. Najbolji desikant je granulirani kalcijum hlorid. Živo vapno je mnogo lošije od kalcijum hlorida, ne samo zbog nižeg kapaciteta vlage, već i zbog brzog gubitka svoje aktivnosti. Kreč upija ne samo vlagu iz zraka, već i ugljični dioksid, zbog čega je prekriven slojem kalcijum karbonata, koji sprječava daljnju apsorpciju vlage.

Vrste korozije. Tokom rada, elementi parnog kotla su izloženi agresivnim medijima - vodi, pari i dimnim plinovima. Razlikovati hemijsku i elektrohemijsku koroziju.

Hemijska korozija, uzrokovano parom ili vodom, uništava metal ravnomjerno po cijeloj površini. Stopa takve korozije u modernim brodskim kotlovima je niska. Opasnija je lokalna hemijska korozija uzrokovana agresivnim hemijskim spojevima sadržanim u naslagama pepela (sumpor, oksidi vanadijuma itd.).

Najčešći i opasniji je elektrohemijska korozija, koji teče u vodenim rastvorima elektrolita kada se pojavi električna struja, uzrokovana razlikom potencijala između pojedinih delova metala, koji se razlikuju po hemijskoj heterogenosti, temperaturi ili kvalitetu obrade.
Ulogu elektrolita obavlja voda (sa unutrašnjom korozijom) ili kondenzovana vodena para u naslagama (sa spoljašnjom korozijom).

Pojava ovakvih mikrogalvanskih parova na površini cijevi dovodi do toga da metalni joni-atomi prelaze u vodu u obliku pozitivno nabijenih iona, a površina cijevi na tom mjestu poprima negativan naboj. Ako je razlika u potencijalima takvih mikrogalvanskih parova neznatna, tada se na granici metal-voda postepeno stvara dvostruki električni sloj, što usporava daljnji tok procesa.

Međutim, u većini slučajeva potencijali pojedinih sekcija su različiti, što uzrokuje pojavu EMF usmjerenog od većeg potencijala (anode) ka manjem (katodi).

U tom slučaju ioni-atomi metala prelaze iz anode u vodu, a višak elektrona se nakuplja na katodi. Kao rezultat toga, EMF i, posljedično, intenzitet procesa uništavanja metala naglo se smanjuju.

Ovaj fenomen se naziva polarizacija. Ako se anodni potencijal smanjuje kao rezultat stvaranja zaštitnog oksidnog filma ili povećanja koncentracije metalnih iona u anodnom području, a katodni potencijal ostaje praktički nepromijenjen, tada se polarizacija naziva anodna.

S katodnom polarizacijom u otopini blizu katode, koncentracija iona i molekula sposobnih da uklone višak elektrona s površine metala naglo opada. Iz ovoga proizilazi da je glavna stvar u borbi protiv elektrohemijske korozije stvaranje takvih uslova kada će se održati oba tipa polarizacije.
To je praktički nemoguće postići, jer kotlovska voda uvijek sadrži depolarizatore - tvari koje uzrokuju poremećaj procesa polarizacije.

Depolarizatori uključuju molekule O 2 i CO 2, ione H +, Cl - i SO - 4, kao i okside željeza i bakra. Otopljeni u vodi, CO 2 , Cl - i SO - 4 inhibiraju stvaranje gustog zaštitnog oksidnog filma na anodi i na taj način doprinose intenzivnom toku anodnih procesa. Ioni vodika H+ smanjuju negativni naboj katode.

Utjecaj kisika na brzinu korozije počeo se očitovati u dva suprotna smjera. S jedne strane, kisik povećava brzinu procesa korozije, jer je snažan depolarizator katodnih dijelova, s druge strane ima pasivizirajuće djelovanje na površinu.
Tipično, dijelovi kotla izrađeni od čelika imaju dovoljno jak početni oksidni film koji štiti materijal od izlaganja kisiku sve dok ga ne unište kemijski ili mehanički faktori.

Brzina heterogenih reakcija (uključujući koroziju) regulirana je intenzitetom sljedećih procesa: dovod reagensa (prvenstveno depolarizatora) na površinu materijala; uništavanje zaštitnog oksidnog filma; uklanjanje produkta reakcije s mjesta njihovog nastanka.

Intenzitet ovih procesa u velikoj mjeri je određen hidrodinamičkim, mehaničkim i termičkim faktorima. Stoga su mjere za smanjenje koncentracije agresivnih hemikalija pri visokom intenzitetu druga dva procesa, kako pokazuje iskustvo rada kotlova, obično neefikasne.

Iz ovoga proizilazi da bi rješenje problema sprječavanja oštećenja od korozije trebalo biti kompleksno, kada se uzmu u obzir svi faktori koji utiču na početne uzroke uništenja materijala.

Elektrohemijska korozija

Ovisno o mjestu strujanja i tvarima koje sudjeluju u reakcijama, razlikuju se sljedeće vrste elektrohemijske korozije:

• kiseonik (i njegova raznolikost - parking),
• podmulj (ponekad se naziva "ljuska"),
• intergranularni (alkalna lomljivost kotlovskih čelika),
• slot i
• sumporna.

Korozija kiseonikom primećeno kod ekonomajzera, armatura, dovodnih i odvodnih cevi, parno-vodnih kolektora i intrakolektorskih uređaja (štitovi, cevi, odoparivači itd.). Koroziji kiseonikom posebno su podložni zavojnici sekundarnog kruga dvokružnih kotlova, koji koriste kotlove i parne grejače vazduha. Korozija kiseonikom nastaje tokom rada kotlova i zavisi od koncentracije kiseonika otopljenog u kotlovskoj vodi.

Stopa korozije kiseonika u glavnim kotlovima je niska, što je posledica efikasnog rada deaeratora i fosfatno-nitratnog režima vode. U pomoćnim kotlovima za vodu često dostiže 0,5 - 1 mm / godišnje, iako u prosjeku leži u rasponu od 0,05 - 0,2 mm / godišnje. Priroda oštećenja kotlovskih čelika su male jame.

Opasniji tip kisikove korozije je parking korozija teče tokom perioda neaktivnosti kotla. Zbog specifičnosti rada, svi brodski kotlovi (posebno pomoćni kotlovi) podložni su intenzivnoj parking koroziji. Po pravilu korozija pri parkiranju ne dovodi do kvarova kotla, međutim, metal koji je korodirao tokom isključenja, ceteris paribus, intenzivnije se uništava tokom rada kotla.

Glavni uzrok korozije pri parkiranju je prodiranje kisika u vodu ako je kotao pun, odnosno u film vlage na metalnoj površini ako je kotao suh. Važnu ulogu imaju hloridi i NaOH sadržani u vodi, te naslage soli rastvorljive u vodi.

Ako su u vodi prisutni hloridi, ujednačena korozija metala je intenzivirana, a ako sadrži malu količinu alkalija (manje od 100 mg/l), tada je korozija lokalizirana. Da bi se izbjegla korozija parkiranja na temperaturi od 20 - 25 °C, voda treba sadržavati do 200 mg/l NaOH.

Vanjski znaci korozije uz sudjelovanje kisika: mali lokalni čirevi (slika 1, a), ispunjeni smeđim korozijskim produktima, koji formiraju tuberkule iznad ulkusa.

Uklanjanje kisika iz napojne vode jedna je od važnih mjera za smanjenje kisikove korozije. Od 1986. godine sadržaj kisika u napojnoj vodi za pomorske i otpadne kotlove je ograničen na 0,1 mg/l.

Međutim, čak i uz takav sadržaj kisika u napojnoj vodi, uočava se korozijska oštećenja elemenata kotla u radu, što ukazuje na prevladavajući utjecaj procesa uništavanja oksidnog filma i ispiranja produkta reakcije iz centara korozije. Najilustrativniji primjer koji ilustruje učinak ovih procesa na oštećenja od korozije je uništavanje zavojnica upotrebnih kotlova s ​​prisilnom cirkulacijom.

Rice. 1. Oštećenja zbog kisikove korozije

Oštećenja od korozije u slučaju korozije kiseonikom, obično su striktno lokalizovani: na unutrašnjoj površini ulaznih delova (vidi sliku 1, a), u predelu zavoja (sl. 1, b), na izlaznim delovima i u koljeno zavojnice (vidi sliku 1, c), kao i u parovodnim kolektorima utilizacijskih kotlova (vidi sliku 1, d). Upravo u tim područjima (2 - područje uzzidne kavitacije) hidrodinamičke karakteristike strujanja stvaraju uvjete za uništavanje oksidnog filma i intenzivno ispiranje produkata korozije.
Zaista, svaka deformacija toka vode i mješavine pare i vode je praćena pojavom kavitacija u slojevima uz zid ekspandirajući tok 2, gdje formirani i odmah kolabirajući mjehurići pare uzrokuju uništavanje oksidnog filma zbog energije hidrauličkih mikroudara.
To također olakšavaju naizmjenična naprezanja u filmu, uzrokovana vibracijama zavojnica i fluktuacijama temperature i pritiska. Povećana lokalna turbulencija strujanja u ovim područjima uzrokuje aktivno ispiranje produkata korozije.

Na direktnim izlaznim dijelovima namotaja dolazi do uništavanja oksidnog filma uslijed udara o površini kapljica vode tokom turbulentnih pulsacija toka mješavine pare i vode, čiji disperzno-prstenasti način kretanja ovdje prelazi u dispergovani pri brzina protoka do 20-25 m/s.
U ovim uslovima, čak i nizak sadržaj kiseonika (~ 0,1 mg/l) izaziva intenzivno uništavanje metala, što dovodi do pojave fistula na ulaznim delovima zavojnica kotlova na otpadnu toplotu tipa La Mont nakon 2- 4 godine rada, au ostalim područjima - nakon 6-12 godina.

Rice. Sl. 2. Oštećenja od korozije na zavojnicama ekonomajzera utilizacijskih kotlova KUP1500R motornog broda "Indira Gandhi".

Kao ilustraciju navedenog, razmotrimo uzroke oštećenja namotaja ekonomajzera dvaju utilizacijskih kotla tipa KUP1500R ugrađenih na nosač upaljača Indira Gandhi (tip Aleksej Kosygin), koji je ušao u upotrebu u oktobru 1985. godine. Već u februaru 1987. zbog oštećenja su zamijenjeni ekonomajzeri oba kotla. Nakon 3 godine, oštećenja na zavojnicama se pojavljuju i na ovim ekonomajzerima, koji se nalaze u područjima do 1-1,5 m od ulaznog razvodnika. Priroda oštećenja ukazuje (sl. 2, a, b) na tipičnu kisikovu koroziju praćenu zamorom (poprečne pukotine).

Međutim, priroda umora u pojedinim područjima je različita. Pojava pukotine (a ranije i pucanja oksidnog filma) u području šava (vidi sliku 2, a) posljedica je naizmjeničnih naprezanja uzrokovanih vibracijom snopa cijevi i konstrukcijske karakteristike spoj zavojnica sa zaglavljem (kraj zavojnice prečnika 22x3 zavaren je na zakrivljeni spoj prečnika 22x2).
Uništavanje oksidnog filma i stvaranje pukotina od zamora na unutrašnjoj površini ravnih dijelova zavojnica, udaljenih od ulaza za 700-1000 mm (vidi sliku 2, b), uzrokovani su naizmjeničnim toplinskim naprezanjima koja nastaju prilikom puštanja u rad kotla, kada se vruća površina dovodi hladna voda. U ovom slučaju, djelovanje toplinskih naprezanja je pojačano činjenicom da rebra zavojnica otežava slobodno širenje metala cijevi, stvarajući dodatna naprezanja u metalu.

Podmuljna korozija obično se opaža u glavnim kotlovima za vodu na unutrašnjim površinama sita i parnih cijevi ulaznih snopova okrenutih prema baklji. Priroda korozije mulja su ovalne jame veličine duž glavne ose (paralelno sa osom cijevi) do 30-100 mm.
Na čirevima se nalazi gust sloj oksida u obliku „školjki“ 3 (Sl. 3). Podmuljna korozija se odvija u prisustvu čvrstih depolarizatora – oksida gvožđa i bakra 2, koji se talože na toplotno najopterećenijim cevima. sekcije na mjestima aktivnih centara korozije koji nastaju prilikom uništavanja oksidnih filmova.
Na vrhu se formira labav sloj kamenca i produkata korozije.
Za pomoćne kotlove ova vrsta korozije nije tipična, ali pod velikim termičkim opterećenjima i odgovarajućim režimima obrade vode nije isključena pojava korozije ispod mulja u ovim kotlovima.

Najaktivnija korozija sitastih cijevi očituje se na mjestima gdje su koncentrisane nečistoće rashladnog sredstva. To uključuje dijelove zidnih cijevi s visokim toplinskim opterećenjem, gdje dolazi do dubokog isparavanja kotlovske vode (naročito ako na površini isparavanja postoje porozne naslage niske toplinske provodljivosti). Stoga, u pogledu sprječavanja oštećenja sitastih cijevi povezanih s unutrašnjom korozijom metala, potrebno je uzeti u obzir potrebu za integriranim pristupom, tj. uticaj na vodeno-hemijski i režim peći.

Oštećenja zidnih cijevi uglavnom su mješovite prirode, mogu se uvjetno podijeliti u dvije grupe:

1) Oštećenja sa znacima pregrijavanja čelika (deformacija i stanjivanje zidova cijevi na mjestu razaranja; prisustvo grafitnih zrnaca i sl.).

2) Krti lomovi bez karakterističnih znakova pregrijavanja metala.

Na unutrašnjoj površini mnogih cijevi zabilježene su značajne naslage dvoslojne prirode: gornja je slabo vezana, donja je ljuskava, čvrsto vezana za metal. Debljina donjeg sloja skale je 0,4-0,75 mm. U zoni oštećenja dolazi do uništenja kamenca na unutrašnjoj površini. U blizini mjesta razaranja i na određenoj udaljenosti od njih, unutrašnja površina cijevi je zahvaćena korozijskim jamama i krhkim mikrooštećenjima.

Opšti izgled oštećenja ukazuje na termičku prirodu uništenja. Strukturne promjene na prednjoj strani cijevi - duboka sferidizacija i raspadanje perlita, formiranje grafita (prijelaz ugljika u grafit 45-85%) - ukazuje na višak ne samo radne temperature sita, već i dozvoljene za čelik 20.500 °C. Prisustvo FeO takođe potvrđuje visok nivo temperature metala tokom rada (iznad 845 oK - tj. 572 oC).

Krhko oštećenje uzrokovano vodonikom obično se javlja u područjima sa visokim tokovima topline, ispod debelih slojeva naslaga i kosih ili horizontalnih cijevi, kao i u područjima prijenosa topline u blizini prstenova za zavarivanje ili drugih uređaja koji sprječavaju slobodno kretanje tokova. .Iskustvo je pokazao da se oštećenje vodika javlja u kotlovima koji rade na pritiscima ispod 1000 psi. inča (6,9 MPa).

Oštećenje vodikom obično rezultira rupturama sa debelim ivicama. Drugi mehanizmi koji doprinose stvaranju pukotina sa debelim ivicama su pucanje od korozije pod naponom, zamor od korozije, lomovi pod naponom i (u nekim rijetkim slučajevima) jako pregrijavanje. Možda je teško vizualno razlikovati oštećenja uzrokovana oštećenjem vodikom od drugih vrsta oštećenja, ali neke od njihovih karakteristika mogu pomoći ovdje.

Na primjer, oštećenje vodonika je gotovo uvijek povezano sa stvaranjem rupa u metalu (pogledajte mjere opreza date u poglavljima 4 i 6). Druge vrste oštećenja (s mogućim izuzetkom zamora od korozije, koji često počinje u pojedinačnim školjkama) obično nisu povezane s ozbiljnom korozijom.

Kvarovi cijevi kao posljedica oštećenja metala vodikom često se manifestiraju kao formiranje pravokutnog "prozora" u zidu cijevi, što nije tipično za druge vrste razaranja.

Za procjenu oštećenja sitastih cijevi treba uzeti u obzir da metalurški (početni) sadržaj plinovitog vodika u perlitnom čeliku (uključujući st. 20) ne prelazi 0,5–1 cm3/100 g. Kada je sadržaj vodonika veći od 4--5 cm3/100g, mehanička svojstva čelika se značajno pogoršavaju. U ovom slučaju, potrebno je fokusirati se uglavnom na lokalni sadržaj zaostalog vodika, jer se u slučaju krhkih lomova sitastih cijevi, oštro pogoršanje svojstava metala uočava samo u uskoj zoni duž poprečnog presjeka cijevi. sa uvijek zadovoljavajućom strukturom i mehaničkim svojstvima susjednog metala na udaljenosti od samo 0,2-2 mm.

Dobijene vrijednosti prosječnih koncentracija vodika na rubu destrukcije su 5-10 puta veće od njegovog početnog sadržaja za stanicu 20, što nije moglo a da ne utiče značajno na oštećenje cijevi.

Prikazani rezultati ukazuju na to da se pokazalo da je krhkost vodika odlučujući faktor u oštećenju zidnih cijevi kotlova KrCHPP.

Zahtijevano je dodatno proučavanje koji od faktora ima odlučujući utjecaj na ovaj proces: a) termički ciklus uslijed destabilizacije normalnog režima ključanja u područjima povećanih tokova topline u prisustvu naslaga na površini isparavanja i, kao rezultat , oštećenje zaštitnih oksidnih filmova koji ga prekrivaju; b) prisustvo korozivnih nečistoća u radnom mediju, koncentrisanih u naslagama blizu površine isparavanja; c) kombinovano djelovanje faktora "a" i "b".

Pitanje uloge režima peći je od posebnog interesa. Priroda krivulja ukazuje na akumulaciju vodonika u brojnim slučajevima blizu vanjske površine sitastih cijevi. To je moguće, prije svega, ako se na naznačenoj površini nalazi gust sloj sulfida, koji su u velikoj mjeri nepropusni za vodik koji difundira sa unutrašnje površine na vanjsku. Do stvaranja sulfida dolazi zbog: visokog sadržaja sumpora u sagorijenom gorivu; bacanje baklje na panele ekrana. Drugi razlog za hidrogenaciju metala na vanjskoj površini je pojava korozijskih procesa kada metal dođe u kontakt sa dimnim plinovima. Kako je pokazala analiza vanjskih naslaga kotlovskih cijevi, obično su se javljala oba ova uzroka.

Uloga načina sagorijevanja očituje se i u koroziji sitastih cijevi pod djelovanjem čiste vode, što se najčešće uočava na visokotlačnim parogeneratorima. Centri korozije obično se nalaze u zoni maksimalnih lokalnih toplinskih opterećenja i samo na zagrijanoj površini cijevi. Ova pojava dovodi do stvaranja okruglih ili eliptičnih udubljenja prečnika većeg od 1 cm.

Pregrijavanje metala se najčešće događa u prisustvu naslaga zbog činjenice da će količina percipirane topline biti gotovo ista i za čistu cijev i za cijev koja sadrži kamenac, temperatura cijevi će biti različita.

Pojave korozije kod kotlova se najčešće javljaju na unutrašnjoj toplotno napregnutoj površini, a relativno ređe na spoljašnjoj.

U potonjem slučaju, uništavanje metala je - u većini slučajeva - posljedica kombinovanog djelovanja korozije i erozije, što ponekad ima dominantan značaj.
Vanjski znak razaranja erozije je čista metalna površina. Pod korozivnim djelovanjem, proizvodi korozije obično ostaju na njegovoj površini.
Unutarnja (u vodenoj sredini) procesi korozije i kamenca mogu pogoršati vanjsku koroziju (u plinovitom okruženju) zbog toplinske otpornosti sloja kamenca i korozijskih naslaga, a posljedično i porasta temperature na površini metala.
Vanjska korozija metala (sa strane kotlovske peći) ovisi o različitim faktorima, ali prije svega o vrsti i sastavu goriva koje se sagorijeva.

Korozija plinsko-uljnih kotlova
Lož ulje sadrži organske spojeve vanadijuma i natrijuma. Ako se rastaljene naslage šljake koje sadrže jedinjenja vanadija (V) nakupljaju na zidu cijevi okrenutom prema peći, tada se s velikim viškom zraka i/ili temperature površine metala od 520-880 ° C javljaju sljedeće reakcije:
4Fe + 3V2O5 = 2Fe2O3 + 3V2O3 (1)
V2O3 + O2 = V2O5 (2)
Fe2O3 + V2O5 = 2FeVO4 (3)
7Fe + 8FeVO4 = 5Fe3O4 + 4V2O3 (4)
(jedinjenja natrija) + O2 = Na2O (5)
Moguć je i drugi mehanizam korozije koji uključuje vanadij (tečna eutektička smjesa):
2Na2O. V2O4 . 5V2O5 + O2 = 2Na2O. 6V2O5 (6)
Na2O. 6V2O5 + M = Na2O. V2O4 . 5V2O5 + MO (7)
(M - metal)
Jedinjenja vanadijuma i natrijuma tokom sagorevanja goriva oksidiraju se do V2O5 i Na2O. U naslagama koje prianjaju na površinu metala, Na2O je vezivo. Tekućina nastala kao rezultat reakcija (1)-(7) topi zaštitni film magnetita (Fe3O4), što dovodi do oksidacije metala ispod naslaga (temperatura topljenja naslaga (šljake) je 590-880° C).
Kao rezultat ovih procesa, zidovi sitastih cijevi okrenuti prema peći su jednoliko istanjeni.
Povećanje temperature metala, pri kojem jedinjenja vanadijuma postaju tečna, olakšava se unutrašnjim naslagama kamenca u cijevima. I tako, kada se postigne temperatura tečenja metala, dolazi do loma cijevi - posljedica kombinovanog djelovanja vanjskih i unutrašnjih naslaga.
Pričvrsni dijelovi cijevnih sita, kao i izbočine cijevnih zavara, također korodiraju - porast temperature na njihovoj površini se ubrzava: ne hlade se mješavinom pare i vode, kao cijevi.
Lož ulje može sadržavati sumpor (2,0-3,5%) u obliku organskih jedinjenja, elementarnog sumpora, natrijum sulfata (Na2SO4), koji u naftu ulazi iz formacijskih voda. Na površini metala u takvim uslovima korozija vanadija je praćena sulfid-oksidnom korozijom. Njihovo kombinovano dejstvo je najizraženije kada depoziti sadrže 87% V2O5 i 13% Na2SO4, što odgovara sadržaju vanadijuma i natrijuma u lož ulju u odnosu 13/1.
Zimi, prilikom zagrijavanja lož ulja parom u rezervoarima (radi lakšeg pražnjenja), u njega ulazi dodatna voda u količini od 0,5-5,0%. Posljedica: povećava se količina naslaga na niskotemperaturnim površinama kotla i, očito, povećava se korozija cjevovoda lož ulja i rezervoara lož ulja.

Pored gore opisane šeme za uništavanje kotlovskih sita, korozije pregrijača, festonskih cijevi, kotlovskih snopova, ekonomajzer ima neke karakteristike zbog povećane - u pojedinim dijelovima - brzina gasova, posebno onih koji sadrže nesagorele čestice mazuta i oljuštene. čestice šljake.

Identifikacija korozije
Vanjska površina cijevi prekrivena je gustim emajliranim slojem sivih i tamno sivih naslaga. Na strani koja je okrenuta ka peći nalazi se stanjivanje cijevi: ravni dijelovi i plitke pukotine u obliku "oznaka" jasno su vidljive ako se površina očisti od naslaga i oksidnih filmova.
Ako se cijev uništi u hitnom slučaju, tada je vidljiva uzdužna uzdužna pukotina.

Korozija kotlova na prah
U koroziji koja nastaje djelovanjem produkata sagorijevanja uglja, sumpor i njegovi spojevi su od odlučujućeg značaja. Osim toga, hloridi (uglavnom NaCl) i jedinjenja alkalnih metala utiču na tok procesa korozije. Korozija je najvjerovatnija kada ugalj sadrži više od 3,5% sumpora i 0,25% hlora.
Leteći pepeo koji sadrži alkalna jedinjenja i okside sumpora se taloži na površini metala na temperaturi od 560-730 °C. U ovom slučaju, kao rezultat tekućih reakcija, nastaju alkalni sulfati, na primjer, K3Fe(SO4)3 i Na3Fe(SO4)3. Ova rastopljena šljaka, zauzvrat, uništava (topi) zaštitni sloj oksida na metalu - magnetit (Fe3O4).
Brzina korozije je maksimalna pri temperaturi metala od 680-730 °C, s njenim povećanjem, brzina se smanjuje zbog termičke razgradnje korozivnih tvari.
Najveća korozija je u izlaznim cijevima pregrijača, gdje je temperatura pare najviša.

Identifikacija korozije
Na ekranskim cijevima mogu se uočiti ravne površine s obje strane cijevi koje su podvrgnute korozijskom razaranju. Ova područja se nalaze pod uglom od 30-45 °C jedna prema drugoj i prekrivena su slojem sedimenata. Između njih je relativno "čista" oblast, podvrgnuta "frontalnom" uticaju toka gasa.
Naslage se sastoje od tri sloja: vanjski sloj je porozni elektrofilterski pepeo, međusloj su bjelkasti vodotopivi alkalni sulfati, a unutrašnji sloj su sjajni crni oksidi željeza (Fe3O4) i sulfidi (FeS).
Na niskotemperaturnim dijelovima kotlova - ekonomajzeru, grijaču zraka, ispušnom ventilatoru - temperatura metala pada ispod "tačke rosišta" sumporne kiseline.
Prilikom sagorijevanja čvrstog goriva temperatura plina se smanjuje sa 1650 °C u baklji na 120 °C ili manje u dimnjaku.
Zbog hlađenja gasova u parnoj fazi nastaje sumporna kiselina, a pri kontaktu sa hladnijom metalnom površinom, pare se kondenzuju i formiraju tečnu sumpornu kiselinu. „Tačka rose“ sumporne kiseline je 115-170 °C (možda i više - zavisi od sadržaja vodene pare i sumpor-oksida (SO3) u struji gasa).
Proces je opisan reakcijama:
S + O2 = SO2 (8)
SO3 + H2O = H2SO4 (9)
H2SO4 + Fe = FeSO4 + H2 (10)
U prisustvu oksida željeza i vanadijuma moguća je katalitička oksidacija SO3:
2SO2 + O2 = 2SO3 (11)
U nekim slučajevima, korozija sumporne kiseline pri sagorijevanju uglja je manje značajna nego kod sagorijevanja smeđeg, škriljca, treseta, pa čak i prirodnog plina - zbog relativno većeg oslobađanja vodene pare iz njih.

Identifikacija korozije
Ova vrsta korozije uzrokuje ravnomjerno uništavanje metala. Obično je površina hrapava, sa blagim premazom rđe i slična je površini bez korozivnih pojava. Kod dužeg izlaganja, metal može biti prekriven naslagama proizvoda korozije, koje se moraju pažljivo ukloniti tokom ispitivanja.

Korozija tokom prekida rada
Ova vrsta korozije pojavljuje se na ekonomajzeru i na onim mjestima kotla gdje su vanjske površine prekrivene jedinjenjima sumpora. Kako se kotao hladi, temperatura metala pada ispod „tačke rose“ i, kao što je gore opisano, ako postoje naslage sumpora, stvara se sumporna kiselina. Možda je međuspoj sumporna kiselina (H2SO3), ali je vrlo nestabilna i odmah se pretvara u sumpornu kiselinu.

Identifikacija korozije
Metalne površine su obično premazane premazima. Ako se uklone, tada će se naći područja destrukcije metala, gdje su bile naslage sumpora i područja nekorodiranog metala. Ovaj izgled razlikuje koroziju na zaustavljenom kotlu od gore opisane korozije metala ekonomajzera i ostalih "hladnih" dijelova kotla koji radi.
Prilikom pranja kotla, pojave korozije se manje-više ravnomjerno raspoređuju po metalnoj površini zbog erozije naslaga sumpora i nedovoljnog isušivanja površina. Uz nedovoljno pranje, korozija je lokalizirana tamo gdje su bila jedinjenja sumpora.

erozija metala
Pod određenim uslovima, različiti kotlovski sistemi su izloženi erozijskom razaranju metala, kako sa unutrašnje tako i sa spoljašnje strane zagrejanog metala, i gde se javljaju turbulentna strujanja velikom brzinom.
U nastavku se razmatra samo erozija turbine.
Turbine su podložne eroziji od uticaja čvrstih čestica i kapljica parnog kondenzata. Čvrste čestice (oksidi) se ljušte sa unutrašnje površine pregrijača i parovoda, posebno u uslovima prolaznih termičkih procesa.

Kapljice kondenzata pare uglavnom uništavaju površine lopatica zadnje faze turbine i odvodnih cjevovoda. Erozivni i korozivni efekti parnog kondenzata su mogući ako je kondenzat "kiseo" - pH je ispod pet jedinica. Korozija je opasna i u prisustvu para hlorida (do 12% mase naslaga) i kaustične sode u kapljicama vode.

Identifikacija erozije
Uništavanje metala od udarca kapljica kondenzata je najuočljivije na prednjim rubovima lopatica turbine. Rubovi su prekriveni tankim poprečnim zupcima i žljebovima (žljebovima), mogu postojati kosi konusni izbočini usmjereni prema udarima. Na prednjim rubovima oštrica postoje izbočine i gotovo ih nema na njihovim stražnjim ravninama.
Oštećenja od čvrstih čestica su u obliku praznina, mikroudubljenja i ureza na prednjim rubovima oštrica. Žljebovi i nagnuti konusi su odsutni.

Identifikacija vrsta korozije je teška, pa stoga nisu neuobičajene greške u određivanju tehnološki i ekonomski optimalnih mjera za suzbijanje korozije. Glavne neophodne mjere poduzimaju se u skladu sa propisima koji određuju granice glavnih pokretača korozije.

GOST 20995-75 „Stacionarni parni kotlovi sa pritiskom do 3,9 MPa. Pokazatelji kvaliteta napojne vode i pare” standardizira indikatore u napojnoj vodi: prozirnost, odnosno količinu suspendovanih nečistoća; opšta tvrdoća, sadržaj gvožđa i jedinjenja bakra - sprečavanje stvaranja kamenca i naslaga gvožđa i bakarnih oksida; pH vrijednost - sprječava alkalnu i kiselinsku koroziju, kao i stvaranje pjene u bubnju kotla; sadržaj kiseonika - sprečavanje korozije kiseonika; sadržaj nitrita - sprečavanje korozije nitrita; sadržaj ulja - sprečavanje stvaranja pjene u bubnju kotla.

Vrijednosti normi određuju GOST ovisno o tlaku u kotlu (dakle, o temperaturi vode), o snazi ​​lokalnog toplinskog toka i o tehnologiji obrade vode.

Prilikom istraživanja uzroka korozije, prije svega, potrebno je pregledati (gdje postoje) mjesta destrukcije metala, analizirati uslove rada kotla u predakcidentnom periodu, analizirati kvalitet napojne vode, pare i naslaga. , i analizirati karakteristike konstrukcije kotla.

Spoljašnjim pregledom mogu se posumnjati na sljedeće vrste korozije.

Korozija kiseonikom

: dovodne cijevi čeličnih ekonomajzera; dovodni cjevovodi pri susretu sa nedovoljno deoksigeniranom (iznad normale) vodom - „proboji“ kiseonika u slučaju lošeg odzračivanja; Grijači napojne vode; sva vlažna područja kotla za vrijeme gašenja i nepreduzimanje mjera za sprječavanje ulaska zraka u kotao, posebno u stajaćim područjima, pri ispuštanju vode, odakle je teško ukloniti kondenzat pare ili ga potpuno napuniti vodom, npr. vertikalne cijevi pregrijača. Tokom zastoja korozija je pojačana (lokalizovana) u prisustvu alkalija (manje od 100 mg/l).

Korozija kisika rijetko (kada je sadržaj kisika u vodi znatno veći od norme - 0,3 mg / l) manifestira se u uređajima za odvajanje pare bubnjeva kotla i na zidu bubnjeva na granici nivoa vode; u odvodnim cijevima. U cijevima koje se dižu, korozija ne nastaje zbog efekta odzračivanja mjehurića pare.

Vrsta i priroda oštećenja. Čirevi različite dubine i promjera, često prekriveni tuberkulama, čija je gornja kora crvenkasti željezni oksidi (vjerovatno hematit Fe 2 O 3). Dokaz aktivne korozije: ispod kore tuberkula - crni tečni talog, vjerovatno magnetit (Fe 3 O 4) pomiješan sa sulfatima i hloridima. Kod prigušene korozije, ispod kore postoji praznina, a dno čira je prekriveno naslagama kamenca i mulja.

Pri pH > 8,5 - čirevi su rijetki, ali veći i dublji, pri pH< 8,5 - встречаются чаще, но меньших размеров. Только вскрытие бугорков помогает интерпретировать бугорки не как поверхностные отложения, а как следствие коррозии.

Pri brzini vode većoj od 2 m/s, tuberkuli mogu poprimiti duguljasti oblik u smjeru mlaza.

. Magnetitne kore su dovoljno guste i mogu poslužiti kao pouzdana barijera za prodor kiseonika u tuberkule. Ali često se uništavaju kao rezultat zamora od korozije, kada se temperatura vode i metala ciklično mijenja: česta gašenja i paljenja kotla, pulsirajuće kretanje mješavine vode i pare, raslojavanje mješavine pare i vode u odvojenu paru i čepovi za vodu slijede jedan za drugim.

Korozija se intenzivira povećanjem temperature (do 350 °C) i povećanjem sadržaja klorida u kotlovskoj vodi. Ponekad je korozija pojačana produktima termičkog razlaganja određenih organskih tvari u napojnoj vodi.

Rice. 1. Pojava kisikove korozije

Alkalna (u užem smislu - intergranularna) korozija

Mjesta oštećenja metala od korozije. Cijevi u zonama toka topline velike snage (područje gorionika i suprotno od izduženog gorionika) - 300-400 kW/m 2 i gdje je temperatura metala 5-10 °C viša od tačke ključanja vode pri datom pritisku; nagnute i horizontalne cijevi, gdje je slaba cirkulacija vode; mjesta ispod debelih naslaga; zone u blizini potpornih prstenova i u samim zavarenim spojevima, na primjer, na mjestima zavarivanja uređaja za odvajanje pare unutar bubnja; mjesta u blizini zakovica.

Vrsta i priroda oštećenja. Hemisferične ili eliptične udubine ispunjene produktima korozije, često uključujući sjajne kristale magnetita (Fe 3 O 4). Većina udubljenja je prekrivena tvrdom korom. Na strani cijevi koja je okrenuta prema peći, udubljenja se mogu spojiti, formirajući takozvani put korozije širine 20-40 mm i dužine do 2-3 m.

Ako kora nije dovoljno stabilna i gusta, tada korozija može dovesti - u uvjetima mehaničkog naprezanja - do pojave pukotina u metalu, posebno u blizini pukotina: zakovice, kotrljajući spojevi, mjesta zavarivanja uređaja za odvajanje pare.

Uzroci oštećenja od korozije. Pri visokim temperaturama - više od 200 ° C - i visokoj koncentraciji kaustične sode (NaOH) - 10% ili više - uništava se zaštitni film (kora) na metalu:

4NaOH + Fe 3 O 4 \u003d 2NaFeO 2 + Na 2 FeO 2 + 2H 2 O (1)

Intermedijarni proizvod NaFeO 2 podvrgava se hidrolizi:

4NaFeO 2 + 2N 2 O = 4NaON + 2Fe 2 O 3 + 2N 2 (2)

Odnosno, u ovoj reakciji (2) natrijum hidroksid se redukuje, u reakcijama (1), (2) se ne troši, već djeluje kao katalizator.

Kada se magnetit ukloni, natrijum hidroksid i voda mogu direktno reagovati sa gvožđem i osloboditi atomski vodik:

2NaOH + Fe \u003d Na 2 FeO 2 + 2H (3)

4H 2 O + 3Fe \u003d Fe 3 O 4 + 8H (4)

Oslobođeni vodik može difundirati u metal i formirati metan (CH 4) sa željeznim karbidom:

4H + Fe 3 C \u003d CH 4 + 3Fe (5)

Takođe je moguće kombinovati atomski vodonik u molekularni vodonik (H + H = H 2).

Metan i molekularni vodonik ne mogu prodrijeti u metal, akumuliraju se na granicama zrna i, u prisustvu pukotina, šire ih i produbljuju. Osim toga, ovi plinovi sprječavaju stvaranje i zbijanje zaštitnih filmova.

Koncentrovani rastvor kaustične sode nastaje na mestima dubokog isparavanja kotlovske vode: guste naslage soli (vrsta korozije ispod mulja); kriza ključanja mjehurića, kada se na metalu formira stabilan film pare - tamo metal gotovo da nije oštećen, ali je kaustična soda koncentrirana duž rubova filma, gdje se odvija aktivno isparavanje; prisutnost pukotina u kojima dolazi do isparavanja, što se razlikuje od isparavanja u cijeloj zapremini vode: kaustična soda isparava gore od vode, ne ispire se vodom i akumulira. Djelujući na metal, kaustična soda stvara pukotine na granicama zrna usmjerenim unutar metala (vrsta intergranularne korozije je pukotna korozija).

Intergranularna korozija pod uticajem alkalne kotlovske vode najčešće je koncentrisana u bubnju kotla.

Rice. Slika 3. Intergranularna korozija: a - mikrostruktura metala prije korozije, b - mikrostruktura u fazi korozije, formiranje pukotina duž granice metalnog zrna

Takav korozivni učinak na metal moguć je samo uz istovremeno prisustvo tri faktora:

• lokalna vlačna mehanička naprezanja blizu ili malo veća od granice popuštanja, odnosno 2,5 MN/mm 2 ;
• labavi spojevi dijelova bubnja (gore spomenuti), gdje može doći do dubokog isparavanja kotlovske vode i gdje akumulirana kaustična soda rastvara zaštitni film oksida željeza (koncentracija NaOH je veća od 10%, temperatura vode je iznad 200°C i - posebno - bliže 300°C). Ako kotao radi pod pritiskom nižim od pasoškog (na primjer, 0,6-0,7 MPa umjesto 1,4 MPa), tada se smanjuje vjerovatnoća ove vrste korozije;
• nepovoljna kombinacija supstanci u kotlovskoj vodi, u kojoj ne postoje potrebne zaštitne koncentracije inhibitora ove vrste korozije. Natrijumove soli mogu delovati kao inhibitori: sulfati, karbonati, fosfati, nitrati, sulfitna celuloza.

Rice. 4. Pojava intergranularne korozije

Pukotine od korozije se ne razvijaju ako se poštuje omjer:

(Na 2 SO 4 + Na 2 CO 3 + Na 3 PO 4 + NaNO 3) / (NaOH) ≥ 5, 3 (6)

gdje je Na 2 SO 4, Na 2 CO 3, Na 3 PO 4, NaNO 3, NaOH - sadržaj natrijum sulfata, natrijum karbonata, natrijum fosfata, natrijum nitrata i natrijum hidroksida, respektivno, mg/kg.

Trenutno proizvedeni kotlovi nemaju barem jedan od ovih uvjeta korozije.

Prisustvo silicijumskih jedinjenja u kotlovskoj vodi takođe može pojačati intergranularnu koroziju.

NaCl u ovim uslovima nije inhibitor korozije. Gore je pokazano: joni hlora (Sl -) su akceleratori korozije, zbog svoje velike pokretljivosti i male veličine, lako prodiru kroz zaštitne oksidne filmove i formiraju visoko rastvorljive soli sa gvožđem (FeCl 2, FeCl 3) umesto slabo rastvorljivih oksida gvožđa. .

U vodi kotlarnica tradicionalno se kontrolišu vrednosti ukupne mineralizacije, a ne sadržaj pojedinačnih soli. Vjerovatno je iz tog razloga uvedeno racioniranje ne prema naznačenom omjeru (6), već prema vrijednosti relativne alkalnosti kotlovske vode:

SH kv rel = SH ov rel = SH ov 40 100/S ov ≤ 20, (7)

gdje je U q rel - relativna alkalnost kotlovske vode,%; Sh ov rel - relativna alkalnost tretirane (dodatne) vode, %; Sh ov - ukupna alkalnost tretirane (dodatne) vode, mmol/l; S ov - mineralizacija tretirane (dodatne) vode (uključujući sadržaj hlorida), mg/l.

Ukupna alkalnost tretirane (dodatne) vode može se uzeti jednakom, mmol/l:

• nakon kationizacije natrijuma - ukupna alkalnost izvorske vode;
• nakon vodonik-natrijum kationizacije paralelno - (0,3-0,4), ili uzastopno sa "gladnom" regeneracijom vodonik-kationitnog filtera - (0,5-0,7);
• nakon kationizacije natrijuma sa zakiseljavanjem i jonizacijom natrijum hlora - (0,5-1,0);
• nakon amonijum-natrijum kationizacije - (0,5-0,7);
• nakon kamencanja na 30-40°C - (0,35-1,0);
• nakon koagulacije - (W oko ref - D do), gdje je W oko ref - ukupna alkalnost izvorne vode, mmol/l; D do - doza koagulanta, mmol/l;
• nakon natrijum vapna na 30-40 °C - (1,0-1,5), i na 60-70 °C - (1,0-1,2).

Vrijednosti relativne alkalnosti kotlovske vode prema normama Rostekhnadzora su prihvaćene,%, ne više od:

• za kotlove sa zakovanim bubnjevima - 20;
• za kotlove sa zavarenim bubnjevima i cijevima umotanim u njih - 50;
• za kotlove sa zavarenim bubnjevima i cijevima zavarenim na njih - bilo koje vrijednosti, nije standardizirano.

Rice. 4. Rezultat intergranularne korozije

Prema normama Rostekhnadzora, U kv rel je jedan od kriterija za siguran rad kotlova. Ispravnije je provjeriti kriterij potencijalne alkalne agresivnosti kotlovske vode, koji ne uzima u obzir sadržaj iona klora:

K u = (S ov - [Sl - ]) / 40 u ov, (8)

gdje je K u - kriterij potencijalne alkalne agresivnosti kotlovske vode; S s - salinitet tretirane (dodatne) vode (uključujući sadržaj hlorida), mg/l; Cl - - sadržaj hlorida u tretiranoj (dodatnoj) vodi, mg/l; Sh ov - ukupna alkalnost tretirane (dodatne) vode, mmol/l.

Vrijednost K u se može uzeti:

• za kotlove sa zakovanim bubnjevima sa pritiskom većim od 0,8 MPa ≥ 5;
• za kotlove sa zavarenim bubnjevima i cijevima umotanim u njih s pritiskom većim od 1,4 MPa ≥ 2;
• za kotlove sa zavarenim bubnjevima i cijevima zavarenim na njih, kao i za kotlove sa zavarenim bubnjevima i cijevima umotanim u njih s pritiskom do 1,4 MPa i kotlovima sa zakovanim bubnjevima s pritiskom do 0,8 MPa - ne standardiziraju.

Podmuljna korozija

Ovaj naziv kombinuje nekoliko različitih vrsta korozije (alkalne, kiseonikove, itd.). Akumulacija labavih i poroznih naslaga i mulja u različitim zonama kotla uzrokuje koroziju metala ispod mulja. Glavni razlog: kontaminacija napojne vode oksidima željeza.

Nitritna korozija

. Zaslon i kotlovske cijevi kotla na strani okrenutoj prema peći.

Vrsta i priroda oštećenja. Rijetki, oštro ograničeni veliki ulkusi.

. U prisustvu nitritnih jona (NO - 2) u napojnoj vodi više od 20 μg/l, temperatura vode je veća od 200 °C, nitriti služe kao katodni depolarizatori elektrohemijske korozije, obnavljajući se u HNO 2, NO, N 2 (vidi gore).

Parno-vodena korozija

Mjesta oštećenja metala od korozije. Izlazni dio namotaja pregrijača, cjevovoda pregrijane pare, horizontalnih i blago nagnutih cijevi za generiranje pare u područjima slabe cirkulacije vode, ponekad duž gornje generatrikse izlaznih zavojnica ekonomajzera kipuće vode.

Vrsta i priroda oštećenja. Plakovi gustih crnih oksida željeza (Fe 3 O 4), čvrsto vezani za metal. S fluktuacijama temperature, kontinuitet plaka (kore) se prekida, ljuske otpadaju. Ujednačeno stanjivanje metala sa izbočinama, uzdužnim pukotinama, lomovima.

Može se identifikovati kao podmuljna korozija: u obliku dubokih jama sa nejasno razgraničenim ivicama, češće u blizini zavarenih spojeva koji strše unutar cevi, gde se nakuplja kaša.

Uzroci oštećenja od korozije:

• medij za pranje - para u pregrijačima, parovodi, parni "jastuci" ispod sloja mulja;
• temperatura metala (čelik 20) ​​je veća od 450 ° C, toplinski tok u metalni dio je 450 kW / m 2;
• kršenje načina izgaranja: troska gorionika, povećana kontaminacija cijevi iznutra i izvana, nestabilno (vibraciono) sagorijevanje, izduženje baklje prema cijevima sita.

Kao rezultat: direktna hemijska interakcija gvožđa sa vodenom parom (vidi gore).

Mikrobiološka korozija

Uzrokuju ga aerobne i anaerobne bakterije, javlja se na temperaturama od 20-80 °C.

Mesta oštećenja metala. Cijevi i posude do kotla sa vodom navedene temperature.

Vrsta i priroda oštećenja. Tuberkuli različitih veličina: promjer od nekoliko milimetara do nekoliko centimetara, rijetko - nekoliko desetina centimetara. Tuberkule su prekrivene gustim oksidima željeza - otpadnim produktom aerobnih bakterija. Unutra - crni prah i suspenzija (gvozdeni sulfid FeS) - proizvod anaerobnih bakterija koje redukuju sulfat, ispod crne formacije - okrugli čirevi.

Uzroci oštećenja. Gvozdeni sulfati, kiseonik i razne bakterije su uvek prisutni u prirodnoj vodi.

U prisustvu kisika, željezne bakterije stvaraju film od željeznih oksida, ispod kojeg anaerobne bakterije reduciraju sulfate u željezni sulfid (FeS) i vodonik sulfid (H 2 S). Zauzvrat, sumporovodik dovodi do stvaranja sumporne (veoma nestabilne) i sumporne kiseline, a metal korodira.

Ova vrsta korozije ima indirektan učinak na koroziju kotla: protok vode brzinom od 2-3 m / s otkida tuberkule, prenosi njihov sadržaj u kotao, povećavajući nakupljanje mulja.

U rijetkim slučajevima, ova korozija može nastati u samom kotlu, ako se tokom dugog gašenja kotla u rezervi napuni vodom temperature 50-60 ° C, a temperatura se održava zbog slučajnog prodora pare iz susjedni kotlovi.

"Kelirana" korozija

Lokacije oštećenja od korozije. Oprema u kojoj se para odvaja od vode: bubanj kotla, separatori pare u i van bubnja, također - rijetko - u cjevovodu napojne vode i ekonomajzeru.

Vrsta i priroda oštećenja. Površina metala je glatka, ali ako se medij kreće velikom brzinom, tada korodirana površina nije glatka, ima udubljenja u obliku potkovice i "repove" orijentirane u smjeru kretanja. Površina je prekrivena tankim mat ili crnim sjajnim filmom. Nema očiglednih naslaga, a nema ni produkata korozije, jer je "kelat" (organska jedinjenja poliamina posebno uneta u kotao) već reagovala.

U prisustvu kiseonika, što se retko dešava u kotlu koji normalno radi, korodirana površina se „razveseli“: hrapavost, metalni otoci.

Uzroci oštećenja od korozije. Mehanizam djelovanja "kelata" je ranije opisan ("Industrijske i toplinske kotlovnice i mini-CHP", 1 (6) ΄ 2011, str. 40).

Korozija "helata" nastaje kada je predoziranje "kelatom", ali čak i pri normalnoj dozi moguće, jer je "kelat" koncentrisan u područjima gdje dolazi do intenzivnog isparavanja vode: nukleatno vrenje zamjenjuje se filmastim. Kod uređaja za odvajanje pare postoje slučajevi posebno destruktivnog dejstva „kelatne“ korozije usled velikih turbulentnih brzina vode i mešavine pare i vode.

Sva opisana oštećenja od korozije mogu imati sinergijski učinak, tako da ukupna šteta od kombinovanog djelovanja različitih faktora korozije može premašiti iznos oštećenja od pojedinih vrsta korozije.

U pravilu, djelovanje korozivnih agensa pojačava nestabilni termički režim kotla, što uzrokuje zamor od korozije i izaziva koroziju termičkog zamora: broj pokretanja iz hladnog stanja je veći od 100, ukupan broj pokretanja je veći od 200 Pošto su ove vrste destrukcije metala rijetke, pukotine, rupture cijevi imaju izgled identičan metalnim lezijama od raznih vrsta korozije.

Obično, da bi se utvrdio uzrok razaranja metala, potrebne su dodatne metalografske studije: radiografija, ultrazvuk, detekcija grešaka u boji i magnetnim česticama.

Različiti istraživači su predložili programe za dijagnosticiranje vrsta oštećenja od korozije na kotlovskim čelicima. Program VTI (A.F. Bogachev i saradnici) poznat je - uglavnom za kotlove visokog pritiska, i razvoj udruženja Energochermet - uglavnom za kotlove na niski i srednji pritisak i kotlove na otpadnu toplotu.