Korozija zaslonskih cijevi parnih kotlova. Vanjska korozija zaslonskih cijevi
U brodskim parnim kotlovima do korozije može doći i iz kruga para-voda i iz produkata izgaranja goriva.
Unutarnje površine kruga para-voda mogu biti podložne sljedećim vrstama korozije;
Korozija kisikom najopasnija je vrsta korozije. Karakteristična značajka kisikove korozije je stvaranje lokalne točkaste korozije koja dopire do dubokih jama i kroz rupe; Ulazni dijelovi ekonomizatora, kolektora i silaznih cijevi cirkulacijskih krugova najosjetljiviji su na koroziju uzrokovanu kisikom.
Nitritna korozija - za razliku od kisikove korozije, utječe na unutarnje površine toplinski opterećenih podiznih cijevi i uzrokuje stvaranje dubljih jama promjera 15 ^ 20 mm.
Interkristalna korozija je posebna vrsta korozije i javlja se na mjestima najvećeg naprezanja metala (zavari, kotrljajući i prirubni spojevi) kao rezultat interakcije kotlovskog metala s visoko koncentriranom lužinom. Karakteristična značajka je pojava na metalnoj površini mreže malih pukotina, koje se postupno razvijaju u pukotine;
Korozija mulja javlja se na mjestima taloženja mulja iu zonama stagnacije cirkulacijskih krugova kotla. Proces je elektrokemijske prirode kada željezni oksidi dođu u kontakt s metalom.
Od produkata izgaranja goriva mogu se uočiti sljedeće vrste korozije;
Plinska korozija utječe na grijaće površine isparavanja, pregrijavanja i ekonomajzera, obloge kućišta,
Štitovi plinovoda i drugi elementi kotla izloženi visokim temperaturama plina.Kada temperatura metala kotlovskih cijevi poraste iznad 530 0C (za ugljični čelik) počinje uništavanje zaštitnog oksidnog filma na površini cijevi čime se omogućuje nesmetan pristup kisika u čisti metal. U tom slučaju dolazi do korozije na površini cijevi uz stvaranje kamenca.
Neposredni uzrok ove vrste korozije je kršenje režima hlađenja ovih elemenata i povećanje njihove temperature iznad dopuštene razine. Zbog grijaćih površina cijevi Ysh Mogu postojati varijacije u temperaturi zida; stvaranje značajnog sloja kamenca, poremećaji u režimu cirkulacije (stagnacija, prevrtanje, stvaranje parnih brava), gubitak vode iz kotla, neravnomjerna raspodjela vode i ekstrakcija pare po duljini razdjelnika pare.
Visokotemperaturna (vanadijeva) korozija zahvaća ogrjevne površine pregrijača pare koji se nalaze u zoni visokih temperatura plina. Prilikom izgaranja goriva nastaju oksidi vanadija. U tom slučaju pri nedostatku kisika nastaje vanadij trioksid, a pri višku vanadij pentoksid. Vanadij pentoksid U205, koji ima talište od 675 0C, je korozivan. Vanadijev pentoksid, koji se oslobađa tijekom izgaranja loživog ulja, lijepi se za grijaće površine visoke temperature i uzrokuje aktivno uništavanje metala. Eksperimenti su pokazali da čak i sadržaj vanadija od samo 0,005% težine može uzrokovati opasnu koroziju.
Korozija vanadija može se spriječiti redukcijom dopuštena temperatura metal elemenata kotla i organizacije izgaranja s minimalnim koeficijentima viška zraka a = 1,03 + 1,04.
Niskotemperaturna (kisela) korozija uglavnom utječe na zadnje grijaće površine. Produkti izgaranja sumpornih loživih ulja uvijek sadrže vodenu paru i sumporne spojeve, koji nastaju kada se međusobno kombiniraju sumporne kiseline. Kada plinovi ispiraju relativno hladne zadnje grijaće površine, para sumporne kiseline kondenzira se na njima i uzrokuje koroziju metala. Intenzitet niskotemperaturne korozije ovisi o koncentraciji sumporne kiseline u filmu vlage taloženoj na ogrjevnim površinama. Istodobno, koncentracija SO3 u produktima izgaranja određena je ne samo sadržajem sumpora u gorivu. Glavni čimbenici koji utječu na brzinu niskotemperaturne korozije su;
Uvjeti za odvijanje reakcije izgaranja u ložištu. Kako se omjer viška zraka povećava, postotak plina B03 raste (pri a = 1,15 oksidira se 3,6% sumpora sadržanog u gorivu; pri a = 1,7 oksidira se oko 7% sumpora). Pri koeficijentima viška zraka a = 1,03 - 1,04 praktički se ne stvara sumporni anhidrid B03;
Stanje grijaćih površina;
Snaga kotla također hladna voda, uzrokujući smanjenje temperature stijenki cijevi ekonomizatora ispod točke rosišta za sumpornu kiselinu;
Koncentracija vode u gorivu; Kod izgaranja goriva zasićenih vodom, rosište se povećava zbog povećanja parcijalnog tlaka vodene pare u produktima izgaranja.
Korozija na parkingu je upečatljiva vanjske površine cijevi i razdjelnici, kućište, uređaji za izgaranje, armatura i drugi elementi plinsko-zračnog kanala kotla. Čađa koja nastaje izgaranjem goriva prekriva ogrjevne površine i unutarnje dijelove plinsko-zračnog kanala kotla. Čađa je higroskopna, a kada se kotao ohladi, lako upija vlagu, uzrokujući koroziju. Korozija je ulcerativne prirode kada se na površini metala stvara film otopine sumporne kiseline kada se kotao hladi i temperatura njegovih elemenata padne ispod točke rosišta za sumpornu kiselinu.
Borba protiv mirne korozije temelji se na stvaranju uvjeta koji sprječavaju prodor vlage na površinu metala kotla, kao i nanošenju antikorozivnih premaza na površine elemenata kotla.
Za vrijeme kratkotrajnog mirovanja kotlova, nakon pregleda i čišćenja ogrjevnih površina, kako bi se spriječio prodor atmosferskih oborina u dimovodne kanale kotla, potrebno je staviti poklopac na dimnjak, zatvoriti zračne registre i revizijske otvore. Potrebno je stalno pratiti vlažnost i temperaturu u MKO.
Kako biste spriječili koroziju kotlova tijekom neaktivnosti, razne načine spremište bojlera. Postoje dva načina skladištenja; mokro i suho.
Glavni način skladištenja kotlova je mokro skladištenje. To uključuje potpuno punjenje kotla napojnom vodom koja prolazi kroz filtre za elektronsku ionsku izmjenu i deoksigenaciju, uključujući pregrijač i ekonomizator. Kotlovi se mogu držati u vlažnom skladištu najviše 30 dana. U slučaju dužeg mirovanja kotlova, suho skladištenje bojler
Suho skladištenje uključuje potpuno pražnjenje kotla od vode i stavljanje kaliko vrećica sa silika gelom koji upija vlagu u razdjelnike kotla. Kolektori se povremeno otvaraju, provodi se kontrolno mjerenje mase silika gela radi utvrđivanja mase apsorbirane vlage, te isparavanja apsorbirane vlage iz silika gela.
Ogrjevne površine cijevnih i regenerativnih grijača zraka, niskotemperaturnih ekonomajzera, kao i metalnih dimovodnih kanala i dimnjaci pri temperaturama metala ispod točke rosišta dimni plinovi. Izvor niskotemperaturne korozije je sumporni anhidrid SO 3, koji u dimnim plinovima stvara pare sumporne kiseline, koja se kondenzira na temperaturama rosišta dimnih plinova. Nekoliko tisućinki postotka SO 3 u plinovima dovoljno je da izazove koroziju metala brzinom većom od 1 mm godišnje. Niskotemperaturna korozija usporava se organiziranjem procesa izgaranja s malim viškom zraka, kao i korištenjem aditiva za gorivo i povećanjem otpornosti metala na koroziju.
Mreže za izgaranje bubanj i kotlova s izravnim protokom podložne su visokotemperaturnoj koroziji tijekom izgaranja kruto gorivo, pregrijače pare i njihove nosače, kao i zaslone donjeg radijacijskog dijela kotlova nadkritičnog tlaka pri izgaranju sumpornog loživog ulja.
Korozija unutarnje površine cijevi posljedica je interakcije plinova kisika i ugljičnog dioksida ili soli (klorida i sulfata) sadržanih u kotlovskoj vodi s metalom cijevi. U suvremenim superkritičnim parnim tlačnim kotlovima sadržaj plinova i korozivnih soli kao rezultat dubokog odsoljavanja napojne vode i toplinske deaeracije je neznatan, a glavni uzrok korozije je interakcija metala s vodom i parom. Korozija unutarnje površine cijevi očituje se stvaranjem rana, jama, šupljina i pukotina; vanjska površina oštećenih cijevi ne mora se razlikovati od zdravih.
Oštećenja nastala unutarnjom korozijom cijevi također uključuju:
korozija stagnacije kisika, koja utječe na bilo koja područja unutarnje površine cijevi. Najintenzivnije su zahvaćena područja prekrivena naslagama topljivim u vodi (cijevi pregrijača i prijelazna zona protočnih kotlova);
podmuljevita alkalna korozija kotlovskih i zaslonskih cijevi, koja nastaje pod utjecajem koncentrirane lužine zbog isparavanja vode ispod sloja mulja;
zamor od korozije, koji se očituje u obliku pukotina u kotlovskim i zaslonskim cijevima kao rezultat istodobne izloženosti korozivnoj okolini i izmjeničnim toplinskim naprezanjima.
Kamenac se stvara na cijevima zbog njihovog pregrijavanja na temperature znatno više od projektiranih. Zbog povećanja produktivnosti kotlovskih jedinica u U zadnje vrijeme Učestali su slučajevi kvarova cijevi pregrijača zbog nedovoljne otpornosti kamenca na dimne plinove. Intenzivno stvaranje kamenca najčešće se uočava kod izgaranja loživog ulja.
Trošenje stijenki cijevi nastaje kao posljedica abrazivnog djelovanja prašine i pepela ugljena i škriljevca, kao i mlazova pare koji izlaze iz oštećenih susjednih cijevi ili mlaznica puhala. Ponekad je uzrok istrošenosti i stvrdnjavanja stijenki cijevi sačma kojom se čiste grijaće površine. Mjesta i stupanj istrošenosti cijevi utvrđuju se vanjskim pregledom i mjerenjem njihovog promjera. Stvarna debljina stijenke cijevi mjeri se ultrazvučnim mjeračem debljine.
Krivljenje zaslonskih i kotlovskih cijevi, kao i pojedinačnih cijevi i dijelova zidnih panela zračećeg dijela protočnih kotlova nastaje kod postavljanja cijevi s neravnomjernim natezanjem, pucanja cijevnih spojeva, curenja vode, te zbog nedostatka slobodu za njihova toplinska kretanja. Do savijanja zavojnica i zaslona pregrijača dolazi uglavnom zbog izgaranja vješalica i spojeva, prekomjerne i neravnomjerne napetosti dopuštene tijekom ugradnje ili zamjene pojedinih elemenata. Do savijanja zavojnica ekonomizatora vode dolazi zbog pregorjevanja i pomicanja nosača i vješalica.
Fistule, ispupčenja, pukotine i puknuća također se mogu pojaviti kao posljedica: naslaga kamenca u cijevima, proizvoda korozije, procesnog kamenca, kuglica za zavarivanje i drugih stranih tijela koji usporavaju cirkulaciju vode i doprinose pregrijavanju metala cijevi; utvrđivanje površine; odstupanja između stupnja čelika i parametara pare i temperature plina; vanjska mehanička oštećenja; kršenja radnih uvjeta.
a) Korozija kisikom
Najčešće čelični ekonomizatori vode kotlovskih jedinica pate od kisikove korozije, koji zbog nezadovoljavajuće deaeracije napojne vode otkazuju 2-3 godine nakon ugradnje.
Neposredni rezultat kisikove korozije čeličnih ekonomizatora je stvaranje fistula u cijevima, kroz koje struja vode istječe velikom brzinom. Takvi mlazovi usmjereni na stijenku susjedne cijevi mogu je istrošiti do točke formiranja prolaznih rupa. Budući da su cijevi ekonomajzera smještene prilično kompaktno, rezultirajuća fistula od korozije može uzrokovati ogromna oštećenja cijevi ako kotlovska jedinica ostane u radu dulje vrijeme s nastalom fistulom. Ekonomizatori od lijevanog željeza nisu oštećeni korozijom kisikom.
Korozija kisikomčešće su izloženi ulazni dijelovi ekonomajzera. Međutim, uz značajnu koncentraciju kisika u napojnoj vodi, on prodire u jedinicu kotla. Ovdje su uglavnom bačve i stojeće cijevi izložene koroziji kisikom. Glavni oblik korozije kisikom je stvaranje udubljenja (ulcera) u metalu, koja, kada se razviju, dovode do stvaranja fistula.
Povećanje tlaka pojačava koroziju kisikom. Stoga, za kotlovske jedinice s tlakom od 40 atm i više, čak su i "klizanja" kisika u deaeratorima opasna. Bitan je sastav vode s kojom metal dolazi u kontakt. Prisutnost male količine lužine pospješuje lokalizaciju korozije, dok je prisutnost klorida raspršuje po površini.
b) Parkirna korozija
Kotlovske jedinice koje miruju zahvaćene su elektrokemijskom korozijom, koja se naziva korozija u mirovanju. Ovisno o uvjetima rada, kotlovske jedinice često se isključuju iz pogona i stavljaju u pričuvu ili zaustavljene na duže vrijeme.
Kada se kotlovska jedinica zaustavi u rezervi, tlak u njoj počinje padati i u bubnju nastaje vakuum, zbog čega zrak prodire i obogaćuje kotlovsku vodu kisikom. Potonji stvara uvjete za pojavu kisikove korozije. Čak i kada je voda potpuno uklonjena iz jedinice kotla, njegova unutarnja površina nije suha. Promjene u temperaturi zraka i vlažnosti uzrokuju pojavu kondenzacije vlage iz atmosfere koja se nalazi unutar jedinice kotla. Prisutnost filma na metalnoj površini, obogaćena kisikom kada je izložena zraku, stvara povoljni uvjeti za razvoj elektrokemijske korozije. Ako na unutarnjoj površini kotlovske jedinice postoje naslage koje se mogu otopiti u filmu vlage, intenzitet korozije se značajno povećava. Slične pojave mogu se uočiti, na primjer, u pregrijačima pare, koji često pate od stajaće korozije.
Ako na unutarnjoj površini kotlovske jedinice postoje naslage koje se mogu otopiti u filmu vlage, intenzitet korozije se značajno povećava. Slične pojave mogu se uočiti, na primjer, u pregrijačima pare, koji često pate od stajaće korozije.
Stoga je prilikom izlaska kotlovskog agregata iz pogona na dulji period mirovanja potrebno ukloniti postojeće naslage pranjem.
Parking korozija mogu uzrokovati ozbiljne štete na jedinicama kotla osim ako se ne poduzmu posebne mjere za njihovu zaštitu. Njegova opasnost također leži u činjenici da centri korozije koje je stvorio tijekom razdoblja mirovanja nastavljaju djelovati tijekom rada.
Kako bi se kotlovske jedinice zaštitile od parkirne korozije, one se konzerviraju.
c) Interkristalna korozija
Interkristalna korozija javlja se u zakovnim šavovima i kotrljajućim spojevima jedinica parnih kotlova, koji se ispiru kotlovskom vodom. Karakterizira ga pojava pukotina u metalu, u početku vrlo tankih, oku nevidljivih, koje se razvijanjem pretvaraju u velike vidljive pukotine. Prolaze između zrna metala, zbog čega se ova korozija naziva interkristalna. U ovom slučaju, uništavanje metala događa se bez deformacije, stoga se ti prijelomi nazivaju krhki.
Iskustvo je pokazalo da se interkristalna korozija javlja samo kada su istovremeno prisutna 3 uvjeta:
1) Visoka vlačna naprezanja u metalu, blizu granice tečenja.
2) Propuštanja u šavovima zakovica ili kotrljajućim spojevima.
3) Agresivna svojstva kotlovske vode.
Nepostojanje jednog od navedenih uvjeta eliminira pojavu krhkih lomova, što se u praksi koristi za suzbijanje interkristalne korozije.
Agresivnost kotlovske vode određena je sastavom soli otopljenih u njoj. Važan je sadržaj kaustične sode, koja u visokim koncentracijama (5-10%) reagira s metalom. Takve se koncentracije postižu u nepropusnosti zakovnih šavova i kotrljajućih spojeva, u kojima dolazi do isparavanja kotlovske vode. Zbog toga prisutnost curenja može dovesti do krhkih lomova pod odgovarajućim uvjetima. Osim toga, važan pokazatelj agresivnosti kotlovske vode je relativna alkalnost - Schot.
d) Parno-vodena korozija
Parno-vodena korozija je uništavanje metala kao rezultat kemijske interakcije s vodenom parom: 3Fe + 4H20 = Fe304 + 4H2
Razaranje metala postaje moguće za ugljične čelike kada se temperatura stijenke cijevi poveća na 400°C.
Produkti korozije su vodik i magnetit. Parno-vodena korozija ima jednoličan i lokalni (lokalni) karakter. U prvom slučaju na površini metala stvara se sloj proizvoda korozije. Lokalna priroda korozije poprima oblik čireva, utora i pukotina.
Glavni uzrok parne korozije je zagrijavanje stijenke cijevi do kritične temperature, pri kojoj se ubrzava oksidacija metala vodom. Stoga se borba protiv parno-vodene korozije provodi uklanjanjem uzroka koji uzrokuju pregrijavanje metala.
Parna korozija ne može se eliminirati nikakvom promjenom ili poboljšanjem kemije vode kotlovske jedinice, budući da uzroci ove korozije leže u procesima izgaranja i hidrodinamičkim procesima unutar kotla, kao i radnim uvjetima.
e) Korozija mulja
Ova vrsta korozije nastaje ispod sloja mulja koji se formira na unutarnjoj površini cijevi kotlovske jedinice kao rezultat napajanja nedovoljno pročišćene vode u kotlu.
Oštećenja metala koja nastaju tijekom korozije mulja su lokalne (ulcerativne) prirode i obično se nalaze na poluperimetru cijevi okrenutom prema peći. Nastali čirevi izgledaju kao školjke promjera do 20 mm ili više, ispunjene željeznim oksidima, stvarajući "izbočinu" ispod čira.
Sustav željezo-vodena para je termodinamički nestabilan. Međudjelovanje ovih tvari može se dogoditi stvaranjem magnetita Fe 3 O 4 ili wustita FeO:
|
| |
;Analiza reakcija (2.1) – (2.3) ukazuje na osebujnu razgradnju vodene pare pri interakciji s metalom uz nastajanje molekularnog vodika, koja nije posljedica stvarne toplinske disocijacije vodene pare. Iz jednadžbi (2.1) – (2.3) proizlazi da pri koroziji čelika u pregrijanoj pari u odsutnosti kisika na površini može nastati samo Fe 3 O 4 ili FeO.
Ako u pregrijanoj pari ima kisika (npr. u uvjetima neutralne vode, s doziranjem kisika u kondenzat), u pregrijanoj zoni može nastati hematit Fe 2 O 3 zbog dodatne oksidacije magnetita.
Vjeruje se da je korozija u pari, koja počinje na temperaturi od 570 °C, kemijska. Trenutno je maksimalna temperatura pregrijavanja za sve kotlove smanjena na 545 °C, a posljedično dolazi do elektrokemijske korozije u pregrijačima. Izlazni dijelovi primarnih pregrijača izrađeni su od nehrđajućeg austenitnog nehrđajućeg čelika, izlazni dijelovi međupregrijača, koji imaju istu konačnu temperaturu pregrijavanja (545 °C), izrađeni su od perlitnih čelika. Stoga je korozija grijača obično jaka.
Kao rezultat djelovanja pare na čelik na njegovu početno čistu površinu postupno formira se takozvani topotaktički sloj koji je čvrsto prianjao uz sam metal i stoga ga štiti od korozije. S vremenom na tom sloju izraste drugi takozvani epitaktički sloj. Oba ova sloja za temperature pare do 545 °C su magnetitni, ali im struktura nije ista - epitaktički sloj je krupnozrnat i ne štiti od korozije.
Brzina razgradnje parom
mgN 2 /(cm 2 h)
Riža. 2.1. Ovisnost brzine razgradnje pregrijane pare
na temperaturu zida
Metodama utjecati na koroziju pregrijanih površina vodni režim ne uspijeva. Stoga je glavna zadaća vodno-kemijskog režima samih pregrijača sustavno praćenje stanja metala pregrijača kako bi se spriječilo razaranje topotaktičkog sloja. To se može dogoditi zbog ulaska u pregrijače i taloženja pojedinačnih nečistoća, posebno soli, što je moguće, na primjer, kao posljedica naglog povećanja razine u bubnju visokotlačnih kotlova. Povezane naslage soli u pregrijaču mogu dovesti i do povećanja temperature stijenke i do uništenja zaštitnog oksidnog topotaktičkog filma, kao što se može suditi po naglom povećanju brzine razgradnje pare (Sl. 2.1).
3.3. Korozija puta napojne vode i vodova kondenzata
Značajan dio oštećenja od korozije Oprema termoelektrana pada na trakt napojne vode, gdje je metal u najtežim uvjetima, a razlog tome je korozivna agresivnost kemijski tretirane vode, kondenzata, destilata i njihovih smjesa u kontaktu s njima. U elektranama s parnim turbinama glavni izvor onečišćenja napojne vode spojevima bakra je korozija amonijakom turbinskih kondenzatora i niskotlačnih regenerativnih grijača, sustav cijevi koji je izrađen od mjedi.
Put napojne vode elektrane s parnom turbinom može se podijeliti u dva glavna dijela: prije toplinskog odzračivača i iza njega, te uvjete protoka u Brzine korozije su im znatno različite. Elementi prvog dijela putanje napojne vode, smješteni prije odzračivača, uključuju cjevovode, spremnike, pumpe za kondenzat, vodove za kondenzat i drugu opremu. Karakteristična značajka korozije ovog dijela hranidbenog trakta je nedostatak mogućnosti iscrpljivanja agresivnih agenasa, tj. karbonska kiselina i kisik sadržan u vodi. Zbog kontinuiranog dotoka i kretanja novih količina vode duž trakta, njihov se gubitak stalno nadopunjuje. Kontinuiranim uklanjanjem dijela produkata reakcije željeza s vodom i dotokom svježih dijelova agresivnih tvari stvaraju se povoljni uvjeti za intenzivne korozijske procese.
Izvor kisika u kondenzatu turbine je usis zraka u repnom dijelu turbine i u brtvama kondenzatnih pumpi. Voda za grijanje koja sadrži O2 i CO 2 u površinskim grijačima koji se nalaze u prvom dijelu opskrbnog trakta, do 60–80 °C i više dovodi do ozbiljnog oštećenja mjedenih cijevi od korozije. Potonji postaju krhki, a često mjed, nakon nekoliko mjeseci rada, dobiva spužvastu strukturu kao rezultat izražene selektivne korozije.
Elementi drugog dijela puta napojne vode - od deaeratora do generatora pare - uključuju napojne pumpe i vodove, regenerativne grijače i ekonomajzere. Temperatura vode u ovom dijelu, kao rezultat sekvencijalnog zagrijavanja vode u regenerativnim grijačima i ekonomizatorima vode, približava se temperaturi vode u kotlu. Uzrok korozije opreme vezane uz ovaj dio trakta uglavnom je djelovanje na metal slobodnog ugljičnog dioksida otopljenog u napojnoj vodi, čiji je izvor dodatno kemijski tretirana voda. Kod povećane koncentracije vodikovih iona (pH< 7,0), обусловленной наличием растворенной углекислоты и значительным подогревом воды, процесс коррозии на этом участке питательного тракта развивается преимущественно с выделением водорода. Коррозия имеет сравнительно равномерный характер.
U prisutnosti opreme od mesinga (niskotlačni grijači, kondenzatori), obogaćivanje vode bakrenim spojevima kroz parno-kondenzatnu stazu događa se u prisutnosti kisika i slobodnog amonijaka. Do povećanja topljivosti hidratiziranog bakrenog oksida dolazi zbog stvaranja kompleksa bakar-amonijak, na primjer Cu(NH3)4(OH)2. Ovi produkti korozije mjedenih cijevi niskotlačnih grijača počinju se razgrađivati u dijelovima trakta visokotlačnih regenerativnih grijača (HPR) uz stvaranje manje topljivih bakrenih oksida, djelomično taloženih na površini HPR cijevi. d. Bakrene naslage na p.v. cijevima. itd. doprinose njihovoj koroziji tijekom rada i dugotrajnog parkiranja opreme bez konzerviranja.
Ako toplinska deaeracija napojne vode nije dovoljno duboka, rupičasta korozija se uočava uglavnom u ulaznim dijelovima ekonomajzera, gdje se oslobađa kisik zbog zamjetnog povećanja temperature napojne vode, kao iu stajaćim dijelovima napojne vode. hranidbeni trakt.
Toplinska oprema potrošača pare i cjevovodi kojima se proizvodni kondenzat vraća u termoelektranu podložni su koroziji pod utjecajem kisika i ugljične kiseline koje sadrži. Pojava kisika objašnjava se kontaktom kondenzata sa zrakom u otvorenim spremnicima (s otvorenim krugom skupljanja kondenzata) i curenjem kroz curenje u opremi.
Glavne mjere za sprječavanje korozije opreme koja se nalazi u prvom dijelu trakta napojne vode (od postrojenja za obradu vode do toplinskog odzračivača) su:
1) korištenje zaštitnih antikorozivnih premaza na površinama opreme za pročišćavanje vode i spremnika, koje se peru otopinama kiselih reagensa ili korozivnih voda pomoću gume, epoksidnih smola, lakova na bazi perklorovinila, tekućeg narita i silikona;
2) korištenje cijevi i spojnih dijelova otpornih na kiseline izrađenih od polimernih materijala (polietilen, poliizobutilen, polipropilen itd.) ili čeličnih cijevi i spojnih dijelova koji su iznutra obloženi zaštitnim premazima nanesenim plamenim raspršivanjem;
3) korištenje cijevi izmjenjivača topline od metala otpornih na koroziju (crveni bakar, nehrđajući čelik);
4) uklanjanje slobodnog ugljičnog dioksida iz dodatno kemijski tretirane vode;
5) stalno odstranjivanje nekondenzirajućih plinova (kisika i ugljične kiseline) iz parnih komora niskotlačnih regenerativnih grijača, hladnjaka i grijača mrežne vode i brzo odstranjivanje u njima nastalog kondenzata;
6) pažljivo brtvljenje brtvi kondenzacijskih pumpi, armature i prirubničkih spojeva dovodnih cjevovoda pod vakuumom;
7) osiguranje dovoljne nepropusnosti kondenzatora turbine na strani rashladne vode i zraka i praćenje usisavanja zraka pomoću bilježećih kisikomjera;
8) opremanje kondenzatora posebnim uređajima za otplinjavanje za uklanjanje kisika iz kondenzata.
Za uspješnu borbu protiv korozije opreme i cjevovoda koji se nalaze u drugom dijelu puta napojne vode (od toplinskih deaeratora do generatora pare) primjenjuju se sljedeće mjere:
1) opremanje termoelektrana toplinskim odzračivačima koji proizvode odzračenu vodu s ostatkom kisika i ugljičnog dioksida u svim radnim uvjetima koji ne prelaze dopuštene standarde;
2) maksimalno uklanjanje plinova koji se ne mogu kondenzirati iz parnih komora visokotlačnih regenerativnih grijača;
3) korištenje metala otpornih na koroziju za izradu elemenata napojnih pumpi u kontaktu s vodom;
4) antikorozivna zaštita napojnih i drenažnih spremnika nanošenjem nemetalnih premaza koji su otporni na temperature do 80–100 °C, npr. asbovinil (mješavina etinolnog laka s azbestom) ili materijali za boje i lakove na bazi epoksidnih smola;
5) izbor konstrukcijskih metala otpornih na koroziju pogodnih za izradu cijevi za visokotlačne regenerativne grijače;
6) stalna obrada napojne vode alkalnim reagensima radi održavanja zadane optimalna vrijednost pH napojne vode, pri kojem je korozija ugljičnim dioksidom potisnuta i osigurana dovoljna čvrstoća zaštitnog filma;
7) stalna obrada napojne vode hidrazinom kako bi se vezao zaostali kisik nakon toplinskih deaeratora i stvorio inhibitorni učinak za inhibiciju prijelaza spojeva željeza s površine opreme u napojnu vodu;
8) brtvljenje spremnika napojne vode organiziranjem takozvanog zatvorenog sustava za sprječavanje ulaska kisika u ekonomajzere generatora pare s napojnom vodom;
9) provedba pouzdanog očuvanja opreme puta napojne vode tijekom njenog zastoja u rezervi.
Učinkovita metoda smanjenja koncentracije produkata korozije u kondenzatu koji potrošači pare vraćaju u termoelektrane je uvođenje amina koji stvaraju film - oktadecilamina ili njegovih supstituta - u odabranu turbinsku paru koja se šalje potrošačima. Pri koncentraciji ovih tvari u pari od 2–3 mg/dm 3 , moguće je smanjiti sadržaj željeznih oksida u proizvodnom kondenzatu za 10-15 puta. Doziranje vodene emulzije poliamina pomoću pumpe za doziranje ne ovisi o koncentraciji ugljične kiseline u kondenzatu, budući da njihov učinak nije povezan s neutralizirajućim svojstvima, već se temelji na sposobnosti ovih amina da tvore netopljive i nevodene -močivi filmovi na površini čelika, mesinga i drugih metala.
Uvjeti u kojima se nalaze elementi parnih kotlova tijekom rada vrlo su raznoliki.
Kao što su pokazala brojna ispitivanja korozije i industrijska promatranja, niskolegirani pa čak i austenitni čelici mogu biti podložni intenzivnoj koroziji tijekom rada kotla.
Korozija metalnih grijaćih površina parnih kotlova uzrokuje prerano trošenje i ponekad dovodi do ozbiljnih problema i nezgoda.
Većina hitnih isključenja kotlova događa se zbog korozivnog oštećenja sita, ekonomajzera zrna, cijevi za pregrijavanje pare i bubnjeva kotla. Pojava čak i jedne korozijske fistule u protočnom kotlu dovodi do gašenja cijele jedinice, što je povezano s nedostatkom proizvodnje električne energije. Korozija visokotlačnih i ultravisokotlačnih bubanj kotlova postala je glavni uzrok kvarova u termoelektranama. 90% kvarova u radu zbog oštećenja od korozije dogodilo se na bubanjskim kotlovima s tlakom od 15,5 MPa. Značajna količina oštećenja od korozije na zaslonskim cijevima solnih odjeljaka dogodila se u područjima najvećih toplinskih opterećenja.
Inspekcije 238 kotlova (jedinica s kapacitetom od 50 do 600 MW) koje su proveli američki stručnjaci otkrile su 1.719 neplaniranih zastoja. Otprilike 2/3 zastoja kotla uzrokovano je korozijom, od čega 20% zbog korozije parogeneratora. U SAD-u je unutarnja korozija prepoznata kao ozbiljan problem 1955. godine nakon puštanja u rad velikog broja bubanj kotlova s tlakom od 12,5-17 MPa.
Do kraja 1970. oko 20% od 610 takvih kotlova bilo je oštećeno korozijom. Rešetaste cijevi bile su uglavnom osjetljive na unutarnju koroziju, dok su pregrijači i ekonomajzeri manje pogođeni njome. S poboljšanjem kvalitete napojne vode i prelaskom na koordinirani režim fosfatiranja, s povećanjem parametara na bubanjskim kotlovima američkih elektrana, umjesto viskoznih, plastičnih korozijskih oštećenja, došlo je do iznenadnih krtih lomova sitastih cijevi. „Od J970 t. za kotlove s tlakovima od 12,5, 14,8 i 17 MPa, uništenje cijevi zbog oštećenja korozijom iznosilo je 30, 33 odnosno 65%.
Prema uvjetima odvijanja procesa korozije razlikujemo atmosfersku koroziju, koja nastaje pod utjecajem atmosferskih i mokrih plinova; plin, uzrokovan međudjelovanjem metala s raznim plinovima - kisikom, klorom itd. - pri visokim temperaturama, te korozija u elektrolitima, koja se u većini slučajeva javlja u vodenim otopinama.
Zbog prirode korozijskih procesa metal kotla može biti podložan kemijskoj i elektrokemijskoj koroziji, kao i njihovom kombiniranom djelovanju.
Pri radu ogrjevnih površina parnih kotlova javlja se visokotemperaturna plinska korozija u oksidacijskoj i redukcijskoj atmosferi dimnih plinova i niskotemperaturna elektrokemijska korozija zadnjih ogrjevnih površina.
Istraživanjem je utvrđeno da se visokotemperaturna korozija ogrjevnih površina najintenzivnije javlja samo u prisutnosti viška slobodnog kisika u dimnim plinovima i u prisutnosti rastaljenih vanadijevih oksida.
Visokotemperaturna plinska ili sulfidna korozija u oksidirajućoj atmosferi dimnih plinova zahvaća cijevi zaslonskih i konvektivnih pregrijača, prve redove kotlovskih snopova, metalne razmaknice između cijevi, letve i ovjese.
Visokotemperaturna plinska korozija u redukcijskoj atmosferi uočena je na zaslonskim cijevima komora za izgaranje niza visokotlačnih i nadkritičnih kotlova.
Korozija cijevi grijaće površine na strani plina složen je fizikalno-kemijski proces interakcije dimnih plinova i vanjskih naslaga s oksidnim filmovima i metalom cijevi. Na razvoj ovog procesa utječu intenzivne vremenske promjene toplinski tokovi i visoka mehanička naprezanja koja proizlaze iz unutarnji pritisak i samonadoknada.
Na srednje i niskotlačnim kotlovima temperatura zida zaslona, određena točkom ključanja vode, je niža, pa se stoga ne opaža ova vrsta razaranja metala.
Korozija ogrjevnih površina od dimnih plinova (vanjska korozija) je proces razaranja metala kao rezultat interakcije s produktima izgaranja, agresivnim plinovima, otopinama i talinama mineralnih spojeva.
Korozija metala podrazumijeva postupno uništavanje metala koje nastaje kao posljedica kemijskog ili elektrokemijskog izlaganja vanjskom okruženju.
\ Procesi razaranja metala, koji su posljedica njihove izravne kemijske interakcije s okolinom, klasificiraju se kao kemijska korozija.
Kemijska korozija nastaje kada metal dođe u dodir s pregrijanom parom i suhim plinovima. Kemijska korozija u suhim plinovima naziva se plinska korozija.
Plinska korozija u ložištu kotla i dimovodnim kanalima vanjska površina cijevi i stalci pregrijača pare nastaju pod utjecajem kisika, ugljičnog dioksida, vodene pare, sumpornog dioksida i drugih plinova; unutarnja površina cijevi - kao rezultat interakcije s parom ili vodom.
Elektrokemijska korozija, za razliku od kemijske korozije, karakterizirana je činjenicom da su reakcije koje se tijekom nje odvijaju popraćene pojavom električne struje.
Nositelji elektriciteta u otopinama su ioni prisutni u njima zbog disocijacije molekula, au metalima - slobodni elektroni:
Unutarnja površina kotla uglavnom je podložna elektrokemijskoj koroziji. Prema modernim idejama, njegova manifestacija je zbog dva nezavisni procesi: anodni, kod kojih metalni ioni prelaze u otopinu u obliku hidratiziranih iona, i katodni, kod kojih se depolarizatorima asimilira višak elektrona. Depolarizatori mogu biti atomi, ioni, molekule, koji se reduciraju.
Po vanjski znakovi Postoje kontinuirani (opći) i lokalni (lokalni) oblici oštećenja korozijom.
Kod opće korozije korodira cijela ogrjevna površina u dodiru s agresivnom okolinom, koja se ravnomjerno stanji s unutarnje ili vanjske strane. S lokalnom korozijom, uništavanje se događa u pojedinim područjima površine, ostatak metalne površine nije zahvaćen oštećenjima.
Lokalna korozija uključuje točkastu koroziju, ulceroznu koroziju, rupičastu koroziju, interkristalnu koroziju, naprezno-korozijsko pucanje i zamor metala korozijom.
Tipičan primjer razaranja od elektrokemijske korozije.
Uništavanje vanjske površine cijevi NRCh 042X5 mm od čelika 12Kh1MF kotlova TPP-110 dogodilo se u vodoravnom dijelu u donjem dijelu petlje za podizanje i spuštanje u području uz donji zaslon. Na stražnjoj strani cijevi pojavio se otvor s blagim stanjenjem rubova na mjestu razaranja. Uzrok razaranja je stanjenje stijenke cijevi za cca 2 mm uslijed korozije uslijed odšljakivanja mlazom vode. Nakon zaustavljanja kotla s proizvodnjom pare od 950 t/h, zagrijavanim prašinom peleta antracit (tekuće uklanjanje troske), tlakom od 25,5 MPa i temperaturom pregrijane pare od 540 °C, na cijevima je ostala mokra troska i pepeo, u koja je elektrokemijska korozija intenzivno tekla. Vanjska strana cijevi bila je obložena debelim slojem smeđeg željeznog hidroksida.Unutarnji promjer cijevi bio je u granicama tolerancije za cijevi visokotlačnih i ultravisokotlačnih kotlova. Dimenzije vanjskog promjera imaju odstupanja iznad minus tolerancije: minimalni vanjski promjer. iznosio 39 mm uz minimalno dopuštenih 41,7 mm. Debljina stijenke u blizini točke kvara od korozije bila je samo 3,1 mm s nominalnom debljinom cijevi od 5 mm.
Mikrostruktura metala je ujednačena po dužini i obodu. Na unutarnjoj površini cijevi nalazi se dekarbonizirani sloj nastao oksidacijom cijevi tijekom toplinske obrade. Na vani ne postoji takav sloj.
Ispitivanje NRF cijevi nakon prvog puknuća omogućilo je otkrivanje uzroka uništenja. Odlučeno je zamijeniti NRF i promijeniti tehnologiju uklanjanja troske. U ovom slučaju došlo je do elektrokemijske korozije zbog prisutnosti tankog filma elektrolita.
Jamičasta korozija se intenzivno javlja na pojedinim male površine površine, ali često do znatne dubine. Kada je promjer ulkusa oko 0,2-1 mm, naziva se pinpoint.
Na mjestima gdje nastaju čirevi, s vremenom se mogu stvoriti fistule. Jame su često ispunjene produktima korozije, zbog čega se ne mogu uvijek otkriti. Primjer je uništenje čeličnih ekonomizacijskih cijevi zbog lošeg odzračivanja napojne vode i niske brzine kretanje vode u cijevima.
Unatoč činjenici da je zahvaćen značajan dio metala cijevi, zbog prolaznih fistula potrebno je potpuno zamijeniti zavojnice ekonomizatora.
Metal parnih kotlova podložan je sljedećim opasnim vrstama korozije: kisikova korozija tijekom rada kotlova i tijekom popravka; interkristalna korozija na mjestima isparavanja kotlovske vode; parno-vodena korozija; korozijsko pucanje elemenata kotla od austenitnih čelika; sub-sludge – zavijajuća korozija. Kratak opis ovih vrsta korozije metala kotla dan je u tablici. YUL.
Tijekom rada kotlova razlikujemo koroziju metala - koroziju pod opterećenjem i stajaću koroziju.
Korozija pod opterećenjem je najosjetljivija na zagrijavanje. izrađenih kotlovskih elemenata u kontaktu s dvofaznim medijem, odnosno sita i kotlovskih cijevi. Unutarnja površina ekonomizatora i pregrijača manje je pod utjecajem korozije tijekom rada kotla. Do korozije pod opterećenjem dolazi i u okruženju bez kisika.
Parkirna korozija javlja se u neodvodnjenim područjima. elementi vertikalnih spirala pregrijača, ugibne cijevi horizontalnih spirala pregrijača