Metode za sprječavanje korozivnog trošenja toplovodnog kotla. Korozija toplovodnih kotlova i opreme za izmjenu topline

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.

Visokotemperaturnoj koroziji podložni su zasloni izgaranja dobošnih i protočnih kotlova pri izgaranju na kruto gorivo, pregrijači pare i njihova pričvršćenja, kao i zasloni donjeg radijacijskog dijela kotlova s ​​nadkritičnim tlakom pri izgaranju sumpornog loživog ulja.

korozija unutarnja površina cijevi je posljedica interakcije s metalom cijevi plinova kisika i ugljičnog dioksida) ili soli (kloridi i sulfati) sadržanih u kotlovskoj vodi. 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 Oštećene cijevi se ne moraju 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.

Brojne kotlovnice koriste riječnu vodu i vodu iz slavine niske pH vrijednosti i male tvrdoće za napajanje toplinskih mreža. Dodatna obrada riječna voda u vodovodu obično dovodi do smanjenja pH, smanjenja lužnatosti i povećanja sadržaja agresivnog ugljičnog dioksida. Pojava agresivnog ugljičnog dioksida također je moguća u shemama povezivanja koje se koriste za velike sustave opskrbe toplinom s izravnom opskrbom toplom vodom (2000-3000 t/h). Omekšavanje vode prema shemi Na-kationizacije povećava njenu agresivnost zbog uklanjanja prirodnih inhibitora korozije - soli tvrdoće.

Uz loše uspostavljenu deaeraciju vode i moguće povećanje koncentracije kisika i ugljičnog dioksida, zbog nepostojanja dodatnih zaštitnih mjera u sustavima opskrbe toplinom, termoenergetska oprema termoelektrana podložna je unutarnjoj koroziji.

Prilikom ispitivanja nadoknadnog trakta jedne od termoelektrana u Lenjingradu, dobiveni su sljedeći podaci o brzini korozije, g/(m2 4):

Mjesto ugradnje indikatora korozije

U cjevovodu nadopunske vode iza grijača toplovodne mreže ispred odzračivača, cijevi debljine 7 mm su se tijekom godine rada istanjile, mjestimice i do 1 mm, a na pojedinim mjestima su se formirale fistule.

Uzroci rupičaste korozije cijevi toplovodnih kotlova su sljedeći:

nedovoljno uklanjanje kisika iz vode za dopunu;

niska pH vrijednost zbog prisutnosti agresivnog ugljičnog dioksida

(do 10h15 mg/l);

nakupljanje produkata kisikove korozije željeza (Fe2O3;) na površinama za prijenos topline.

Rad opreme na mrežnu vodu s koncentracijom željeza iznad 600 µg/l obično dovodi do intenzivnog (preko 1000 g/m2) onečišćenja njihovih ogrjevnih površina naslagama željeznog oksida tijekom nekoliko tisuća sati rada vrelovodnih kotlova. U ovom slučaju, u cijevima konvektivnog dijela bilježe se česta curenja. Sadržaj željeznih oksida u sedimentima obično doseže 80-90%.

Razdoblja pokretanja posebno su važna za rad toplovodnih kotlova. U početnom razdoblju rada jedne termoelektrane nije bilo osigurano uklanjanje kisika prema standardima utvrđenim PTE-om. Sadržaj kisika u vodi za dopunu premašio je te standarde 10 puta.

Koncentracija željeza u nadopunskoj vodi dosegla je 1000 µg/l, au povratnoj vodi toplinske mreže 3500 µg/l. Nakon prve godine rada napravljeni su rezovi iz mrežnih vodovoda, pri čemu se pokazalo da je njihova površinska onečišćenost produktima korozije veća od 2000 g/m2.

Treba napomenuti da je u ovoj termoelektrani prije puštanja kotla u rad izvršeno kemijsko čišćenje unutarnjih površina ekranskih cijevi i cijevi konvektivnog snopa. Do trenutka kada su uzorci sitastih cijevi izrezani, kotao je radio 5300 sati.Uzorak sitastih cijevi imao je neravni sloj naslaga crno-smeđeg željeznog oksida, čvrsto vezanog za metal; visina tuberkula 10x12 mm; specifično onečišćenje 2303 g/m2.

Sastav sedimenta, %

Metalna površina ispod sloja naslaga bila je zahvaćena čirevima dubine do 1 mm. Konvektivne cijevi sa snopom iznutra bili su prekriveni naslagama tipa željeznog oksida crno-smeđe boje s visinom tuberkula do 3-4 mm. Površina metala ispod naslaga prekrivena je čirevima razne veličine dubine 0,3x1,2 i promjera 0,35x0,5 mm. Neke cijevi su imale prolazne rupe (fistule).

Kada se toplovodni kotlovi ugrađuju u stare sustave daljinskog grijanja u kojima su se nakupile značajne količine željeznih oksida, uočavaju se slučajevi naslaga ovih oksida u grijanim kotlovskim cijevima. Prije uključivanja kotlova potrebno je temeljito isprati cijeli sustav.

Brojni istraživači prepoznaju važnu ulogu u nastanku podmuljne korozije procesa hrđanja cijevi vrelovodnih kotlova tijekom njihovog zastoja, kada nisu poduzete odgovarajuće mjere za sprječavanje mirne korozije. Žarišta korozije koja nastaju pod utjecajem atmosferskog zraka na mokrim površinama kotlovi nastavljaju raditi dok kotlovi rade.

Vlasnici patenta RU 2503747:

TEHNIČKO PODRUČJE

Izum se odnosi na toplinsku energiju i može se koristiti za zaštitu cijevi za grijanje parnih i toplovodnih kotlova, izmjenjivača topline, kotlovskih jedinica, isparivača, toplinskih vodova, sustava grijanja stambenih zgrada i industrijskih objekata od kamenca tijekom tekućeg rada.

POZADINA UMJETNOSTI

Rad parnih kotlova povezan je s istodobnim izlaganjem visokim temperaturama, tlaku, mehaničkim naprezanjima i agresivnom okruženju, što je kotlovska voda. Kotlovska voda i metal ogrjevnih površina kotla su odvojene faze složeni sustav, koji nastaje njihovim kontaktom. Rezultat međudjelovanja ovih faza su površinski procesi koji se odvijaju na njihovoj granici. Uslijed toga dolazi do korozije i stvaranja kamenca u metalu ogrjevnih površina, što dovodi do promjene strukture i mehaničkih svojstava metala, te pridonosi razvoju raznih oštećenja. Budući da je toplinska vodljivost kamenca pedeset puta manja nego kod željeznih cijevi za grijanje, dolazi do gubitaka toplinske energije tijekom prijenosa topline - s debljinom kamenca od 1 mm od 7 do 12%, a s 3 mm - 25%. Ozbiljno stvaranje kamenca u sustavu kontinuiranog parnog kotla često uzrokuje gašenje proizvodnje na nekoliko dana svake godine kako bi se uklonio kamenac.

Kvaliteta napojne vode, a time i kotlovske vode određena je prisutnošću nečistoća koje mogu uzrokovati različite vrste korozija metala unutarnjih grijaćih površina, stvaranje primarnog kamenca na njima, kao i mulj kao izvor nastanka sekundarnog kamenca. Osim toga, kvaliteta kotlovske vode ovisi io svojstvima tvari koje nastaju kao posljedica površinskih pojava tijekom transporta vode i kondenzata kroz cjevovode tijekom procesa obrade vode. Uklanjanje nečistoća iz napojne vode jedan je od načina sprječavanja stvaranja kamenca i korozije, a provodi se metodama prethodne (predkotlovske) obrade vode, čiji je cilj maksimalno uklanjanje nečistoća koje se nalaze u izvornoj vodi. Međutim, korištene metode ne dopuštaju potpuno uklanjanje sadržaja nečistoća u vodi, što je povezano ne samo s tehničkim poteškoćama, već i s ekonomskom izvedivošću korištenja metoda obrade vode pred kotlom. Osim toga, budući da je obrada vode složena tehnički sustav, suvišan je za kotlove niske i srednje produktivnosti.

Poznate metode za uklanjanje već formiranih naslaga koriste se uglavnom mehaničkim i kemijske metodečišćenje. Nedostatak ovih metoda je što se ne mogu proizvesti tijekom rada kotlova. Osim toga, metode kemijskog čišćenja često zahtijevaju korištenje skupih kemikalija.

Također su poznate metode za sprječavanje stvaranja kamenca i korozije, koje se provode tijekom rada kotlova.

US patent broj 1,877,389 predlaže metodu za uklanjanje kamenca i sprječavanje njegovog stvaranja u toplovodnim i parnim kotlovima. Kod ove metode površina kotla je katoda, a anoda se nalazi unutar cjevovoda. Metoda se sastoji od prosljeđivanja konstante ili naizmjenična struja kroz sustav. Autori napominju da je mehanizam djelovanja metode taj da pod utjecajem električna struja Na površini kotla stvaraju se mjehurići plina koji dovode do odvajanja postojećeg kamenca i sprječavaju stvaranje novog. Nedostatak ove metode je potreba stalnog održavanja protoka električne struje u sustavu.

US patent broj 5,667,677 predlaže metodu za obradu tekućine, posebno vode, u cjevovodu da se uspori stvaranje kamenca. Ova metoda se temelji na stvaranju elektromagnetskog polja u cijevima, koje odbija ione kalcija i magnezija otopljene u vodi od stijenki cijevi i opreme, sprječavajući njihovu kristalizaciju u obliku kamenca, što omogućuje rad bojlera, kotlova, izmjenjivači topline i sustavi hlađenja na tvrdu vodu. Nedostatak ove metode je visoka cijena i složenost korištene opreme.

Prijava WO 2004016833 predlaže metodu za smanjenje stvaranja kamenca na metalnoj površini izloženoj prezasićenoj alkalnoj vodenoj otopini koja je sposobna formirati kamenac nakon perioda izlaganja, što uključuje primjenu katodnog potencijala na spomenutu površinu.

Ova metoda se može koristiti u različitim tehnološkim procesima u kojima je metal u kontaktu sa Vodena otopina, posebno u izmjenjivačima topline. Nedostatak ove metode je što ne štiti metalnu površinu od korozije nakon uklanjanja katodnog potencijala.

Stoga trenutno postoji potreba za razvojem poboljšane metode za sprječavanje stvaranja kamenca kod grijaćih cijevi, toplovodnih kotlova i parnih kotlova, koja bi bila ekonomična i visoko učinkovita te pružala antikorozivnu zaštitu površine dugo vremena nakon izlaganje.

U ovom izumu, ovaj problem je riješen metodom prema kojoj se na metalnoj površini stvara električni potencijal sa strujom, dovoljan da neutralizira elektrostatsku komponentu adhezijske sile koloidnih čestica i iona na metalnu površinu.

KRATAK OPIS IZUMA

Predmet ovog izuma je osigurati poboljšanu metodu za sprječavanje stvaranja kamenca u grijaćim cijevima toplovodnih i parnih kotlova.

Drugi cilj ovog izuma je osigurati mogućnost eliminacije ili značajnog smanjenja potrebe za uklanjanjem kamenca tijekom rada toplovodnih i parnih kotlova.

Drugi cilj ovog izuma je eliminirati potrebu za korištenjem potrošnih reagensa za sprječavanje stvaranja kamenca i korozije cijevi za grijanje vode i parnih kotlova.

Drugi cilj ovog izuma je omogućiti početak rada na sprječavanju stvaranja kamenca i korozije grijaćih cijevi toplovodnih i parnih kotlova na kontaminiranim kotlovskim cijevima.

Predmetni izum odnosi se na metodu za sprječavanje stvaranja kamenca i korozije na metalnoj površini izrađenoj od legure koja sadrži željezo iu kontaktu s okolinom vodene pare iz koje se kamenac može formirati. Ova se metoda sastoji u primjeni na određenu metalnu površinu električnog potencijala koji nosi struju koji je dovoljan da neutralizira elektrostatsku komponentu sile prianjanja koloidnih čestica i iona na metalnu površinu.

Prema nekim privatnim izvedbama tražene metode, potencijal nosivosti struje postavljen je u rasponu od 61-150 V. Prema nekim privatnim izvedbama tražene metode, gornja legura koja sadrži željezo je čelik. U nekim izvedbama, metalna površina je unutarnja površina grijaćih cijevi toplovodnog ili parnog kotla.

Metoda koja je ovdje otkrivena ima sljedeće prednosti. Jedna prednost metode je smanjeno stvaranje kamenca. Još jedna prednost ovog izuma je mogućnost korištenja radnog elektrofizičkog aparata koji je jednom kupljen bez potrebe za korištenjem potrošnih sintetičkih reagensa. Još jedna prednost je mogućnost početka radova na prljavim kotlovskim cijevima.

Tehnički rezultat ovog izuma je, dakle, povećanje radne učinkovitosti toplovodnih i parnih kotlova, povećanje produktivnosti, povećanje učinkovitosti prijenosa topline, smanjenje potrošnje goriva za grijanje kotla, ušteda energije itd.

Ostali tehnički rezultati i prednosti predmetnog izuma uključuju pružanje mogućnosti sloj-po-sloja razaranja i uklanjanja već formiranog kamenca, kao i sprječavanje njegovog novog stvaranja.

KRATAK OPIS CRTEŽA

Slika 1 prikazuje raspodjelu naslaga na unutarnjim površinama kotla kao rezultat primjene metode prema ovom izumu.

DETALJAN OPIS IZUMA

Metoda ovog izuma uključuje primjenu električnog potencijala koji nosi struju dovoljnog da neutralizira elektrostatsku komponentu adhezijske sile koloidnih čestica i iona koji stvaraju kamenac na površinu metala na metalnu površinu koja je podložna stvaranju kamenca.

Izraz "vodljivi električni potencijal" kako se koristi u ovoj prijavi znači izmjenični potencijal koji neutralizira dvostruki električni sloj na granici metala i medija pare i vode koji sadrži soli koje dovode do stvaranja kamenca.

Kao što je poznato stručnjaku, nosači električno punjenje U metalu, sporiji u usporedbi s glavnim nositeljima naboja - elektronima - su dislokacije njegove kristalne strukture, koje nose električni naboj i tvore dislokacijske struje. Dolazeći na površinu grijaćih cijevi kotla, ove struje postaju dio dvostrukog električnog sloja tijekom stvaranja kamenca. Električni pulsirajući (tj. izmjenični) potencijal koji nosi struju pokreće uklanjanje električnog naboja dislokacija s metalne površine na masu. U tom pogledu on je vodič dislokacijskih struja. Djelovanjem ovog strujnog električnog potencijala dolazi do razaranja dvostrukog električnog sloja, a kamenac se postupno raspada i prelazi u kotlovsku vodu u obliku mulja, koji se povremenim pročišćavanjem uklanja iz kotla.

Stoga je pojam "potencijal nosivosti struje" razumljiv stručnjaku i, osim toga, poznat je iz stanja tehnike (vidi, na primjer, patent RU 2128804 C1).

Kao uređaj za stvaranje električnog potencijala koji nosi struju može se koristiti, na primjer, uređaj opisan u RU 2100492 C1, koji uključuje pretvarač s frekvencijskim pretvaračem i pulsirajućim regulatorom potencijala, kao i regulator oblika impulsa. Detaljan opis ovog uređaja dat je u RU 2100492 C1. Također se može koristiti bilo koji drugi sličan uređaj, što će procijeniti stručnjak u ovom području tehnike.

Vodljivi električni potencijal prema ovom izumu može se primijeniti na bilo koji dio metalne površine udaljen od baze kotla. Mjesto primjene određeno je pogodnošću i/ili učinkovitošću korištenja navedene metode. Stručnjak će, koristeći ovdje otkrivene informacije i koristeći standardne tehnike testiranja, moći odrediti optimalnu lokaciju za primjenu električnog potencijala pada struje.

U nekim izvedbama ovog izuma, električni potencijal pada struje je promjenjiv.

Električni potencijal pada struje prema ovom izumu može se primijeniti u različitim vremenskim razdobljima. Vrijeme primjene potencijala određeno je prirodom i stupnjem onečišćenja metalne površine, sastavom korištene vode, temperaturnim režimom i radnim karakteristikama uređaja za grijanje i drugim čimbenicima poznatim stručnjacima u ovom području tehnologije. . Stručnjak u ovom području tehnike, korištenjem ovdje otkrivenih informacija i korištenjem standardnih testnih postupaka, moći će odrediti optimalno vrijeme za primjenu električnog potencijala pada struje na temelju ciljeva, uvjeta i stanja termalnog uređaja.

Veličinu potencijala nosivosti struje potrebnog za neutralizaciju elektrostatske komponente adhezijske sile može odrediti stručnjak u području koloidne kemije na temelju informacija poznatih iz stanja tehnike, na primjer iz knjige B.V. Deryagin, N.V. Churaev, V.M. Muller. "Surface Forces", Moskva, "Nauka", 1985. Prema nekim izvedbama, veličina električnog potencijala koji nosi struju je u rasponu od 10 V do 200 V, poželjnije od 60 V do 150 V, još poželjnije od 61 V do 150 V. Vrijednosti strujnog električnog potencijala u rasponu od 61 V do 150 V dovode do pražnjenja dvostrukog električnog sloja, koji je osnova elektrostatske komponente adhezijskih sila u mjerilu i, kao posljedica, uništavanje kamenca. Vrijednosti strujnog potencijala ispod 61 V su nedovoljne za uništavanje kamenca, a pri vrijednostima strujnog potencijala iznad 150 V vjerojatno će započeti neželjena električna erozija razaranja metala grijaćih cijevi.

Metalna površina na koju se može primijeniti metoda prema ovom izumu može biti dio sljedećih toplinskih uređaja: cijevi za grijanje parnih i toplovodnih kotlova, izmjenjivači topline, kotlovske jedinice, isparivači, toplinske mreže, sustavi grijanja stambenih zgrada i industrijskih objekata tijekom tekućeg rada. Ovaj popis je ilustrativan i ne ograničava popis uređaja na koje se može primijeniti metoda prema ovom izumu.

U nekim izvedbama, legura koja sadrži željezo od koje je izrađena metalna površina na koju se može primijeniti metoda ovog izuma može biti čelik ili drugi materijal koji sadrži željezo kao što je lijevano željezo, kovar, fehral, ​​transformatorski čelik, alsifer, magneto, alnico, krom čelik, invar, itd. Ovaj popis je ilustrativan i ne ograničava popis legura koje sadrže željezo na koje se može primijeniti postupak prema ovom izumu. Stručnjak će, na temelju znanja poznatog u struci, moći identificirati takve legure koje sadrže željezo koje se mogu koristiti prema ovom izumu.

Vodeni okoliš iz kojeg se kamenac može formirati, prema nekim izvedbama ovog izuma, je voda iz pipe. Vodeni medij također može biti voda koja sadrži otopljene metalne spojeve. Otopljeni spojevi metala mogu biti spojevi željeza i/ili zemnoalkalijskih metala. Vodeni medij također može biti vodena suspenzija koloidnih čestica željeza i/ili spojeva zemnoalkalijskih metala.

Metoda prema ovom izumu uklanja prethodno nastale naslage i služi kao sredstvo za čišćenje unutarnjih površina bez reagensa tijekom rada uređaja za grijanje, čime se osigurava njegov rad bez kamenca. U tom slučaju veličina zone unutar koje se postiže sprječavanje kamenca i korozije znatno premašuje veličinu zone učinkovitog uništavanja kamenca.

Metoda prema ovom izumu ima sljedeće prednosti:

Ne zahtijeva upotrebu reagensa, tj. ekološki prihvatljiv;

Jednostavan za implementaciju, ne zahtijeva posebne uređaje;

Omogućuje vam povećanje koeficijenta prijenosa topline i povećanje učinkovitosti kotlova, što značajno utječe ekonomski pokazatelji njegova djela;

Može se koristiti kao dodatak primijenjenim metodama obrade pretkotlovske vode ili zasebno;

Omogućuje vam da napustite procese omekšavanja vode i odzračivanja, što uvelike pojednostavljuje tehnološka shema kotlovnice i omogućuje značajno smanjenje troškova tijekom izgradnje i rada.

Mogući objekti metode mogu biti toplovodni kotlovi, kotlovi za otpadnu toplinu, zatvoreni sustavi opskrba toplinom, postrojenja za termičku desalinizaciju morske vode, postrojenja za pretvorbu pare itd.

Odsutnost oštećenja od korozije i stvaranja kamenca na unutarnjim površinama otvara mogućnost razvoja temeljno novih rješenja dizajna i rasporeda za parne kotlove male i srednje snage. To će omogućiti, zbog intenziviranja toplinskih procesa, postizanje značajnog smanjenja težine i dimenzija parnih kotlova. Osigurati zadanu temperaturnu razinu ogrjevnih površina te posljedično smanjiti potrošnju goriva, volumen dimnih plinova i smanjiti njihovu emisiju u atmosferu.

PRIMJER PROVEDBE

Metoda navedena u ovom izumu testirana je u kotlovnicama Admiralskih brodogradilišta i Krasny Khimik. Pokazalo se da metoda prema ovom izumu učinkovito čisti unutrašnje površine kotlovskih jedinica od naslaga. Tijekom ovih radova ostvarena je ušteda ekvivalenta goriva od 3-10%, dok je varijacija vrijednosti uštede povezana s različitim stupnjevima onečišćenja unutarnjih površina kotlovskih jedinica. Svrha rada bila je procijeniti učinkovitost navedene metode za osiguranje rada parnih kotlova srednje snage bez reagensa i kamenca u uvjetima visokokvalitetne obrade vode, usklađenosti s kemijskim režimom vode i visokim profesionalna razina rad opreme.

Metoda koja se zahtijeva u ovom izumu ispitana je na jedinici parnog kotla br. 3 DKVR 20/13 4. Krasnoselskaya kotlovnice jugozapadne podružnice Državnog jedinstvenog poduzeća "TEK SPb". Rad kotlovske jedinice proveden je u strogom skladu sa zahtjevima regulatornih dokumenata. Kotao je opremljen svim potrebnim sredstvima za praćenje njegovih radnih parametara (tlak i protok proizvedene pare, temperatura i protok napojne vode, tlak zraka i goriva na plamenicima, vakuum u glavnim dionicama plinskog puta kotlovske jedinice). Izlaz pare iz kotla održavan je na 18 t/sat, tlak pare u bubnju kotla bio je 8,1…8,3 kg/cm 2 . Ekonomizator je radio u načinu grijanja. Kao izvorna voda korištena je gradska vodovodna voda koja je udovoljavala zahtjevima GOST 2874-82 “Voda za piće”. Treba napomenuti da količina spojeva željeza koji ulaze u navedenu kotlovnicu, u pravilu, prelazi regulatorne zahtjeve (0,3 mg/l) i iznosi 0,3-0,5 mg/l, što dovodi do intenzivnog obraštanja unutarnjih površina spojevima željeza. .

Učinkovitost metode procijenjena je na temelju stanja unutarnjih površina kotlovske jedinice.

Procjena utjecaja metode prema ovom izumu na stanje unutarnjih ogrjevnih površina kotlovske jedinice.

Prije početka ispitivanja obavljen je unutarnji pregled kotlovske jedinice i snimljeno je početno stanje unutarnjih površina. U početku je izvršen preliminarni pregled kotla sezona grijanja, mjesec dana nakon kemijskog čišćenja. Kao rezultat inspekcije, otkriveno je: na površini bubnjeva postoje kontinuirane krute naslage tamnosmeđe boje, koje posjeduju paramagnetska svojstva i vjerojatno se sastoje od željeznih oksida. Debljina naslaga vizualno je bila do 0,4 mm. U vidljivom dijelu cijevi za vrenje, uglavnom na strani prema ložištu, pronađene su nekontinuirane čvrste naslage (do pet točaka na 100 mm duljine cijevi veličine od 2 do 15 mm i vizualne debljine do 0,5 mm).

Uređaj za stvaranje strujnog potencijala, opisan u RU 2100492 C1, spojen je na točki (1) na otvor (2) gornjeg bubnja na stražnjoj strani kotla (vidi sliku 1). Električni potencijal struje bio je jednak 100 V. Električni potencijal struje održavan je neprekidno 1,5 mjesec. Na kraju ovog razdoblja otvorena je kotlovska jedinica. Kao rezultat unutarnjeg pregleda kotlovske jedinice, utvrđeno je gotovo potpuno odsustvo naslaga (vizualno ne više od 0,1 mm) na površini (3) gornjeg i donjeg bubnja unutar 2-2,5 metara (zona (4) ) iz otvora bubnja (priključne točke uređaja za stvaranje strujnog potencijala (1)). Na udaljenosti od 2,5-3,0 m (zona (5)) od grotla sačuvane su naslage (6) u obliku pojedinačnih kvržica (mrlja) debljine do 0,3 mm (vidi sl. 1). Nadalje, kako se krećete prema naprijed, (na udaljenosti od 3,0-3,5 m od otvora) počinju kontinuirane naslage (7) do 0,4 mm vizualno, tj. na ovoj udaljenosti od spojne točke uređaja, učinak postupka čišćenja prema ovom izumu praktički nije bio vidljiv. Električni potencijal struje bio je jednak 100 V. Električni potencijal struje održavan je neprekidno 1,5 mjesec. Na kraju ovog razdoblja otvorena je kotlovska jedinica. Kao rezultat unutarnjeg pregleda kotlovske jedinice, utvrđeno je gotovo potpuno odsustvo naslaga (vizualno ne više od 0,1 mm) na površini gornjeg i donjeg bubnja unutar 2-2,5 metara od otvora bubnja (točke pričvršćivanja uređaj za stvaranje strujnog potencijala). Na udaljenosti od 2,5-3,0 m od grotla sačuvane su naslage u obliku pojedinačnih kvržica (mrlja) debljine do 0,3 mm (vidi sl. 1). Nadalje, kako se krećete prema naprijed (na udaljenosti od 3,0-3,5 m od otvora), vizualno počinju kontinuirane naslage do 0,4 mm, tj. na ovoj udaljenosti od spojne točke uređaja, učinak postupka čišćenja prema ovom izumu praktički nije bio vidljiv.

U vidljivom dijelu cijevi za vrenje, unutar 3,5-4,0 m od grotla bubnja, uočeno je gotovo potpuno odsustvo naslaga. Nadalje, kako se krećemo prema naprijed, nalaze se nekontinuirane čvrste naslage (do pet točaka na 100 l.mm veličine od 2 do 15 mm i vizualne debljine do 0,5 mm).

Kao rezultat ove faze ispitivanja, zaključeno je da metoda prema ovom izumu, bez upotrebe bilo kakvih reagensa, može učinkovito uništiti prethodno nastale naslage i osigurati rad kotlovske jedinice bez kamenca.

U sljedećoj fazi ispitivanja uređaj za stvaranje strujnog potencijala spojen je na točku "B" i ispitivanja su nastavljena još 30-45 dana.

Sljedeće otvaranje kotlovske jedinice izvršeno je nakon 3,5 mjeseca neprekidnog rada uređaja.

Pregledom kotlovske jedinice utvrđeno je da su prethodno zaostale naslage potpuno uništene te da je samo mala količina ostala u donjim dijelovima kotlovskih cijevi.

To nam je omogućilo da izvučemo sljedeće zaključke:

Veličina zone unutar koje je osiguran rad kotlovske jedinice bez kamenca znatno premašuje veličinu zone učinkovitog uništavanja naslaga, što omogućuje naknadni prijenos točke priključka strujnog potencijala za čišćenje cijele unutarnje površinu kotlovske jedinice i dalje održavati način rada bez kamenca;

Uništavanje prethodno nastalih naslaga i sprječavanje stvaranja novih osigurava se procesima različite prirode.

Na temelju rezultata pregleda odlučeno je da se ispitivanja nastave do kraja ogrjevnog razdoblja kako bi se konačno očistili bubnjevi i vrelovodne cijevi te utvrdila pouzdanost osiguranja rada kotla bez kamenca. Sljedeće otvaranje kotlovske jedinice izvršeno je nakon 210 dana.

Rezultati unutarnjeg pregleda kotla pokazali su da je procesom čišćenja unutarnjih površina kotla unutar gornjeg i donjeg bubnja te cijevi za kuhanje gotovo u potpunosti uklonjene naslage. Na cijeloj površini metala stvorio se tanak, gust premaz, crne boje s plavom bojom, čija debljina, čak iu vlažnom stanju (gotovo odmah nakon otvaranja kotla), vizualno nije prelazila 0,1 mm.

U isto vrijeme, potvrđena je pouzdanost osiguravanja rada kotlovske jedinice bez kamenca pri korištenju metode ovog izuma.

Zaštitni učinak magnetitnog filma trajao je do 2 mjeseca nakon isključivanja uređaja, što je sasvim dovoljno da se osigura očuvanje kotlovske jedinice suhom metodom prilikom prebacivanja u rezervu ili na popravke.

Iako je ovaj izum opisan u odnosu na različite konkretni primjeri i izvedbe izuma, treba razumjeti da ovaj izum nije ograničen na njih i da se može prakticirati unutar opsega sljedećih zahtjeva

1. Metoda za sprječavanje stvaranja kamenca na metalnoj površini izrađenoj od legure koja sadrži željezo i u kontaktu s okolinom vodene pare iz koje može nastati kamenac, koja se sastoji od primjene električnog potencijala koji nosi struju na spomenutu metalnu površinu u rasponu od 61 V do 150 V za neutralizaciju elektrostatske komponente sile prianjanja između specificiranih metalna površina te koloidne čestice i ione koji stvaraju kamenac.

Izum se odnosi na toplinsku energiju i može se koristiti za zaštitu od kamenca i korozije grijaćih cijevi parnih i toplovodnih kotlova, izmjenjivača topline, kotlovskih jedinica, isparivača, toplinskih vodova, sustava grijanja stambenih zgrada i industrijskih objekata tijekom rada. Metoda za sprječavanje stvaranja kamenca na metalnoj površini izrađenoj od legure koja sadrži željezo iu kontaktu s okolinom vodene pare iz koje se kamenac može formirati uključuje primjenu električnog potencijala koji nosi struju na spomenutu metalnu površinu u rasponu od 61 V do 150 V za neutralizaciju elektrostatske komponente adhezijske sile između određene metalne površine i koloidnih čestica i iona koji tvore kamenac. Tehnički rezultat je povećanje učinkovitosti i produktivnosti toplovodnih i parnih kotlova, povećanje učinkovitosti prijenosa topline, osiguravanje uništavanja sloja po sloju i uklanjanja formiranog kamenca, kao i sprječavanje njegovog novog stvaranja. 2 plaće f-ly, 1 ave., 1 ill.

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, borba protiv parno-vodena korozija provodi otklanjanjem uzroka pregrijavanja 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.

Identifikacija vrsta korozije je teška, pa su česte pogreške u određivanju tehnološki i ekonomski optimalnih mjera borbe protiv korozije. Glavne potrebne mjere poduzimaju se u skladu s regulatornim dokumentima, koji utvrđuju granice glavnih inicijatora korozije.

GOST 20995-75 „Stacionarni parni kotlovi s tlakom do 3,9 MPa. Pokazatelji kvalitete napojne vode i pare" normaliziraju pokazatelje u napojnoj vodi: prozirnost, odnosno količinu suspendiranih nečistoća; opća tvrdoća, sadržaj spojeva željeza i bakra - sprječavanje stvaranja kamenca i naslaga željeznog i bakrenog oksida; pH vrijednost - sprječavanje alkalne i kisele korozije te također pjenjenja u bubnju kotla; sadržaj kisika - sprječavanje korozije kisikom; sadržaj nitrita - sprječavanje nitritne korozije; sadržaj naftnih derivata - sprječavanje stvaranja pjene u bubnju kotla.

Normirane vrijednosti određene su GOST-om ovisno o tlaku u kotlu (dakle, o temperaturi vode), o snazi ​​lokalnog toplinskog toka i tehnologiji obrade vode.

Prilikom ispitivanja uzroka korozije, prije svega, potrebno je pregledati (gdje je to moguće) mjesta razaranja metala, analizirati uvjete rada kotla u razdoblju prije havarije, analizirati kvalitetu napojne vode, pare i naslaga, analizirati značajke dizajna bojler

Nakon vanjskog pregleda, može se posumnjati na sljedeće vrste korozije.

Korozija kisikom

: ulazni dijelovi čeličnih ekonomajzerskih cijevi; opskrbni cjevovodi pri susretu s nedovoljno deoksigeniranom (iznad normalnom) vodom - "proboji" kisika zbog loše deaeracije; grijači napojne vode; sva mokra područja kotla tijekom gašenja i nepoduzimanja mjera za sprječavanje ulaska zraka u kotao, posebno u stajaćim prostorima, kod ispuštanja vode, odakle je teško ukloniti kondenzat pare ili potpuno napuniti vodom, npr. okomite cijevi pregrijači pare. Tijekom zastoja korozija se pojačava (lokalizira) u prisutnosti lužina (manje od 100 mg/l).

Rijetko se pojavljuje kisikova korozija (kada je sadržaj kisika u vodi znatno veći od norme - 0,3 mg/l) u uređajima za odvajanje pare bubnjeva kotla i na stijenci bubnja na granici razine vode; u odvodnim cijevima. U usponskim cijevima ne dolazi do korozije zbog odzračnog učinka mjehurića pare.

Vrsta i priroda oštećenja. Ulkusi različite dubine i promjera, često prekriveni tuberkulama, čija je gornja kora crvenkasti željezni oksid (vjerojatno hematit Fe 2 O 3). Dokaz aktivne korozije: ispod kore tuberkula nalazi se crni tekući sediment, vjerojatno magnetit (Fe 3 O 4) pomiješan sa sulfatima i kloridima. Kod izumrle korozije postoji praznina ispod kore, a dno čira prekriveno je naslagama kamenca i mulja.

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

Kada je brzina vode veća od 2 m/s, tuberkuli mogu poprimiti duguljasti oblik u smjeru kretanja mlaza.

. Magnetske kore su prilično guste i mogu poslužiti kao pouzdana prepreka prodiranju kisika u tuberkuloze. Ali često se uništavaju kao posljedica zamora od korozije, kada se temperatura vode i metala ciklički mijenja: česta zaustavljanja i pokretanja kotla, pulsirajuće kretanje mješavine vodene pare, raslojavanje smjese pare i vode u zasebne čepove para i voda, slijedeći jedna drugu.

Korozija raste s povećanjem temperature (do 350 °C) i povećanjem sadržaja klorida u kotlovskoj vodi. Ponekad je korozija pojačana produktima toplinske razgradnje određenih organskih tvari u napojnoj vodi.

Riža. 1. Izgled kisikova korozija

Alkalna (u užem smislu – interkristalna) korozija

Mjesta oštećenja metala korozijom. Cijevi u područjima toplinskog toka velike snage (područje plamenika i nasuprot izduženom plameniku) - 300-400 kW/m2 i gdje je temperatura metala 5-10 °C viša od vrelišta vode pri danom tlaku; nagnute i vodoravne cijevi gdje je cirkulacija vode slaba; mjesta pod debelim naslagama; zone u blizini potpornih prstenova i u samim zavarima, na primjer, na mjestima gdje su zavareni uređaji za odvajanje pare unutar bubnja; mjesta u blizini zakovica.

Vrsta i priroda oštećenja. Hemisferična ili eliptična udubljenja ispunjena produktima korozije, često uključujući sjajne kristale magnetita (Fe 3 O 4). Većina udubljenja prekrivena je tvrdom korom. Na strani cijevi koja je okrenuta prema ložištu, udubljenja se mogu spajati, tvoreći takozvani korozijski trag širine 20-40 mm i duljine 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. Na visokim temperaturama - više od 200 ° C - i visokoj koncentraciji kaustične sode (NaOH) - 10% ili više - zaštitni film (kora) na metalu se uništava:

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

Međuproizvod NaFeO 2 prolazi kroz hidrolizu:

4NaFeO 2 + 2H 2 O = 4NaOH + 2Fe 2 O 3 + 2H 2 (2)

Odnosno, u ovoj reakciji (2) kaustična soda se reducira, u reakcijama (1), (2) se ne troši, već djeluje kao katalizator.

Kada se magnetit ukloni, kaustična soda i voda mogu izravno reagirati sa željezom i osloboditi atomski vodik:

2NaOH + Fe = Na 2 FeO 2 + 2H (3)

4H 2 O + 3Fe = Fe 3 O 4 + 8H (4)

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

4H + Fe 3 C = CH 4 + 3Fe (5)

Također je moguće spojiti atomski vodik u molekularni vodik (H + H = H 2).

Metan i molekularni vodik ne mogu prodrijeti u metal, nakupljaju se na granicama zrna i, u prisutnosti pukotina, šire ih i produbljuju. Osim toga, ti plinovi sprječavaju stvaranje i zbijanje zaštitnih filmova.

Na mjestima dubokog isparavanja kotlovske vode nastaje koncentrirana otopina kaustične sode: guste naslage soli (vrsta korozije ispod mulja); kriza jezgrenog vrenja, kada se iznad metala formira stabilan film pare - tamo metal gotovo nije oštećen, ali na rubovima filma, gdje dolazi do aktivnog isparavanja, koncentrirana je kaustična soda; prisutnost pukotina u kojima dolazi do isparavanja, što se razlikuje od isparavanja u cijelom volumenu vode: kaustična soda isparava gore od vode, ne ispire se vodom i nakuplja se. Djelujući na metal, kaustična soda stvara pukotine na granicama zrna usmjerene u metal (vrsta interkristalne korozije - pukotina).

Interkristalna korozija pod utjecajem alkalne kotlovske vode najčešće je koncentrirana u bubnju kotla.

Riža. 3. Interkristalna korozija: a - mikrostruktura metala prije korozije, b - mikrostruktura u fazi korozije, stvaranje pukotina duž granica zrna metala

Takav korozivni učinak na metal moguć je samo uz istovremenu prisutnost tri čimbenika:

• lokalna vlačna mehanička naprezanja blizu ili malo veća od granice razvlačenja, to jest 2,5 MN/mm 2 ;
• labavi spojevi dijelova bubnja (navedeno gore), gdje može doći do dubokog isparavanja vode iz kotla i gdje se nakupljena kaustična soda otapa zaštitni filmželjezni oksidi (koncentracija NaOH veća od 10%, temperatura vode iznad 200 °C i - posebno - bliže 300 °C). Ako kotao radi na tlaku nižem od nazivnog (na primjer, 0,6-0,7 MPa umjesto 1,4 MPa), tada se smanjuje vjerojatnost ove vrste korozije;
• nepovoljna kombinacija tvari u kotlovskoj vodi, koja nema potrebne zaštitne koncentracije inhibitora ove vrste korozije. Natrijeve soli mogu djelovati kao inhibitori: sulfati, karbonati, fosfati, nitrati, celulozna sulfitna tekućina.

Riža. 4. Pojava interkristalne korozije

Korozijske pukotine se ne razvijaju ako se poštuje sljedeći omjer:

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

gdje su Na 2 SO 4, Na 2 CO 3, Na 3 PO 4, NaNO 3, NaOH sadržaj natrijevog sulfata, natrijevog karbonata, natrijevog fosfata, natrijevog nitrata i natrijevog hidroksida, redom, mg/kg.

U trenutno proizvedenim kotlovima ne postoji barem jedan od navedenih uvjeta za pojavu korozije.

Prisutnost spojeva silicija u kotlovskoj vodi također može povećati interkristalnu koroziju.

NaCl u ovim uvjetima nije inhibitor korozije. Gore je prikazano: ioni klora (Cl -) su ubrzivači korozije; zbog svoje velike mobilnosti i male veličine, lako prodiru kroz zaštitne oksidne filmove i proizvode visoko topljive soli sa željezom (FeCl 2, FeCl 3) umjesto slabo topivih željeznih oksida .

U kotlovskoj vodi tradicionalno se prate vrijednosti ukupne mineralizacije, a ne sadržaj pojedinačnih soli. Vjerojatno je iz tog razloga standardizacija uvedena ne prema navedenom omjeru (6), već prema vrijednosti relativne lužnatosti kotlovske vode:

Sh q rel = Sh ov rel = Sh ov 40 100/S ov ≤ 20, (7)

gdje je Shk rel - relativna alkalnost kotlovske vode, %; Shch ov rel - relativna alkalnost tretirane (dodatne) vode, %; Shch ov - ukupna alkalnost tretirane (dodatne) vode, mmol/l; S ov - mineralizacija pročišćene (dodatne) vode (uključujući sadržaj klorida), mg/l.

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

• nakon kationizacije natrija - ukupna lužnatost izvorne vode;
• nakon paralelne kationizacije vodik-natrij - (0,3-0,4), ili sekvencijalno s "gladnom" regeneracijom filtra za izmjenu vodik-kationa - (0,5-0,7);
• nakon kationizacije natrija uz zakiseljavanje i ionizacije natrij klora - (0,5-1,0);
• nakon amonijevo-natrijeve kationizacije - (0,5-0,7);
• nakon kalciranja na 30-40 °C - (0,35-1,0);
• nakon koagulacije - (Sh o ref - D k), gdje je Sh o ref ukupna lužnatost izvorne vode, mmol/l; D k - doza koagulansa, mmol/l;
• nakon kalciranja sodom na 30-40 °C - (1,0-1,5), a na 60-70 °C - (1,0-1,2).

Prihvaćene su vrijednosti relativne alkalnosti kotlovske vode prema standardima Rostechnadzora,%, ne više od:

• za kotlove s bubnjevima sa zakovicama - 20;
• za kotlove sa zavarenim bubnjevima i cijevima umotanim u njih - 50;
• za kotlove sa zavarenim bubnjevima i cijevima zavarenim na njih - bilo koja vrijednost, nestandardizirana.

Riža. 4. Rezultat interkristalne korozije

Prema standardima Rostekhnadzora, Shk kv rel je jedan od kriterija siguran rad kotlovi Ispravnije je provjeriti kriterij potencijalne alkalne agresivnosti kotlovske vode, koji ne uzima u obzir sadržaj iona klora:

K sh = (S ov - [Cl - ])/40 Shch ov, (8)

gdje je Ksh kriterij potencijalne alkalne agresivnosti kotlovske vode; S ov - mineralizacija pročišćene (dodatne) vode (uključujući sadržaj klorida), mg/l; Cl - - sadržaj klorida u tretiranoj (dodatnoj) vodi, mg/l; Shch ov - ukupna alkalnost tretirane (dodatne) vode, mmol/l.

Vrijednost K sch može se uzeti:

• za kotlove sa zakovanim bubnjevima tlak veći od 0,8 MPa ≥ 5;
• za kotlove sa zavarenim bubnjevima i cijevima umotanim u njih s tlakom 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 uvaljanim u njih s tlakom do 1,4 MPa i kotlovima s zakovicama s bubnjevima s tlakom do 0,8 MPa - ne standardizirati.

Korozija mulja

Pod ovim nazivom nekoliko različiti tipovi korozija (alkalije, kisik, itd.). Akumulacija u različite zone rastresite i porozne naslage u kotlu, mulj uzrokuje koroziju metala ispod mulja. Glavni razlog: onečišćenje napojne vode željeznim oksidima.

Nitritna korozija

. Zaslon i kotlovske cijevi kotla na strani prema ložištu.

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

. Ako u napojnoj vodi ima više od 20 μg/l nitritnih iona (NO - 2), a temperatura vode je viša od 200 °C, nitriti služe kao katodni depolarizatori elektrokemijske korozije, reducirajući se u HNO 2, NO, N 2 (vidi gore).

Parna korozija

Mjesta oštećenja od korozije metal. Izlazni dio zavojnica pregrijača, cjevovoda za paru pregrijane pare, horizontalnih i blago nagnutih cijevi za proizvodnju pare u područjima slabe cirkulacije vode, ponekad duž gornjeg oblika izlaznih zavojnica ekonomajzera kipuće vode.

Vrsta i priroda oštećenja. Ploče gustog crnog željeznog oksida (Fe 3 O 4), čvrsto priljubljene uz metal. Kod oscilacija temperature dolazi do prekida kontinuiteta plaka (kore) i ljuskice otpadaju. Ravnomjerno stanjenje metala s ispupčenjima, uzdužnim pukotinama, lomovima.

Može se prepoznati kao podmuljevita korozija: u obliku dubokih čireva s nejasno ograničenim rubovima, najčešće u blizini zavara koji strše u cijev, gdje se nakuplja mulj.

Uzroci oštećenja od korozije:

• medij za pranje - para u pregrijačima, parovodi, parni "jastuci" ispod sloja mulja;
• temperatura metala (čelik 20) ​​više od 450 ° C, protok topline na metalni dio - 450 kW / m2;
• kršenje režima izgaranja: šljakanje plamenika, povećana kontaminacija cijevi iznutra i izvana, nestabilno (vibrirajuće) izgaranje, izduženje baklje prema cijevima zaslona.

Rezultat: izravna kemijska interakcija željeza s vodenom parom (vidi gore).

Mikrobiološka korozija

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

Mjesta oštećenja metala. Cijevi i posude do kotla s vodom zadane temperature.

Vrsta i priroda oštećenja. Kvržice su različitih veličina: promjer od nekoliko milimetara do nekoliko centimetara, rijetko - nekoliko desetaka centimetara. Kvržice su prekrivene gustim željeznim oksidima - otpadnim proizvodom aerobnih bakterija. Unutra se nalazi crni prah i suspenzija (željezni sulfid FeS) - proizvod anaerobnih bakterija koje reduciraju sulfate; ispod crne formacije nalaze se okrugli čirevi.

Uzroci oštećenja. U prirodna voda Uvijek su prisutni željezni sulfati, kisik i razne bakterije.

Bakterije željeza u prisutnosti kisika stvaraju film željeznih oksida, pod kojim anaerobne bakterije reduciraju sulfate u željezni sulfid (FeS) i vodikov sulfid (H 2 S). Zauzvrat, sumporovodik započinje stvaranje sumporne (vrlo nestabilne) i sumporne kiseline, a metal korodira.

Ova vrsta ima neizravan učinak na koroziju kotla: strujanje vode brzinom od 2-3 m/s otkida kvržice, nosi njihov sadržaj u kotao, povećavajući nakupljanje mulja.

U rijetkim slučajevima može doći do korozije u samom kotlu ako se tijekom dugotrajnog zaustavljanja kotla rezerva napuni vodom temperature 50-60 o C, a temperatura se održava zbog slučajnih prodora pare iz susjedni kotlovi.

Kelatna korozija

Mjesta oštećenja od korozije. Oprema u kojoj se para odvaja od vode: bubanj kotla, uređaji za odvajanje pare u i izvan bubnja, također - rijetko - u cjevovodima 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 potkove i "repove" orijentirane u smjeru kretanja. Površina je prekrivena tankim mat ili crnim sjajnim filmom. Nema vidljivih naslaga, niti produkata korozije, jer je "kelat" (organski poliaminski spojevi posebno uneseni u kotao) već reagirao.

U prisutnosti kisika, što se rijetko događa u kotlu koji normalno radi, korodirana površina je "okrepljena": hrapavosti, otoci metala.

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

„Kelatna“ korozija nastaje kada postoji prevelika doza „kelata“, ali je moguća i s normalnom dozom, budući da je „kelat“ koncentriran u područjima gdje dolazi do intenzivnog isparavanja vode: nukleatno ključanje zamjenjuje se filmskim ključanjem. U uređajima za odvajanje pare postoje slučajevi posebno destruktivne „kelatne” korozije zbog velikih turbulentnih brzina vode i smjese pare i vode.

Sva opisana korozijska oštećenja mogu imati sienergetski učinak, tako da ukupna šteta od zajedničkog djelovanja različitih faktora korozije može premašiti zbroj šteta od pojedinih vrsta korozije.

Djelovanje korozivnih sredstava u pravilu pojačava nestabilni toplinski režim kotla, što uzrokuje korozijski zamor i pokreće koroziju uslijed toplinskog zamora: broj pokretanja iz hladnog stanja je veći od 100, ukupni broj pokretanja je veći od 200. Budući da se ovakva oštećenja metala rijetko javljaju, pukotine, puknuća cijevi imaju izgled identičan oštećenjima metala od raznih vrsta korozije.

Obično su za utvrđivanje uzroka razaranja metala potrebne dodatne metalografske studije: radiografija, ultrazvuk, detekcija grešaka u boji i magnetskim česticama.

Različiti istraživači predložili su programe za dijagnosticiranje vrsta oštećenja od korozije na kotlovskim čelicima. Poznat je VTI program (A.F. Bogachev i suradnici) - uglavnom za električne kotlove visokotlačni, i razvoj udruge Energochermet - uglavnom za kotlove niskog i srednjeg pritiska i kotlove za otpadnu toplinu.