Mga palatandaan ng kinakaing unti-unting aggressiveness ng tubig sa mga instalasyon ng boiler. Pagkasira ng kaagnasan sa mga screen pipe ng gas-oil boiler

Ang mga kondisyon kung saan matatagpuan ang mga elemento ng steam boiler sa panahon ng operasyon ay lubhang iba-iba.

Tulad ng ipinakita ng maraming mga pagsubok sa kaagnasan at mga obserbasyon sa industriya, ang mababang-alloy at maging ang mga austenitic na bakal ay maaaring sumailalim sa matinding kaagnasan sa panahon ng pagpapatakbo ng boiler.

Ang kaagnasan ng mga metal heating surface ng steam boiler ay nagdudulot ng maagang pagkasira at kung minsan ay humahantong sa mga seryosong problema at aksidente.

Ang karamihan ng emergency shutdown ng boiler ay nangyayari dahil sa pamamagitan ng corrosion na pinsala sa screen, grain economizer, steam superheater pipe at boiler drums. Ang hitsura ng kahit na isang corrosion fistula sa isang once-through na boiler ay humahantong sa pagsara ng buong yunit, na nauugnay sa kakulangan ng produksyon ng kuryente. Ang kaagnasan ng mga high- at ultra-high-pressure drum boiler ay naging pangunahing sanhi ng mga pagkabigo sa mga thermal power plant. 90% ng mga pagkabigo sa pagpapatakbo dahil sa pinsala sa kaagnasan ay nangyari sa mga drum boiler na may presyon na 15.5 MPa. Ang isang malaking halaga ng pinsala sa kaagnasan sa mga tubo ng screen ng mga compartment ng asin ay naganap sa mga lugar na may pinakamataas na thermal load.

Ang mga inspeksyon sa 238 boiler (mga yunit na may kapasidad mula 50 hanggang 600 MW) na isinagawa ng mga espesyalista sa US ay nagsiwalat ng 1,719 na hindi nakaiskedyul na mga downtime. Humigit-kumulang 2/3 ng downtime ng boiler ay sanhi ng kaagnasan, kung saan 20% ay dahil sa kaagnasan ng mga tubo na bumubuo ng singaw. Sa USA, ang panloob na kaagnasan ay kinikilala bilang isang malubhang problema noong 1955 pagkatapos ng pag-commissioning ng isang malaking bilang ng mga drum boiler na may presyon na 12.5-17 MPa.

Sa pagtatapos ng 1970, humigit-kumulang 20% ​​ng 610 na mga boiler ang nasira ng kaagnasan. Ang mga screen pipe ay kadalasang madaling kapitan sa panloob na kaagnasan, habang ang mga superheater at economizer ay hindi gaanong naapektuhan nito. Sa pagpapabuti ng kalidad ng feed water at ang paglipat sa isang coordinated phosphating regime, na may pagtaas sa mga parameter sa drum boiler ng US power plants, sa halip na malapot, plastic corrosion damage, biglaang brittle fractures ng screen pipes ang naganap. "Hanggang sa J970 t para sa mga boiler na may presyon ng 12.5, 14.8 at 17 MPa, ang pagkasira ng mga tubo dahil sa pinsala sa kaagnasan ay 30, 33 at 65%, ayon sa pagkakabanggit.

Ayon sa mga kondisyon ng proseso ng kaagnasan, ang isang pagkakaiba ay ginawa sa pagitan ng atmospheric corrosion, na nangyayari sa ilalim ng impluwensya ng atmospheric at din wet gases; gas, sanhi ng pakikipag-ugnayan ng metal sa iba't ibang mga gas - oxygen, chlorine, atbp. - sa mataas na temperatura, at kaagnasan sa electrolytes, sa karamihan ng mga kaso na nagaganap sa may tubig na mga solusyon.

Dahil sa likas na katangian ng mga proseso ng kaagnasan, ang boiler metal ay maaaring sumailalim sa kemikal at electrochemical corrosion, pati na rin ang kanilang pinagsamang mga epekto.

Kapag nagpapatakbo ng mga heating surface ng steam boiler, ang mataas na temperatura na gas corrosion ay nangyayari sa oxidizing at pagbabawas ng mga atmospheres ng flue gas at mababang temperatura na electrochemical corrosion ng tail heating surfaces.

Napag-alaman ng pananaliksik na ang mataas na temperatura na kaagnasan ng mga ibabaw ng pag-init ay nangyayari nang mas matindi lamang sa pagkakaroon ng labis na libreng oxygen sa mga flue gas at sa pagkakaroon ng mga nilusaw na vanadium oxide.

Ang mataas na temperatura na gas o sulfide corrosion sa oxidizing atmosphere ng mga flue gas ay nakakaapekto sa mga tubo ng screen at convective superheater, ang mga unang hanay ng boiler bundle, metal spacer sa pagitan ng mga pipe, rack at suspension.

Ang mataas na temperatura na kaagnasan ng gas sa isang pagbabawas ng kapaligiran ay naobserbahan sa mga tubo ng screen ng mga silid ng pagkasunog ng isang bilang ng mga high at supercritical pressure boiler.

Ang kaagnasan ng mga tubo sa ibabaw ng pag-init sa gilid ng gas ay isang kumplikadong pisikal at kemikal na proseso ng pakikipag-ugnayan ng mga gas ng tambutso at mga panlabas na deposito na may mga oxide film at pipe metal. Ang pag-unlad ng prosesong ito ay naiimpluwensyahan ng matinding pag-iiba-iba ng oras dumadaloy ang init at mataas na mekanikal na stress na nagmumula sa panloob na presyon at kompensasyon sa sarili.

Sa mga boiler ng daluyan at mababang presyon"Ang temperatura ng screen wall, na tinutukoy ng kumukulong punto ng tubig, ay mas mababa, at samakatuwid ang ganitong uri ng pagkasira ng metal ay hindi sinusunod.

Kaagnasan ng mga ibabaw ng pag-init mula sa gilid mga tambutso na gas(panlabas na kaagnasan) ay ang proseso ng pagkasira ng metal bilang resulta ng pakikipag-ugnayan sa mga produkto ng pagkasunog, mga agresibong gas, solusyon at pagkatunaw ng mga mineral compound.

Ang metal corrosion ay nauunawaan bilang ang unti-unting pagkasira ng metal na nangyayari bilang resulta ng pagkakalantad ng kemikal o electrochemical sa panlabas na kapaligiran.

\ Ang mga proseso ng pagkasira ng metal, na bunga ng direktang pakikipag-ugnayan ng kemikal sa kapaligiran, ay inuri bilang kemikal na kaagnasan.

Kaagnasan ng kemikal nangyayari kapag ang metal ay nadikit sa sobrang init na singaw at mga tuyong gas. Ang kemikal na kaagnasan sa mga tuyong gas ay tinatawag na gas corrosion.

Gas corrosion sa boiler furnace at flue duct panlabas na ibabaw ang mga tubo at rack ng mga steam superheater ay nangyayari sa ilalim ng impluwensya ng oxygen, carbon dioxide, singaw ng tubig, sulfur dioxide at iba pang mga gas; panloob na ibabaw mga tubo - bilang resulta ng pakikipag-ugnayan sa singaw o tubig.

Ang electrochemical corrosion, hindi katulad ng chemical corrosion, ay nailalarawan sa pamamagitan ng katotohanan na ang mga reaksyon na nagaganap sa panahon nito ay sinamahan ng hitsura ng isang electric current.

Ang carrier ng kuryente sa mga solusyon ay ang mga ions na naroroon sa kanila dahil sa dissociation ng mga molekula, at sa mga metal - mga libreng electron:

Ang panloob na ibabaw ng boiler ay pangunahing napapailalim sa electrochemical corrosion. Ayon sa mga modernong ideya, ang pagpapakita nito ay dahil sa dalawa mga independiyenteng proseso: anodic, kung saan ang mga metal ions ay pumapasok sa solusyon sa anyo ng mga hydrated ions, at cathodic, kung saan ang mga sobrang electron ay na-assimilated ng mga depolarizer. Ang mga depolarizer ay maaaring mga atomo, ion, molekula, na nababawasan.

Sa pamamagitan ng panlabas na mga palatandaan Mayroong tuluy-tuloy (pangkalahatan) at lokal (lokal) na mga anyo ng pinsala sa kaagnasan.

Sa pangkalahatang kaagnasan, ang buong ibabaw ng pag-init na nakikipag-ugnay sa agresibong kapaligiran ay kinakalawang, pantay na pagnipis sa loob o labas. Sa lokal na kaagnasan, ang pagkasira ay nangyayari sa mga indibidwal na lugar ng ibabaw, ang natitirang bahagi ng ibabaw ng metal ay hindi apektado ng pinsala.

Kasama sa lokal na corrosion ang spot corrosion, ulcer corrosion, pitting corrosion, intergranular corrosion, stress-corrosion cracking, at metal corrosion fatigue.

Isang tipikal na halimbawa ng pagkasira mula sa electrochemical corrosion.

Ang pagkasira mula sa panlabas na ibabaw ng NRCh 042X5 mm pipe na gawa sa bakal na 12Kh1MF ng TPP-110 boiler ay naganap sa isang pahalang na seksyon sa ibabang bahagi ng lifting at lowering loop sa lugar na katabi ng ilalim na screen. Sa likod na bahagi ng tubo, isang pagbubukas ang naganap na may bahagyang pagnipis ng mga gilid sa punto ng pagkasira. Ang sanhi ng pagkasira ay ang pagnipis ng pader ng tubo ng humigit-kumulang 2 mm dahil sa kaagnasan dahil sa deslagging na may jet ng tubig. Matapos ihinto ang boiler na may steam output na 950 t/h, pinainit ng anthracite pellet dust (liquid slag removal), isang pressure na 25.5 MPa at isang superheated steam temperature na 540 °C, wet slag at ash ay nanatili sa mga tubo, sa kung saan ang electrochemical corrosion ay nagpatuloy nang masinsinan. Ang labas ng tubo ay pinahiran ng makapal na layer ng brown iron hydroxide Inner diameter ang mga tubo ay nasa loob ng mga tolerance para sa mga tubo ng high- at ultra-high-pressure boiler. Ang mga sukat ng panlabas na diameter ay may mga paglihis na lampas sa minus tolerance: ang pinakamababang panlabas na diameter. umabot sa 39 mm na may pinakamababang pinapayagang 41.7 mm. Ang kapal ng pader malapit sa punto ng pagkabigo ng kaagnasan ay 3.1 mm lamang na may nominal na kapal ng tubo na 5 mm.

Ang microstructure ng metal ay pare-pareho sa haba at circumference. Sa panloob na ibabaw ng tubo mayroong isang decarbonized layer na nabuo sa panahon ng oksihenasyon ng tubo sa panahon ng paggamot sa init. Naka-on sa labas walang ganoong layer.

Ang pagsusuri sa mga tubo ng NRF pagkatapos ng unang pagkalagot ay naging posible upang malaman ang sanhi ng pagkasira. Napagpasyahan na palitan ang NRF at baguhin ang teknolohiya ng deslagging. Sa kasong ito, naganap ang electrochemical corrosion dahil sa pagkakaroon ng isang manipis na pelikula ng electrolyte.

Ang pit corrosion ay nangyayari nang matindi sa indibidwal maliliit na lugar ibabaw, ngunit madalas sa isang malaking lalim. Kapag ang diameter ng mga ulser ay tungkol sa 0.2-1 mm, ito ay tinatawag na pinpoint.

Sa mga lugar kung saan nabubuo ang mga ulser, maaaring mabuo ang mga fistula sa paglipas ng panahon. Ang mga hukay ay madalas na puno ng mga produkto ng kaagnasan, bilang isang resulta kung saan hindi sila palaging makikita. Ang isang halimbawa ay ang pagkasira ng mga bakal na economizer pipe dahil sa mahinang deaeration ng feedwater at mababang bilis paggalaw ng tubig sa mga tubo.

Sa kabila ng katotohanan na ang isang makabuluhang bahagi ng metal ng mga tubo ay apektado, dahil sa pamamagitan ng fistula kinakailangan na ganap na palitan ang mga coil ng economizer.

Ang metal ng mga steam boiler ay napapailalim sa mga sumusunod na mapanganib na uri ng kaagnasan: oxygen corrosion sa panahon ng operasyon ng mga boiler at kapag sila ay nasa ilalim ng pag-aayos; intercrystalline corrosion sa mga lugar kung saan sumingaw ang tubig ng boiler; singaw-tubig na kaagnasan; corrosion cracking ng mga elemento ng boiler na gawa sa austenitic steels; sub-sludge - umuungol na kaagnasan. Maikling paglalarawan ang mga ipinahiwatig na uri ng kaagnasan ng boiler metal ay ibinibigay sa talahanayan. YUL.

Sa panahon ng pagpapatakbo ng mga boiler, ang metal corrosion ay nakikilala - corrosion under load at standing corrosion.

Ang kaagnasan sa ilalim ng pagkarga ay pinaka-madaling kapitan sa pag-init. mga manufactured na elemento ng boiler na nakikipag-ugnayan sa isang two-phase medium, i.e. screen at boiler pipe. Ang panloob na ibabaw ng mga economizer at superheater ay hindi gaanong apektado ng kaagnasan sa panahon ng pagpapatakbo ng boiler. Nagaganap din ang kaagnasan sa ilalim ng pagkarga sa isang kapaligirang walang oxygen.

Nangyayari ang kaagnasan sa paradahan sa mga lugar na hindi natuyo. mga elemento ng vertical superheater coils, sagging pipe ng horizontal superheater coils

Sa unang pagkakataon, natuklasan ang panlabas na kaagnasan ng mga screen pipe sa dalawang planta ng kuryente sa mga high-pressure boiler na TP-230-2, na nagpapatakbo sa ASh grade coal at sulfur fuel oil at dati nang gumagana nang halos 4 na taon. Ang panlabas na ibabaw ng mga tubo ay sumailalim sa corrosion corrosion sa gilid na nakaharap sa firebox sa lugar pinakamataas na temperatura tanglaw. 88

Pangunahin ang mga tubo sa gitna (lapad) na bahagi ng firebox na nawasak, direkta sa itaas ng incendiary. sinturon Malawak at medyo mababaw na mga hukay ng kaagnasan hindi regular na hugis at madalas na sarado sa isa't isa, bilang isang resulta kung saan ang nasira na ibabaw ng mga tubo ay hindi pantay at bukol. Ang mga fistula ay lumitaw sa gitna ng pinakamalalim na mga ulser, at ang mga jet ng tubig at singaw ay nagsimulang tumakas sa kanila.

Ang katangian ay ang kumpletong kawalan ng naturang kaagnasan sa mga tubo ng screen ng mga medium-pressure boiler ng mga power plant na ito, kahit na ang mga medium-pressure ay gumagana doon nang mas matagal.

Sa mga sumunod na taon, lumitaw din ang panlabas na kaagnasan ng mga screen pipe sa iba pang mga high-pressure boiler na tumatakbo sa solid fuel. Ang zone ng pagkasira ng kaagnasan kung minsan ay umaabot sa isang malaking taas; Sa ilang mga lugar, ang kapal ng mga dingding ng tubo bilang resulta ng kaagnasan ay bumaba sa 2-3 mm. Napagmasdan din na ang kaagnasan na ito ay halos wala sa mga high-pressure boiler na nagpapatakbo sa langis ng gasolina.

Ang panlabas na kaagnasan ng mga tubo ng screen ay natuklasan sa TP-240-1 boiler pagkatapos ng 4 na taon ng operasyon, na tumatakbo sa isang presyon sa mga drum na 185 at. Ang mga boiler na ito ay nagsunog ng brown na karbon mula sa rehiyon ng Moscow, na may moisture content na humigit-kumulang 30%; Ang langis ng panggatong ay sinunog lamang para sa pagsisindi. Sa mga boiler na ito, naganap din ang pinsala sa kaagnasan sa lugar ng pinakamataas na thermal load ng mga tubo ng screen. Ang kakaiba ng proseso ng kaagnasan ay ang mga tubo ay nawasak pareho mula sa gilid na nakaharap sa firebox at mula sa gilid na nakaharap sa lining (Larawan 62).

Ang mga katotohanang ito ay nagpapakita na ang kaagnasan ng mga screen pipe ay pangunahing nakasalalay sa kanilang temperatura sa ibabaw. Sa medium-pressure boiler, ang tubig ay sumingaw sa temperatura na humigit-kumulang 240 ° C; para sa mga boiler na dinisenyo para sa isang presyon ng 110 atm, ang kinakalkula na kumukulo na punto ng tubig ay 317 ° C; sa mga boiler ng TP-240-1, kumukulo ang tubig sa temperatura na 358 ° C. Ang temperatura ng panlabas na ibabaw ng mga tubo ng screen ay karaniwang lumalampas sa punto ng kumukulo ng mga 30-40 ° C.

Pwede. ipagpalagay na ang matinding panlabas na kaagnasan ng metal ay nagsisimula kapag ang temperatura nito ay tumaas sa 350 ° C. Para sa mga boiler na dinisenyo para sa isang presyon ng 110 atm, ang temperatura na ito ay naabot lamang sa gilid ng apoy ng mga tubo, at para sa mga boiler na may presyon na 185 atm , ito ay tumutugma sa temperatura ng tubig sa mga tubo . Iyon ang dahilan kung bakit ang kaagnasan ng mga tubo ng screen sa gilid ng panig ay naobserbahan lamang sa mga boiler na ito.

Ang isang detalyadong pag-aaral ng isyu ay isinagawa sa TP-230-2 boiler na tumatakbo sa isa sa mga nabanggit na power plant. Doon kinuha ang mga sample ng gas at combustion

Ang isang maliit na halaga ng mga particle mula sa tanglaw sa layo na mga 25 mm mula sa mga tubo ng screen. Malapit sa front screen sa zone ng matinding panlabas na kaagnasan ng mga tubo, ang mga flue gas ay naglalaman ng halos walang libreng oxygen. Malapit sa likurang screen, kung saan halos walang panlabas na kaagnasan ng mga tubo, mayroong mas maraming libreng oxygen sa mga gas. Bilang karagdagan, ipinakita ng pagsubok na sa lugar kung saan naganap ang kaagnasan, higit sa 70% ng mga sample ng gas

Maaaring ipagpalagay na sa pagkakaroon ng labis na oxygen, ang hydrogen sulfide ay nasusunog at ang kaagnasan ay hindi nangyayari, ngunit sa kawalan ng labis na oxygen, ang hydrogen sulfide ay pumapasok sa isang kemikal na kumbinasyon sa metal ng mga tubo Ito ay bumubuo ng iron sulfide Ang produkto ng kaagnasan ay aktwal na natagpuan sa mga deposito sa mga tubo ng screen.

Hindi lamang carbon steel, kundi pati na rin ang chrome-molybdenum steel ay madaling kapitan sa panlabas na kaagnasan. Sa partikular, ang kaagnasan ay kapansin-pansin sa TP-240-1 boiler mga tubo ng screen, gawa sa bakal grade 15ХМ.

Wala pa ring napatunayang mga hakbang upang ganap na maiwasan ang inilarawang uri ng kaagnasan. Ilang pagbawas sa rate ng pagkasira. nakamit ang metal. pagkatapos ayusin ang proseso ng pagkasunog, lalo na kapag pinapataas ang labis na hangin sa mga gas ng tambutso.

27. CORROSION NG MGA SCREEN SA EXTRA HIGH PRESSURE

Inilalarawan ng aklat na ito ang mga kondisyon ng pagpapatakbo ng metal ng mga steam boiler ng mga modernong power plant. Ngunit ang pag-unlad ng enerhiya sa USSR ay nagpapatuloy, at ngayon ito ay gumagana malaking bilang bagong boiler na dinisenyo para sa higit pa mataas na presyon at temperatura ng singaw. Sa ilalim ng mga kundisyong ito malaking halaga may praktikal na karanasan pagpapatakbo ng ilang TP-240-1 boiler, na tumatakbo mula 1953-1955. sa presyon na 175 at (185 at sa drum). Sa partikular, ang impormasyon tungkol sa kaagnasan ng kanilang mga screen ay napakahalaga.

Ang mga screen ng mga boiler na ito ay napapailalim sa kaagnasan parehong panlabas at panloob. sa loob. Ang kanilang panlabas na kaagnasan ay inilarawan sa nakaraang talata ng kabanatang ito, ngunit ang pagkasira ng panloob na ibabaw ng mga tubo ay hindi katulad ng alinman sa mga uri ng metal na kaagnasan na inilarawan sa itaas

Ang kaagnasan ay naganap pangunahin mula sa gilid ng apoy ng itaas na bahagi ng mga hilig na tubo ng malamig na funnel at sinamahan ng paglitaw ng mga hukay ng kaagnasan (Larawan 63a). Kasunod nito, ang bilang ng mga naturang shell ay tumaas, at isang tuluy-tuloy na strip (kung minsan ay dalawang parallel na guhitan) ng corroded metal ay lumitaw (Larawan 63.6). Ang kawalan ng kaagnasan sa lugar ng mga welded joints ay katangian din.

Sa loob ng mga tubo mayroong isang deposito ng maluwag na putik na 0.1-0.2 mm ang kapal, na pangunahing binubuo ng bakal at tanso na mga oksido. Ang pagtaas sa pagkasira ng kaagnasan ng metal ay hindi sinamahan ng pagtaas sa kapal ng layer ng putik samakatuwid, ang kaagnasan sa ilalim ng layer ng putik ay hindi ang pangunahing sanhi ng kaagnasan ng panloob na ibabaw ng mga tubo ng screen.

Ang tubig ng boiler ay nagpapanatili ng isang purong phosphate alkalinity na rehimen. Ang mga Phosphate ay ipinakilala sa boiler hindi patuloy, ngunit pana-panahon.

Ang pinakamahalaga ay ang katotohanan na ang temperatura ng pipe metal ay pana-panahong tumaas nang husto at kung minsan ay nasa itaas ng 600 ° C (Larawan 64). Ang zone ng pinakamadalas at pinakamataas na pagtaas ng temperatura ay kasabay ng zone ng pinakamalaking pagkasira ng metal. Ang pagbabawas ng presyon sa boiler sa 140-165 atm (i.e., sa presyon kung saan gumagana ang mga bagong serial boiler) ay hindi nagbago sa likas na katangian ng pansamantalang pagtaas sa temperatura ng tubo, ngunit sinamahan ng isang makabuluhang pagbaba sa maximum na halaga nito. temperatura. Ang mga dahilan para sa pana-panahong pagtaas sa temperatura ng bahagi ng apoy ng mga hilig na tubo ay malamig. ang mga funnel ay hindi pa napag-aaralan nang detalyado.

Tinutugunan ng aklat na ito ang mga partikular na isyu na may kaugnayan sa pagganap ng mga bahagi ng bakal ng isang steam boiler. Ngunit para pag-aralan ang mga praktikal na isyu na ito kailangan mong malaman pangkalahatang impormasyon tungkol sa istraktura ng bakal at mga katangian nito Sa mga diagram na nagpapakita ng istraktura ng mga metal, ang mga atom ay minsan ay inilalarawan bilang mga bola na nakikipag-ugnayan sa isa't isa (Larawan 1). malinaw na ipinapakita ang pag-aayos ng mga atom na may kaugnayan sa bawat isa kaibigan. Ang pagguho ay ang unti-unting pagkasira ng ibabaw na layer ng metal sa ilalim ng impluwensya ng mekanikal na stress. Ang pinakakaraniwang uri ng pagguho ng mga elemento ng bakal - isang steam boiler - ay ang kanilang pagkagalos ng mga solidong particle ng abo na gumagalaw kasama ng mga flue gas. Sa matagal na pagkagalos, ang isang unti-unting pagbaba sa kapal ng mga pader ng tubo ay nangyayari, at pagkatapos ay ang kanilang pagpapapangit at pagkalagot sa ilalim ng impluwensya ng panloob na presyon.

Panimula

Ang corrosion (mula sa Latin na corrosio - corrosion) ay ang kusang pagkasira ng mga metal bilang resulta ng pakikipag-ugnayan ng kemikal o pisikal-kemikal sa kapaligiran. Sa pangkalahatan, ito ang pagkasira ng anumang materyal - maging metal o keramika, kahoy o polimer. Ang sanhi ng kaagnasan ay thermodynamic instability mga materyales sa pagtatayo sa mga epekto ng mga sangkap sa kapaligiran na nakikipag-ugnayan sa kanila. Halimbawa - oxygen corrosion ng bakal sa tubig:

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

SA araw-araw na buhay Para sa mga bakal na haluang metal (bakal), ang terminong "rusting" ay mas madalas na ginagamit. Ang mga kaso ng kaagnasan ng mga polimer ay hindi gaanong kilala. May kaugnayan sa kanila, mayroong konsepto ng "pagtanda", katulad ng terminong "kaagnasan" para sa mga metal. Halimbawa, ang pag-iipon ng goma dahil sa pakikipag-ugnayan sa atmospheric oxygen o ang pagkasira ng ilang mga plastik sa ilalim ng impluwensya ng pag-ulan, pati na rin ang biological corrosion. Ang rate ng kaagnasan, tulad ng iba pa kemikal na reaksyon depende talaga sa temperature. Ang isang pagtaas sa temperatura ng 100 degrees ay maaaring tumaas ang corrosion rate sa pamamagitan ng ilang mga order ng magnitude.

Ang mga proseso ng kaagnasan ay nailalarawan sa pamamagitan ng malawak na pamamahagi at iba't ibang mga kondisyon at kapaligiran kung saan ito nangyayari. Samakatuwid, walang solong at komprehensibong pag-uuri ng mga kaso ng kaagnasan na nakatagpo. Ang pangunahing pag-uuri ay ginawa ayon sa mekanismo ng proseso. Mayroong dalawang uri: chemical corrosion at electrochemical corrosion. Ang abstract na ito ay nagsusuri ng kemikal na kaagnasan sa detalye gamit ang halimbawa ng maliit at malaking kapasidad na mga planta ng boiler ng barko.

Ang mga proseso ng kaagnasan ay nailalarawan sa pamamagitan ng malawak na pamamahagi at iba't ibang mga kondisyon at kapaligiran kung saan ito nangyayari. Samakatuwid, walang solong at komprehensibong pag-uuri ng mga kaso ng kaagnasan na nakatagpo.

Depende sa uri ng agresibong kapaligiran kung saan nangyayari ang proseso ng pagkasira, ang kaagnasan ay maaaring sa mga sumusunod na uri:

1) -Gas corrosion

2) - Kaagnasan sa mga di-electrolytes

3) -Atmospheric corrosion

4) -Kaagnasan sa mga electrolyte

5) -Kaagnasan sa ilalim ng lupa

6) -Biocorrosion

7) - Kaagnasan ng stray current.

Ayon sa mga kondisyon ng proseso ng kaagnasan, ang mga sumusunod na uri ay nakikilala:

1) - Contact corrosion

2) - Kaagnasan ng siwang

3) -Kaagnasan sa panahon ng bahagyang paglulubog

4) -Kaagnasan sa panahon ng buong paglulubog

5) -Kaagnasan sa panahon ng alternating immersion

6) -Kaagnasan ng alitan

7) -Stress kaagnasan.

Sa likas na katangian ng pagkawasak:

Kumpletong kaagnasan na sumasakop sa buong ibabaw:

1) - uniporme;

2) - hindi pantay;

3) -pumili.

Lokal (lokal) na kaagnasan na sumasaklaw sa mga indibidwal na lugar:

1) - mga spot;

2) - ulcerative;

3) - spot (o pitting);

4) - sa pamamagitan ng;

5) - intercrystalline.

1. Chemical corrosion

Isipin natin ang metal sa proseso ng paggawa ng pinagsamang metal sa isang plantang metalurhiko: isang mainit-init na masa ang gumagalaw sa mga kinatatayuan ng isang rolling mill. Ang mga nagniningas na splashes ay lumilipad mula sa kanya sa lahat ng direksyon. Ito ay kapag ang mga particle ng scale ay humiwalay mula sa ibabaw ng metal - isang produkto ng kemikal na kaagnasan na nagreresulta mula sa pakikipag-ugnayan ng metal sa atmospheric oxygen. Ang prosesong ito ng kusang pagkasira ng isang metal dahil sa direktang interaksyon ng mga particle ng oxidizer at ang oxidized na metal ay tinatawag na chemical corrosion.

Ang kemikal na kaagnasan ay ang pakikipag-ugnayan ng isang ibabaw ng metal na may isang (kinakaing unti-unti) na kapaligiran, na hindi sinamahan ng paglitaw ng mga proseso ng electrochemical sa hangganan ng bahagi. Sa kasong ito, ang mga pakikipag-ugnayan ng oksihenasyon ng metal at pagbawas ng bahagi ng oxidizing ng kinakaing unti-unti na kapaligiran ay nangyayari sa isang pagkilos. Halimbawa, ang pagbuo ng sukat kapag ang mga materyales na nakabatay sa bakal ay tumutugon sa mataas na temperatura na may oxygen:

4Fe + 3O 2 → 2Fe 2 O 3

Sa panahon ng electrochemical corrosion, ang ionization ng metal atoms at ang pagbabawas ng oxidizing component ng corrosive na kapaligiran ay hindi nangyayari sa isang pagkilos at ang kanilang mga rate ay nakasalalay sa electrode potential ng metal (halimbawa, kalawang ng bakal sa tubig dagat).

Sa kemikal na kaagnasan, ang oksihenasyon ng metal at pagbabawas ng bahagi ng oxidizing ng kinakaing unti-unti na kapaligiran ay nangyayari nang sabay-sabay. Ang ganitong kaagnasan ay sinusunod kapag ang mga metal ay nalantad sa mga tuyong gas (hangin, mga produktong pagkasunog ng gasolina) at mga likidong non-electrolytes (langis, gasolina, atbp.) at ito ay isang heterogenous na kemikal na reaksyon.

Ang proseso ng kemikal na kaagnasan ay nangyayari tulad ng sumusunod. Ang bahagi ng oxidizing ng panlabas na kapaligiran, na nag-aalis ng mga valence electron mula sa metal, ay sabay-sabay na pumapasok sa isang kemikal na tambalan kasama nito, na bumubuo ng isang pelikula (produkto ng kaagnasan) sa ibabaw ng metal. Ang karagdagang pagbuo ng pelikula ay nangyayari dahil sa mutual two-way diffusion sa pamamagitan ng pelikula ng agresibong daluyan patungo sa metal at metal na mga atomo patungo sa panlabas na kapaligiran at ang kanilang pakikipag-ugnayan. Bukod dito, kung ang resultang pelikula ay may proteksiyon na mga katangian, ibig sabihin, pinipigilan nito ang pagsasabog ng mga atomo, pagkatapos ay nagpapatuloy ang kaagnasan sa self-braking sa paglipas ng panahon. Ang nasabing pelikula ay nabuo sa tanso sa temperatura ng pag-init na 100 °C, sa nikel sa 650, sa bakal sa 400 °C. Ang pag-init ng mga produktong bakal sa itaas ng 600 °C ay humahantong sa pagbuo ng isang maluwag na pelikula sa kanilang ibabaw. Sa pagtaas ng temperatura, ang proseso ng oksihenasyon ay nagpapabilis.

Ang pinakakaraniwang uri ng kaagnasan ng kemikal ay ang kaagnasan ng mga metal sa mga gas sa mataas na temperatura - kaagnasan ng gas. Ang mga halimbawa ng naturang kaagnasan ay ang oksihenasyon ng mga furnace fitting at mga bahagi ng makina panloob na pagkasunog, mga rehas na bar, mga bahagi ng mga lampara ng kerosene at oksihenasyon sa panahon ng pagproseso ng mataas na temperatura ng mga metal (pagpapanday, pag-roll, pagtatatak). Ang iba pang mga produkto ng kaagnasan ay maaari ding mabuo sa ibabaw ng mga produktong metal. Halimbawa, kapag nakalantad sa mga compound ng sulfur, ang mga compound ng asupre ay nabuo sa bakal;

Ang temperatura ay may malaking impluwensya sa rate ng kemikal na kaagnasan. Habang tumataas ang temperatura, tumataas ang rate ng kaagnasan ng gas. Ang komposisyon ng kapaligiran ng gas ay may isang tiyak na epekto sa rate ng kaagnasan ng iba't ibang mga metal. Kaya, ang nickel ay matatag sa isang kapaligiran ng oxygen at carbon dioxide, ngunit lubos na nabubulok sa isang kapaligiran ng sulfur dioxide. Ang tanso ay madaling kapitan ng kaagnasan sa isang oxygen na kapaligiran, ngunit ito ay matatag sa isang sulfur dioxide na kapaligiran. Ang Chromium ay lumalaban sa kaagnasan sa lahat ng tatlong kapaligiran ng gas.

Upang maprotektahan laban sa gas corrosion, ang heat-resistant alloying na may chromium, aluminum at silicon ay ginagamit, na lumilikha ng mga proteksiyon na kapaligiran at proteksiyon na mga patong aluminyo, kromo, silikon at enamel na lumalaban sa init.

2. Chemical corrosion sa mga steam boiler ng barko.

Mga uri ng kaagnasan. Sa panahon ng operasyon, ang mga elemento ng isang steam boiler ay nakalantad sa agresibong media - tubig, singaw at mga gas ng tambutso. Mayroong kemikal at electrochemical corrosion.

Ang mga bahagi at bahagi ng mga makina na tumatakbo sa mataas na temperatura ay madaling kapitan ng kemikal na kaagnasan - piston at turbine engine, rocket engine, atbp. Ang kemikal na pagkakaugnay ng karamihan sa mga metal para sa oxygen sa mataas na temperatura ay halos walang limitasyon, dahil ang mga oxide ng lahat ng teknikal na mahahalagang metal ay maaaring matunaw sa mga metal at umalis sa sistema ng balanse:

2Me(t) + O 2 (g) 2MeO(t);

MeO(t) [MeO] (solusyon)

Sa ilalim ng mga kondisyong ito, ang oksihenasyon ay palaging posible, ngunit kasama ang paglusaw ng oksido, isang layer ng oksido ay lilitaw din sa ibabaw ng metal, na maaaring makapigil sa proseso ng oksihenasyon. Ang rate ng metal oxidation ay depende sa rate ng chemical reaction mismo at ang rate ng diffusion ng oxidizing agent sa pamamagitan ng film, at samakatuwid ay mas mataas ang protective effect ng film, mas maganda ang continuity nito at mas mababa ang diffusion ability nito. Ang pagpapatuloy ng pelikula na nabuo sa ibabaw ng metal ay maaaring masuri sa pamamagitan ng ratio ng dami ng nabuong oksido o ilang iba pang tambalan sa dami ng metal na ginugol sa pagbuo ng oksido na ito (Pilling-Badwords factor). Coefficient a (Pilling-Badwords factor) y may iba't ibang mga metal iba't ibang kahulugan<1, не могут создавать сплошные оксидные слои, и через несплошности в слое (трещины) кислород свободно проникает к поверхности металла.

. Mga metal na mayroong a = Ang tuluy-tuloy at matatag na mga layer ng oxide ay nabuo sa a

1.2-1.6, ngunit sa malalaking halaga ng isang ang mga pelikula ay hindi tuloy-tuloy, madaling ihiwalay mula sa ibabaw ng metal (iron scale) bilang resulta ng mga panloob na stress. = Ang Pilling-Badwords factor ay nagbibigay ng isang tinatayang pagtatantya, dahil ang komposisyon ng mga layer ng oxide ay may malawak na hanay ng homogeneity, na makikita rin sa density ng oxide. Kaya, halimbawa, para sa chromium a

2.02 (para sa mga purong phase), ngunit ang oxide film na nabuo dito ay napaka-lumalaban sa mga impluwensya sa kapaligiran. Ang kapal ng oxide film sa ibabaw ng metal ay nag-iiba depende sa oras.

Ang electrochemical corrosion, gaya ng ipinahihiwatig ng pangalan nito, ay nauugnay hindi lamang sa mga proseso ng kemikal, kundi pati na rin sa paggalaw ng mga electron sa nakikipag-ugnayan na media, i.e. na may hitsura ng electric current. Ang mga prosesong ito ay nangyayari kapag ang metal ay nakikipag-ugnayan sa mga electrolyte na solusyon, na nagaganap sa isang steam boiler kung saan ang tubig ng boiler ay umiikot, na isang solusyon ng mga asing-gamot at alkali na nawasak sa mga ion. Nangyayari din ang electrochemical corrosion kapag ang metal ay nakipag-ugnayan sa hangin (sa normal na temperatura), na palaging naglalaman ng singaw ng tubig, na nag-condenses sa ibabaw ng metal sa anyo ng isang manipis na pelikula ng kahalumigmigan, na lumilikha ng mga kondisyon para sa electrochemical corrosion na mangyari.

Ang kaagnasan ng bakal sa mga steam boiler, na nagaganap sa ilalim ng impluwensya ng singaw ng tubig, ay pangunahing bumababa sa sumusunod na reaksyon:

3Fe + 4H20 = Fe2O3 + 4H2

Maaari nating ipagpalagay na ang panloob na ibabaw ng boiler ay kumakatawan sa isang manipis na pelikula ng magnetic iron oxide. Sa panahon ng pagpapatakbo ng boiler, ang oxide film ay patuloy na nawasak at nabuo muli, at ang hydrogen ay inilabas. Dahil ang ibabaw na pelikula ng magnetic iron oxide ay kumakatawan sa pangunahing proteksyon para sa bakal, dapat itong mapanatili sa isang estado ng hindi bababa sa pagkamatagusin sa tubig.
Para sa mga boiler, fitting, water at steam pipelines, kadalasang simpleng carbon o low-alloy steels ang ginagamit. Ang corrosive medium sa lahat ng kaso ay tubig o singaw ng tubig na may iba't ibang antas ng kadalisayan.
Ang temperatura kung saan maaaring mangyari ang proseso ng kaagnasan ay mula sa temperatura ng silid kung saan matatagpuan ang hindi aktibong boiler hanggang sa kumukulong punto ng mga saturated solution kapag gumagana ang boiler, kung minsan ay umaabot sa 700°. Ang solusyon ay maaaring may temperatura na mas mataas kaysa sa kritikal na temperatura ng purong tubig (374°). Gayunpaman, ang mataas na konsentrasyon ng asin sa mga boiler ay bihira.
Ang mekanismo kung saan ang pisikal at kemikal na mga sanhi ay maaaring humantong sa film failure sa steam boiler ay mahalagang iba sa mekanismong pinag-aralan sa mas mababang temperatura sa hindi gaanong kritikal na kagamitan. Ang pagkakaiba ay ang rate ng kaagnasan sa mga boiler ay mas malaki dahil sa mataas na temperatura at presyon. Ang mataas na rate ng paglipat ng init mula sa mga dingding ng boiler patungo sa kapaligiran, na umaabot sa 15 cal/cm2sec, ay nagpapataas din ng kaagnasan.

CORROSION NG POT

Ang hugis ng mga corrosion pits at ang kanilang pamamahagi sa ibabaw ng metal ay maaaring mag-iba nang malaki. Ang mga corrosion pit ay minsan nabubuo sa loob ng mga umiiral na hukay at kadalasang napakalapit na ang ibabaw ay nagiging lubhang hindi pantay.

Pagkilala sa pitting corrosion

Ang pagtukoy sa sanhi ng pagbuo ng pinsala sa kaagnasan ng isang tiyak na uri ay kadalasang napakahirap, dahil ang ilang mga sanhi ay maaaring kumilos nang sabay-sabay; bilang karagdagan, ang isang bilang ng mga pagbabago na nangyayari kapag ang boiler ay lumalamig mula sa mataas na temperatura at kapag ang tubig ay pinatuyo kung minsan ay nagtatakip sa mga phenomena na naganap sa panahon ng operasyon. Gayunpaman, ang karanasan ay lubos na nakakatulong sa pagkilala sa pitting corrosion sa mga boiler. Halimbawa, napagmasdan na ang pagkakaroon ng itim na magnetic iron oxide sa isang corrosion shell o sa ibabaw ng isang tubercle ay nagpapahiwatig na ang isang aktibong proseso ay nagaganap sa boiler. Ang ganitong mga obserbasyon ay kadalasang ginagamit upang suriin ang mga hakbang na ginawa upang maprotektahan laban sa kaagnasan.
Ang iron oxide na nabubuo sa mga lugar na may aktibong corrosion ay hindi dapat ihalo sa itim na magnetic iron oxide, na kung minsan ay naroroon bilang isang suspensyon sa tubig ng boiler. Dapat tandaan na alinman sa kabuuang halaga ng pinong dispersed magnetic iron oxide, o ang halaga ng hydrogen na inilabas sa boiler ay hindi maaaring magsilbi bilang isang maaasahang tagapagpahiwatig ng antas at lawak ng kaagnasan na nagaganap. Ang ferrous hydrate na pumapasok sa boiler mula sa mga dayuhang pinagmumulan, tulad ng mga condensate tank o boiler supply piping, ay maaaring bahagyang ipaliwanag ang pagkakaroon ng parehong iron oxide at hydrogen sa boiler. Ang ferrous hydroxide na ibinibigay kasama ng feed water ay tumutugon sa boiler sa pamamagitan ng reaksyon.

3Fe (OH)2 = Fe3O4 + 2H2O + H2.

Mga dahilan na nakakaimpluwensya sa pagbuo ng pitting corrosion

Mga dayuhang dumi at stress. Ang mga nonmetallic inclusions sa bakal, pati na rin ang stress, ay maaaring lumikha ng mga anodic na lugar sa ibabaw ng metal. Karaniwan, ang mga corrosion pit ay may iba't ibang laki at random na nakakalat sa ibabaw. Sa pagkakaroon ng mga stress, ang lokasyon ng mga shell ay sumusunod sa direksyon ng inilapat na stress. Kasama sa mga karaniwang halimbawa ang mga tubo ng palikpik kung saan nabibitak ang mga palikpik, gayundin ang mga lugar ng paglalagab ng boiler tube.
Natunaw na oxygen.
Posible na ang pinakamalakas na activator ng pitting corrosion ay oxygen na natunaw sa tubig. Sa lahat ng temperatura, kahit na sa isang alkaline na solusyon, ang oxygen ay nagsisilbing isang aktibong depolarizer. Bilang karagdagan, ang mga elemento ng konsentrasyon ng oxygen ay madaling mangyari sa mga boiler, lalo na sa ilalim ng sukat o kontaminasyon, kung saan ang mga stagnant na lugar ay nilikha. Ang karaniwang hakbang upang labanan ang ganitong uri ng kaagnasan ay deaeration.
Natunaw na carbonic anhydride.
Dahil ang mga solusyon ng carbonic anhydride ay may bahagyang acidic na reaksyon, pinabilis nito ang kaagnasan sa mga boiler. Binabawasan ng alkaline boiler water ang pagiging agresibo ng dissolved carbonic anhydride, ngunit ang resultang benepisyo ay hindi umaabot sa steam-fed surface o condensate lines. Ang pag-alis ng carbonic anhydride kasama ng dissolved oxygen sa pamamagitan ng mechanical deaeration ay karaniwan.
Kamakailan, sinubukang gamitin ang cyclohexylamine upang alisin ang kaagnasan sa mga linya ng singaw at condensate sa mga sistema ng pag-init.
Mga deposito sa mga dingding ng boiler.
Kadalasan, ang mga corrosion pit ay matatagpuan sa kahabaan ng panlabas na ibabaw (o sa ilalim ng ibabaw) ng mga deposito tulad ng mill scale, boiler sludge, boiler scale, mga produktong corrosion, at oil films. Sa sandaling nagsimula, ang pitting corrosion ay patuloy na bubuo maliban kung ang mga produkto ng corrosion ay aalisin. Ang ganitong uri ng lokal na kaagnasan ay pinahusay ng cathodic (kaugnay ng boiler steel) na likas na katangian ng mga deposito o sa pamamagitan ng pag-ubos ng oxygen sa ilalim ng mga deposito.
Copper sa tubig ng boiler.
Isinasaalang-alang ang malaking dami ng mga haluang tanso na ginagamit para sa mga pantulong na kagamitan (capacitors, pumps, atbp.), Hindi nakakagulat na sa karamihan ng mga kaso ang mga deposito ng boiler ay naglalaman ng tanso. Karaniwan itong naroroon sa isang metal na estado, kung minsan sa anyo ng isang oksido. Ang halaga ng tanso sa mga deposito ay nag-iiba mula sa mga fraction ng isang porsyento hanggang sa halos purong tanso.
Ang tanong ng kahalagahan ng mga deposito ng tanso sa kaagnasan ng boiler ay hindi maaaring ituring na nalutas. Ang ilan ay nagtatalo na ang tanso ay naroroon lamang sa panahon ng proseso ng kaagnasan at hindi ito nakakaapekto sa anumang paraan, ang iba, sa kabaligtaran, ay naniniwala na ang tanso, bilang isang katod na may kaugnayan sa bakal, ay maaaring mag-ambag sa pitting corrosion. Wala sa mga pananaw na ito ang nakumpirma ng mga direktang eksperimento.
Sa maraming mga kaso, kaunti (o kahit na walang) kaagnasan ang naobserbahan sa kabila ng mga deposito sa buong boiler na naglalaman ng malaking halaga ng tansong metal. Mayroon ding katibayan na kapag ang tanso ay nakipag-ugnayan sa mababang-carbon na bakal sa alkaline na tubig ng boiler sa mataas na temperatura, ang tanso ay nawasak nang mas mabilis kaysa sa bakal. Ang mga singsing na tanso, mga crimping na dulo ng mga flared pipe, mga tansong rivet at mga screen ng mga pantulong na kagamitan kung saan ang tubig ng boiler ay dumadaan ay halos ganap na nawasak kahit na sa medyo mababang temperatura. Dahil dito, pinaniniwalaan na ang tansong metal ay hindi nagpapataas ng kaagnasan ng boiler steel. Ang idineposito na tanso ay maaaring ituring na lamang bilang ang huling produkto ng pagbabawas ng tansong oksido sa pamamagitan ng hydrogen sa oras ng pagbuo nito.
Sa kabaligtaran, ang napakalakas na corrosion pitting ng boiler metal ay madalas na sinusunod sa paligid ng mga deposito na lalong mayaman sa tanso. Ang mga obserbasyong ito ay humantong sa mungkahi na ang tanso, dahil ito ay cathodic sa bakal, ay nagtataguyod ng pitting corrosion.
Ang ibabaw ng mga boiler ay bihirang nagpapakita ng nakalantad na bakal na bakal. Kadalasan, mayroon itong proteksiyon na layer na pangunahing binubuo ng iron oxide. Posible na kung saan nabubuo ang mga bitak sa layer na ito, ang isang ibabaw ay nakalantad na anodic sa tanso. Sa ganitong mga lugar, ang pagbuo ng mga corrosion pits ay tumataas. Maaari din nitong ipaliwanag, sa ilang mga kaso, ang pinabilis na kaagnasan sa mga lugar kung saan nabuo ang isang shell, pati na rin ang matinding pitting corrosion, kung minsan ay sinusunod pagkatapos ng paglilinis ng mga boiler gamit ang mga acid.
Hindi wastong pagpapanatili ng mga idle boiler.
Ang isa sa mga pinakakaraniwang sanhi ng mga corrosion pit ay ang kakulangan ng wastong pangangalaga para sa mga idle boiler. Ang isang idle boiler ay dapat panatilihing ganap na tuyo o puno ng tubig na ginagamot sa paraang imposible ang kaagnasan.
Ang tubig na natitira sa panloob na ibabaw ng isang hindi aktibong boiler ay natutunaw ang oxygen mula sa hangin, na humahantong sa pagbuo ng mga shell, na sa kalaunan ay magiging mga sentro sa paligid kung saan bubuo ang proseso ng kaagnasan.
Ang mga karaniwang tagubilin para sa pagprotekta sa mga idle boiler mula sa kaagnasan ay ang mga sumusunod:
1) pag-alis ng tubig mula sa isang mainit pa ring boiler (mga 90°); paghihip ng hangin sa boiler hanggang sa ganap itong matuyo at manatiling tuyo;
2) pagpuno sa boiler ng alkaline na tubig (pH = 11), na naglalaman ng labis na SO3 ions (mga 0.01%), at pag-iimbak sa ilalim ng tubig o steam seal;
3) pagpuno sa boiler ng alkaline solution na naglalaman ng mga chromic acid salts (0.02-0.03% CrO4").
Kapag nililinis ng kemikal ang mga boiler, ang proteksiyon na layer ng iron oxide ay aalisin sa maraming lugar. Kasunod nito, ang mga lugar na ito ay maaaring hindi sakop ng isang bagong nabuo na tuluy-tuloy na layer at lilitaw ang mga shell sa kanila, kahit na walang tanso. Kaya't inirerekomenda na kaagad pagkatapos ng paglilinis ng kemikal, ang iron oxide layer ay i-renew sa pamamagitan ng paggamot sa isang kumukulong alkaline solution (katulad ng ginagawa para sa mga bagong boiler na papasok).

Kaagnasan ng mga economizer

Ang mga pangkalahatang probisyon tungkol sa kaagnasan ng boiler ay nalalapat nang pantay-pantay sa mga economizer. Gayunpaman, ang economizer, na nagpapainit ng feed water at matatagpuan sa harap ng boiler, ay lalong sensitibo sa pagbuo ng mga corrosion pits. Ito ay kumakatawan sa unang mataas na temperatura na ibabaw na nakakaranas ng mapanirang epekto ng oxygen na natunaw sa feed water. Bilang karagdagan, ang tubig na dumadaan sa economizer sa pangkalahatan ay may mababang halaga ng pH at hindi naglalaman ng mga chemical retardant.
Ang paglaban sa kaagnasan ng mga economizer ay nagsasangkot ng deaerating ng tubig at pagdaragdag ng alkali at chemical retarder.
Minsan ang tubig sa boiler ay ginagamot sa pamamagitan ng pagpasa ng bahagi nito sa pamamagitan ng isang economizer. Sa kasong ito, dapat na iwasan ang mga deposito ng putik sa economizer. Ang epekto ng naturang boiler water recirculation sa kalidad ng singaw ay dapat ding isaalang-alang.

PAGGAgamot sa BOILER WATER

Kapag tinatrato ang tubig ng boiler para sa proteksyon ng kaagnasan, ang pangunahing layunin ay upang bumuo at mapanatili ang isang proteksiyon na pelikula sa mga ibabaw ng metal. Ang kumbinasyon ng mga sangkap na idinagdag sa tubig ay nakasalalay sa mga kondisyon ng pagpapatakbo, lalo na ang presyon, temperatura, thermal tension, at ang kalidad ng feed water. Gayunpaman, sa lahat ng kaso, tatlong panuntunan ang dapat sundin: ang tubig ng boiler ay dapat alkaline, hindi dapat maglaman ng dissolved oxygen at hindi dapat dumihan ang ibabaw ng heating.
Ang caustic soda ay nagbibigay ng pinakamahusay na proteksyon sa pH = 11-12. Sa pagsasagawa, sa mga kumplikadong komposisyon ng tubig sa boiler, ang pinakamahusay na mga resulta ay nakukuha sa pH = 11. Para sa mga boiler na tumatakbo sa mga presyon sa ibaba 17.5 kg/cm2, ang pH ay karaniwang pinananatili sa pagitan ng 11.0 at 11.5. Para sa mas mataas na presyon, dahil sa posibilidad ng pagkasira ng metal bilang resulta ng hindi tamang sirkulasyon at isang lokal na pagtaas sa konsentrasyon ng solusyon sa alkali, ang pH ay karaniwang kinukuha na 10.5 - 11.0.
Upang alisin ang natitirang oxygen, ang mga ahente ng pagbabawas ng kemikal ay malawakang ginagamit: mga asing-gamot ng sulfurous acid, ferrous hydroxide at mga organic na ahente ng pagbabawas. Ang mga ferrous compound ay napakahusay sa pag-alis ng oxygen, ngunit bumubuo ng putik na may hindi kanais-nais na epekto sa paglipat ng init. Ang mga organikong pampababa, dahil sa kanilang kawalang-tatag sa mataas na temperatura, ay karaniwang hindi inirerekomenda para sa mga boiler na tumatakbo sa mga presyon na higit sa 35 kg/cm2. May katibayan ng pagkabulok ng sulfuric acid salts sa mataas na temperatura. Gayunpaman, ang kanilang paggamit sa maliliit na konsentrasyon sa mga boiler na tumatakbo sa ilalim ng mga presyon hanggang sa 98 kg/cm2 ay malawakang ginagawa. Maraming mga high pressure installation ang gumagana nang walang chemical deaeration.
Ang halaga ng mga espesyal na kagamitan para sa deaeration, sa kabila ng hindi mapag-aalinlanganan na mga benepisyo nito, ay hindi palaging nabibigyang katwiran para sa mga maliliit na pag-install na tumatakbo sa medyo mababang presyon. Sa mga pressure na mas mababa sa 14 kg/cm2, ang bahagyang deaeration sa mga feedwater heater ay maaaring magdala ng dissolved oxygen content sa humigit-kumulang 0.00007%. Ang pagdaragdag ng mga kemikal na nagpapababa ng ahente ay nagbibigay ng magandang resulta, lalo na kapag ang pH ng tubig ay higit sa 11, at ang mga oxygen binder ay idinagdag bago ang tubig ay pumasok sa boiler, na nagsisiguro na ang oxygen ay nasisipsip sa labas ng boiler.

CORROSION SA CONCENTRATED BOILER WATER

Ang mababang konsentrasyon ng caustic soda (mga 0.01%) ay nakakatulong na mapanatili ang layer ng oxide sa bakal sa isang estado na mapagkakatiwalaan na nagbibigay ng proteksyon laban sa kaagnasan. Ang lokal na pagtaas ng konsentrasyon ay nagdudulot ng matinding kaagnasan.
Ang mga lugar sa ibabaw ng boiler kung saan ang konsentrasyon ng alkali ay umabot sa isang mapanganib na halaga ay karaniwang nailalarawan sa pamamagitan ng labis na supply ng init na may kaugnayan sa nagpapalipat-lipat na tubig. Ang mga alkali-rich zone na malapit sa ibabaw ng metal ay maaaring lumitaw sa iba't ibang lugar sa boiler. Nagaganap ang corrosion pitting sa mga guhit o pahabang lugar, kung minsan ay makinis at kung minsan ay puno ng matigas at siksik na magnetic oxide.
Ang mga tubo na matatagpuan nang pahalang o bahagyang nakahilig at nakalantad sa matinding radiation mula sa itaas ay nabubulok sa loob, kasama ang itaas na generatrix. Ang mga katulad na kaso ay naobserbahan sa mga high-power na boiler, at muling ginawa sa mga espesyal na idinisenyong eksperimento.
Ang mga tubo kung saan ang sirkulasyon ng tubig ay hindi pantay o naaabala dahil sa mabigat na pagkarga ng boiler ay maaaring masira sa kahabaan ng mas mababang generatrix. Minsan ang kaagnasan ay mas malinaw kasama ang variable na antas ng tubig sa mga gilid na ibabaw. Madalas na mapapansin ang masaganang akumulasyon ng magnetic iron oxide—minsan ay maluwag, minsan ay bumubuo ng mga siksik na masa.
Ang sobrang pag-init ng bakal ay kadalasang nagdaragdag ng pagkasira. Ito ay maaaring mangyari bilang isang resulta ng pagbuo ng isang layer ng singaw sa tuktok ng inclined tube. Ang pagbuo ng isang steam jacket ay posible rin sa mga vertical na tubo na may mas mataas na supply ng init, tulad ng ipinahiwatig ng mga sukat ng temperatura sa iba't ibang lugar sa mga tubo sa panahon ng pagpapatakbo ng boiler. Ang karaniwang data na nakuha mula sa mga sukat na ito ay ipinakita sa Fig. 7. Ang mga limitadong lugar ng sobrang pag-init sa mga patayong tubo na may normal na temperatura sa itaas at ibaba ng "hot spot" ay maaaring resulta ng pagkulo ng tubig sa pelikula.
Sa tuwing may nabubuong steam bubble sa ibabaw ng boiler tube, tumataas ang temperatura ng metal sa ilalim.
Ang isang pagtaas sa konsentrasyon ng alkali sa tubig ay dapat mangyari sa interface: steam bubble - tubig - heating surface. Sa Fig. ipinakita na kahit na ang isang bahagyang pagtaas sa temperatura ng film ng tubig sa pakikipag-ugnay sa metal at sa lumalawak na bula ng singaw ay humahantong sa isang konsentrasyon ng caustic soda, na sinusukat sa mga porsyento at hindi mga bahagi bawat milyon. Ang pelikula ng tubig na pinayaman ng alkali, na nabuo bilang isang resulta ng paglitaw ng bawat bula ng singaw, ay nakakaapekto sa isang maliit na bahagi ng metal at sa napakaikling panahon. Gayunpaman, ang kabuuang epekto ng singaw sa ibabaw ng pag-init ay maihahalintulad sa patuloy na pagkilos ng isang puro alkali solution, sa kabila ng katotohanan na ang kabuuang masa ng tubig ay naglalaman lamang ng mga bahagi bawat milyon ng caustic soda. Ilang mga pagtatangka ang ginawa upang makahanap ng solusyon sa isyung nauugnay sa lokal na pagtaas ng konsentrasyon ng caustic soda sa mga heating surface. Kaya, iminungkahi na magdagdag ng mga neutral na asing-gamot (halimbawa, mga metal chlorides) sa tubig sa mas mataas na konsentrasyon kaysa sa caustic soda. Gayunpaman, pinakamahusay na ganap na alisin ang pagdaragdag ng caustic soda at tiyakin ang kinakailangang halaga ng pH sa pamamagitan ng pagpapakilala ng mga hydrolyzable salt ng phosphoric acid. Ang ugnayan sa pagitan ng pH ng solusyon at ang konsentrasyon ng sodium phosphorus salt ay ipinapakita sa Fig. Bagama't ang tubig na naglalaman ng sodium phosphorus salt ay may mataas na halaga ng pH, maaari itong ma-evaporate nang walang makabuluhang pagtaas ng konsentrasyon ng mga hydroxyl ions.
Gayunpaman, dapat itong tandaan na ang pag-aalis ng pagkilos ng caustic soda ay nangangahulugan lamang na ang isang kadahilanan na nagpapabilis ng kaagnasan ay naalis. Kung ang isang steam jacket ay nabuo sa mga tubo, kung gayon kahit na ang tubig ay hindi naglalaman ng alkali, ang kaagnasan ay posible pa rin, bagaman sa isang mas mababang lawak kaysa sa pagkakaroon ng caustic soda. Ang solusyon sa problema ay dapat ding hinahangad sa pamamagitan ng pagbabago ng disenyo, na isinasaalang-alang sa parehong oras ang pagkahilig patungo sa isang patuloy na pagtaas sa intensity ng enerhiya ng mga ibabaw ng pag-init, na, sa turn, ay tiyak na nagpapataas ng kaagnasan. Kung ang temperatura ng isang manipis na layer ng tubig nang direkta sa heating surface ng tubo ay lumampas sa average na temperatura ng tubig sa sisidlan ng hindi bababa sa isang maliit na halaga, ang konsentrasyon ng caustic soda sa naturang layer ay maaaring tumaas nang medyo malakas. Ang curve na humigit-kumulang ay nagpapakita ng mga kondisyon ng ekwilibriyo sa isang solusyon na naglalaman lamang ng sodium hydroxide. Ang eksaktong data ay nakasalalay, sa ilang lawak, sa presyon sa boiler.

ALKALINE BRITTLESS NG BAKAL

Ang alkali brittleness ay maaaring tukuyin bilang ang hitsura ng mga bitak sa lugar ng rivet seams o iba pang mga joints kung saan maaaring maipon ang puro alkali solution at kung saan mayroong mataas na mekanikal na stress.
Ang pinaka-seryosong pinsala ay halos palaging nangyayari sa lugar ng mga rivet seams. Minsan nagiging sanhi sila ng boiler na sumabog; Mas madalas na kinakailangan upang magsagawa ng mga mamahaling pag-aayos kahit na sa medyo bagong mga boiler. Isang riles ng Amerika ang nag-ulat ng pag-crack sa 40 locomotive boiler sa isang taon, na nangangailangan ng mga pagkukumpuni na nagkakahalaga ng humigit-kumulang $60,000. Ang hitsura ng brittleness ay naobserbahan din sa mga tubo sa mga lugar ng flaring, sa mga koneksyon, manifold at sa mga lugar ng sinulid na koneksyon.

Kinakailangan ang stress upang maging sanhi ng pagkasira ng alkali

Ang pagsasanay ay nagpapakita ng mababang posibilidad ng malutong na bali ng maginoo na boiler steel kung ang mga stress ay hindi lalampas sa lakas ng ani. Ang mga stress na nilikha ng presyon ng singaw o isang pantay na distributed load mula sa sariling timbang ng istraktura ay hindi maaaring humantong sa pagbuo ng mga bitak. Gayunpaman, ang mga stress na nabuo sa pamamagitan ng rolling boiler sheets, deformation sa panahon ng riveting, o anumang malamig na pagtatrabaho na may kasamang permanenteng deformation ay maaaring maging sanhi ng mga bitak.
Ang pagkakaroon ng mga panlabas na inilapat na mga stress ay hindi kinakailangan para sa pagbuo ng mga bitak. Ang isang boiler steel sample na dati nang hawak sa ilalim ng pare-parehong bending stress at pagkatapos ay inilabas ay maaaring pumutok sa isang alkaline na solusyon na ang konsentrasyon ay katumbas ng tumaas na konsentrasyon ng alkali sa tubig ng boiler.

Konsentrasyon ng alkali

Ang normal na konsentrasyon ng alkali sa boiler drum ay hindi maaaring maging sanhi ng mga bitak, dahil hindi ito lalampas sa 0.1% NaOH, at ang pinakamababang konsentrasyon kung saan ang alkali brittleness ay sinusunod ay humigit-kumulang 100 beses na mas mataas kaysa sa normal.
Ang ganitong mataas na konsentrasyon ay maaaring magresulta mula sa napakabagal na pag-agos ng tubig sa pamamagitan ng rivet seam o iba pang puwang. Ipinapaliwanag nito ang hitsura ng mga matitigas na asin sa labas ng karamihan sa mga rivet seams sa mga steam boiler. Ang pinaka-mapanganib na pagtagas ay isa na mahirap tuklasin Ito ay nag-iiwan ng nalalabi ng solidong bagay sa loob ng rivet seam kung saan may mataas na natitirang stress. Ang pinagsamang pagkilos ng stress at isang puro solusyon ay maaaring maging sanhi ng paglitaw ng mga basag ng alkali brittleness.

Alkali embrittlement detection device

Ang isang espesyal na aparato para sa pagsubaybay sa komposisyon ng tubig ay nagpaparami ng proseso ng pagsingaw ng tubig na may pagtaas ng konsentrasyon ng alkali sa isang stressed na sample ng bakal sa ilalim ng parehong mga kondisyon kung saan ito ay nangyayari sa lugar ng rivet seam. Ang pag-crack ng control sample ay nagpapahiwatig na ang boiler water ng komposisyon na ito ay may kakayahang magdulot ng alkali embrittlement. Samakatuwid, sa kasong ito, ang paggamot ng tubig ay kinakailangan upang maalis ang mga mapanganib na katangian nito. Gayunpaman, ang pag-crack ng control sample ay hindi nangangahulugan na ang mga bitak ay lumitaw na o lalabas sa boiler. Sa rivet seams o iba pang mga joints ay hindi kinakailangang parehong tumutulo (steaming), stress, at isang pagtaas sa konsentrasyon ng alkali, tulad ng sa control sample.
Ang control device ay direktang naka-install sa steam boiler at nagbibigay-daan sa iyo upang hatulan ang kalidad ng boiler water.
Ang pagsubok ay tumatagal ng 30 araw o higit pa na may patuloy na sirkulasyon ng tubig sa pamamagitan ng control device.

Alkali Brittleness Crack Recognition

Ang alkali brittleness crack sa conventional boiler steel ay may kakaibang katangian kaysa sa fatigue o high stress crack. Ito ay inilalarawan sa Fig. I9, na nagpapakita ng intergranular na katangian ng naturang mga bitak, na bumubuo ng isang pinong network. Ang pagkakaiba sa pagitan ng intergranular alkali brittleness crack at intragranular crack na dulot ng corrosion fatigue ay makikita sa pamamagitan ng paghahambing.
Sa mga bakal na haluang metal (halimbawa, nickel o silicon-manganese), na ginagamit para sa mga locomotive boiler, ang mga bitak ay nakaayos din sa isang grid, ngunit hindi palaging pumasa sa pagitan ng mga crystallites, tulad ng sa kaso ng ordinaryong boiler steel.

Teorya ng alkali brittleness

Ang mga atomo sa kristal na sala-sala ng isang metal na matatagpuan sa mga hangganan ng mga crystallite ay nakakaranas ng mas kaunting simetriko na impluwensya mula sa kanilang mga kapitbahay kaysa sa mga atomo sa natitirang bahagi ng masa ng butil. Samakatuwid, mas madali nilang iniwan ang kristal na sala-sala. Maaaring isipin ng isang tao na sa maingat na pagpili ng isang agresibong kapaligiran ay posible na makamit ang gayong pumipili na pag-alis ng mga atomo mula sa mga hangganan ng kristal. Sa katunayan, ipinapakita ng mga eksperimento na sa acidic, neutral (sa tulong ng isang mahinang electric current, na lumilikha ng mga kondisyon na kanais-nais para sa kaagnasan) at puro alkali solution, maaaring makuha ang intergranular cracking. Kung ang solusyon na nagdudulot ng pangkalahatang kaagnasan ay binago sa pamamagitan ng pagdaragdag ng ilang sangkap na bumubuo ng proteksiyon na pelikula sa ibabaw ng mga crystallites, ang kaagnasan ay puro sa mga hangganan sa pagitan ng mga crystallites.
Ang agresibong solusyon sa kasong ito ay solusyon ng caustic soda. Ang sodium silica salt ay maaaring maprotektahan ang mga ibabaw ng crystallites nang hindi naaapektuhan ang mga hangganan sa pagitan ng mga ito. Ang resulta ng isang pinagsamang proteksiyon at agresibong aksyon ay nakasalalay sa maraming mga pangyayari: konsentrasyon, temperatura, stress na estado ng metal at komposisyon ng solusyon.
Nariyan din ang colloidal theory ng alkali brittleness at ang theory ng action ng hydrogen dissolving sa steel.

Mga paraan upang labanan ang alkaline embrittlement

Ang isang paraan upang labanan ang alkali brittleness ay ang pagpapalit ng boiler riveting ng welding, na nag-aalis ng posibilidad ng pagtagas. Ang brittleness ay maaari ding alisin sa pamamagitan ng paggamit ng bakal na lumalaban sa intergranular corrosion o sa pamamagitan ng kemikal na paggamot sa tubig ng boiler. Sa riveted boiler na kasalukuyang ginagamit, ang huling paraan ay ang tanging katanggap-tanggap.
Ang mga paunang pagsusuri gamit ang isang control sample ay ang pinakamahusay na paraan upang matukoy ang pagiging epektibo ng ilang mga pandagdag na panlaban sa tubig. Ang sodium sulfide salt ay hindi pumipigil sa pag-crack. Ang sodium nitrogen salt ay matagumpay na ginamit upang maprotektahan laban sa pag-crack sa mga pressure na hanggang 52.5 kg/cm2. Ang concentrated sodium nitrogen salt solution na kumukulo sa atmospheric pressure ay maaaring magdulot ng stress corrosion crack sa mild steel.
Sa kasalukuyan, ang sodium nitrogen salt ay malawakang ginagamit sa mga nakatigil na boiler. Ang konsentrasyon ng sodium nitrogen salt ay tumutugma sa 20-30% ng alkali concentration.

CORROSION NG STEAM HEATERS

Ang kaagnasan sa mga panloob na ibabaw ng mga tubo ng superheater ay pangunahing sanhi ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng metal at singaw sa mataas na temperatura at, sa mas mababang lawak, sa pamamagitan ng pagpasok ng mga asing-gamot sa tubig sa boiler sa pamamagitan ng singaw. Sa huling kaso, ang mga pelikula ng mga solusyon na may mataas na konsentrasyon ng caustic soda ay maaaring mabuo sa mga dingding ng metal, na direktang nakakasira sa bakal o gumagawa ng mga deposito na sinter sa dingding ng mga tubo, na maaaring humantong sa pagbuo ng mga blowout. Sa mga idle boiler at sa mga kaso ng steam condensation sa medyo malamig na superheater, ang pitting corrosion ay maaaring bumuo sa ilalim ng impluwensya ng oxygen at carbonic anhydride.

Hydrogen bilang isang sukatan ng rate ng kaagnasan

Ang temperatura ng singaw sa mga modernong boiler ay lumalapit sa mga temperatura na ginagamit sa industriyal na produksyon ng hydrogen sa pamamagitan ng direktang reaksyon sa pagitan ng singaw at bakal.
Ang rate ng kaagnasan ng mga tubo na gawa sa carbon at haluang metal na bakal sa ilalim ng impluwensya ng singaw, sa mga temperatura hanggang sa 650 °, ay maaaring hatulan ng dami ng hydrogen na inilabas. Minsan ginagamit ang hydrogen evolution bilang sukatan ng pangkalahatang kaagnasan.
Kamakailan, tatlong uri ng maliliit na yunit para sa pag-alis ng mga gas at hangin ang ginamit sa mga planta ng kuryente sa US. Tinitiyak nila ang kumpletong pag-alis ng mga gas, at ang degassed condensate ay angkop para sa pagtukoy ng mga asing-gamot na dinadala ng singaw mula sa boiler. Ang tinatayang halaga ng kabuuang kaagnasan ng superheater sa panahon ng pagpapatakbo ng boiler ay maaaring makuha sa pamamagitan ng pagtukoy ng pagkakaiba sa mga konsentrasyon ng hydrogen sa mga sample ng singaw na kinuha bago at pagkatapos nitong dumaan sa superheater.

Kaagnasan na dulot ng mga impurities sa singaw

Ang puspos na singaw na pumapasok sa superheater ay nagdadala ng maliit ngunit masusukat na dami ng mga gas at asin mula sa tubig ng boiler. Ang pinakakaraniwang mga gas ay oxygen, ammonia at carbon dioxide. Kapag dumaan ang singaw sa superheater, walang nakikitang pagbabago sa konsentrasyon ng mga gas na ito. Tanging ang maliit na kaagnasan ng metal superheater ay maaaring maiugnay sa pagkilos ng mga gas na ito. Hindi pa napatunayan na ang mga asing-gamot na natunaw sa tubig, natuyo, o nadeposito sa mga elemento ng superheater ay maaaring mag-ambag sa kaagnasan. Gayunpaman, ang caustic soda, bilang pangunahing bahagi ng mga asing-gamot na dinadala ng tubig ng boiler, ay maaaring mag-ambag sa kaagnasan ng isang napakainit na tubo, lalo na kung ang alkali ay nakadikit sa metal na dingding.
Ang pagtaas ng kadalisayan ng saturated steam ay nakakamit sa pamamagitan ng lubusang pag-alis ng mga gas mula sa feed water. Ang pagbabawas ng dami ng mga asing-gamot na napasok sa singaw ay maaaring makamit sa pamamagitan ng masusing paglilinis sa itaas na header, ang paggamit ng mga mechanical separator, pag-flush ng saturated steam na may feed water, o angkop na kemikal na paggamot ng tubig.
Ang pagpapasiya ng konsentrasyon at likas na katangian ng mga gas na nakukuha ng puspos na singaw ay isinasagawa gamit ang mga nabanggit na aparato at pagsusuri ng kemikal. Ito ay maginhawa upang matukoy ang konsentrasyon ng mga asing-gamot sa puspos na singaw sa pamamagitan ng pagsukat ng electrical conductivity ng tubig o ang pagsingaw ng isang malaking halaga ng condensate.
Ang isang pinahusay na paraan para sa pagsukat ng electrical conductivity ay iminungkahi, at ang mga naaangkop na pagwawasto para sa ilang dissolved gas ay ibinibigay. Ang condensate sa mga miniature degassing unit na binanggit sa itaas ay maaari ding gamitin para sukatin ang electrical conductivity.
Kapag ang boiler ay idle, ang superheater ay isang refrigerator kung saan ang condensation ay naipon; Sa kasong ito, ang normal na underwater pitting ay posible kung ang singaw ay naglalaman ng oxygen o carbon dioxide.

Mga sikat na artikulo

Ang pagkilala sa mga uri ng kaagnasan ay mahirap, at, samakatuwid, ang mga pagkakamali ay karaniwan sa pagtukoy ng mga teknolohikal at ekonomikong pinakamainam na hakbang upang labanan ang kaagnasan. Ang mga pangunahing kinakailangang hakbang ay kinuha alinsunod sa mga dokumento ng regulasyon, na nagtatatag ng mga limitasyon ng mga pangunahing initiator ng kaagnasan.

GOST 20995-75 "Mga nakatigil na steam boiler na may presyon hanggang 3.9 MPa. Ang mga tagapagpahiwatig ng kalidad ng tubig ng feed at singaw" ay nag-normalize ng mga tagapagpahiwatig sa tubig ng feed: transparency, iyon ay, ang dami ng nasuspinde na mga impurities; pangkalahatang katigasan, nilalaman ng mga compound ng bakal at tanso - pag-iwas sa pagbuo ng sukat at mga deposito ng bakal at tansong oksido; pH value - pag-iwas sa alkaline at acid corrosion at pagbuo ng foam sa boiler drum; nilalaman ng oxygen - pinipigilan ang kaagnasan ng oxygen; nilalaman ng nitrite - pag-iwas sa kaagnasan ng nitrite; nilalaman ng mga produktong petrolyo - pinipigilan ang pagbuo ng bula sa boiler drum.

Ang mga halaga ng pamantayan ay tinutukoy ng GOST depende sa presyon sa boiler (samakatuwid, sa temperatura ng tubig), sa kapangyarihan ng lokal na daloy ng init at sa teknolohiya ng paggamot ng tubig.

Kapag sinisiyasat ang mga sanhi ng kaagnasan, una sa lahat, kinakailangan upang siyasatin (kung magagamit) ang mga lugar ng pagkasira ng metal, pag-aralan ang mga kondisyon ng operating ng boiler sa panahon ng pre-aksidente, pag-aralan ang kalidad ng feed water, singaw at mga deposito, at pag-aralan ang mga tampok ng disenyo ng boiler.

Sa panlabas na inspeksyon, ang mga sumusunod na uri ng kaagnasan ay maaaring pinaghihinalaan.

Oxygen corrosion

: mga seksyon ng pumapasok ng mga bakal na economizer pipe; supply ng mga pipeline kapag nakatagpo ng hindi sapat na deoxygenated (sa itaas ng normal) na tubig - "mga breakthrough" ng oxygen dahil sa mahinang deaeration; feed water heater; lahat ng mga basang lugar ng boiler sa panahon ng pagsasara at pagkabigo na gumawa ng mga hakbang upang maiwasan ang pagpasok ng hangin sa boiler, lalo na sa mga stagnant na lugar, kapag nag-draining ng tubig, mula sa kung saan mahirap alisin ang steam condensate o ganap na punuin ng tubig, halimbawa, mga vertical na tubo ng mga superheater. Sa panahon ng downtime, ang kaagnasan ay pinahusay (na-localize) sa pagkakaroon ng alkali (mas mababa sa 100 mg/l).

Ang kaagnasan ng oxygen ay bihirang (kapag ang nilalaman ng oxygen sa tubig ay makabuluhang mas mataas kaysa sa pamantayan - 0.3 mg/l) ay lumilitaw sa mga aparato ng paghihiwalay ng singaw ng mga boiler drum at sa drum wall sa hangganan ng antas ng tubig; sa mga downpipe. Hindi nangyayari ang kaagnasan sa mga riser pipe dahil sa deaerating na epekto ng mga bula ng singaw.

Uri at kalikasan ng pinsala. Ang mga ulser na may iba't ibang lalim at lapad, kadalasang natatakpan ng mga tubercle, ang itaas na crust nito ay mapula-pula na mga iron oxide (marahil hematite Fe 2 O 3). Katibayan ng aktibong kaagnasan: sa ilalim ng crust ng mga tubercle mayroong isang itim na likidong sediment, malamang na magnetite (Fe 3 O 4) na may halong sulfate at chlorides. Sa patay na kaagnasan, mayroong isang walang laman sa ilalim ng crust, at ang ilalim ng ulser ay natatakpan ng mga deposito ng sukat at putik.

Sa tubig pH > 8.5 - bihira ang mga ulser, ngunit mas malaki at mas malalim, sa pH< 8,5 - встречаются чаще, но меньших размеров. Только вскрытие бугорков помогает интерпретировать бугорки не как поверхностные отложения, а как следствие коррозии.

Kapag ang bilis ng tubig ay higit sa 2 m/s, ang mga tubercle ay maaaring magkaroon ng pahaba na hugis sa direksyon ng paggalaw ng jet.

. Ang mga magnetic crust ay medyo siksik at maaaring magsilbing isang maaasahang hadlang sa pagtagos ng oxygen sa mga tubercles. Ngunit sila ay madalas na nawasak bilang isang resulta ng pagkapagod ng kaagnasan, kapag ang temperatura ng tubig at metal ay nagbabago ng cyclically: madalas na paghinto at pagsisimula ng boiler, pulsating paggalaw ng steam-water mixture, stratification ng steam-water mixture sa magkahiwalay na mga plug ng singaw at tubig, sumusunod sa isa't isa.

Tumataas ang kaagnasan sa pagtaas ng temperatura (hanggang 350 °C) at pagtaas ng nilalaman ng chloride sa tubig ng boiler. Minsan ang kaagnasan ay pinahusay ng mga produkto ng thermal decomposition ng ilang mga organikong sangkap sa feedwater.

kanin. 1. Hitsura ng oxygen corrosion

Alkaline (sa isang mas makitid na kahulugan - intergranular) kaagnasan

Mga lugar ng pinsala sa kaagnasan ng metal. Mga tubo sa mga lugar na may mataas na kapangyarihan na daloy ng init (lugar ng burner at sa tapat ng pinahabang tanglaw) - 300-400 kW/m2 at kung saan ang temperatura ng metal ay 5-10 °C na mas mataas kaysa sa kumukulong punto ng tubig sa isang naibigay na presyon; mga hilig at pahalang na tubo kung saan mahina ang sirkulasyon ng tubig; mga lugar sa ilalim ng makapal na sediments; mga zone na malapit sa mga backing ring at sa mga welds mismo, halimbawa, sa mga lugar kung saan ang mga intra-drum vapor separation device ay hinangin; mga lugar na malapit sa mga rivet.

Uri at kalikasan ng pinsala. Hemispherical o elliptical depression na puno ng mga produkto ng kaagnasan, kadalasang may kasamang makintab na mga kristal ng magnetite (Fe 3 O 4). Karamihan sa mga depresyon ay natatakpan ng matigas na crust. Sa gilid ng mga tubo na nakaharap sa firebox, ang mga recess ay maaaring kumonekta, na bumubuo ng isang tinatawag na corrosion track na 20-40 mm ang lapad at hanggang 2-3 m ang haba.

Kung ang crust ay hindi sapat na matatag at siksik, kung gayon ang kaagnasan ay maaaring humantong - sa ilalim ng mga kondisyon ng mekanikal na stress - sa hitsura ng mga bitak sa metal, lalo na malapit sa mga bitak: rivets, rolling joints, welding point ng vapor separation device.

Mga Dahilan ng Pagkasira ng Kaagnasan. Sa mataas na temperatura - higit sa 200 ° C - at isang mataas na konsentrasyon ng caustic soda (NaOH) - 10% o higit pa - ang proteksiyon na pelikula (crust) sa metal ay nawasak:

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

Ang intermediate na produkto na NaFeO 2 ay sumasailalim sa hydrolysis:

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

Iyon ay, sa reaksyong ito (2) ang caustic soda ay nabawasan, sa mga reaksyon (1), (2) hindi ito natupok, ngunit gumaganap bilang isang katalista.

Kapag naalis ang magnetite, ang caustic soda at tubig ay maaaring direktang tumugon sa bakal upang maglabas ng atomic hydrogen:

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

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

Ang pinakawalan na hydrogen ay nakakapag-diffuse sa metal at bumubuo ng methane (CH 4) na may iron carbide:

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

Posible rin na pagsamahin ang atomic hydrogen sa molecular hydrogen (H + H = H 2).

Ang methane at molecular hydrogen ay hindi maaaring tumagos sa metal; Bilang karagdagan, pinipigilan ng mga gas na ito ang pagbuo at compaction ng mga proteksiyon na pelikula.

Ang isang puro solusyon ng caustic soda ay nabuo sa mga lugar ng malalim na pagsingaw ng tubig ng boiler: siksik na mga deposito ng mga asing-gamot (isang uri ng sub-sludge corrosion); isang krisis ng nucleate boiling, kapag ang isang matatag na vapor film ay nabuo sa itaas ng metal - doon ang metal ay halos hindi nasira, ngunit sa mga gilid ng pelikula, kung saan ang aktibong pagsingaw ay nangyayari, ang caustic soda ay puro; ang pagkakaroon ng mga bitak kung saan nangyayari ang pagsingaw, na iba sa pagsingaw sa buong dami ng tubig: ang caustic soda ay sumingaw na mas malala kaysa sa tubig, hindi nahuhugasan ng tubig at naiipon. Kumikilos sa metal, ang caustic soda ay bumubuo ng mga bitak sa mga hangganan ng butil na nakadirekta sa metal (isang uri ng intergranular corrosion - siwang).

Ang intergranular corrosion sa ilalim ng impluwensya ng alkaline boiler water ay madalas na puro sa boiler drum.

kanin. 3. Intergranular corrosion: a - microstructure ng metal bago ang corrosion, b - microstructure sa corrosion stage, pagbuo ng mga bitak sa mga hangganan ng butil ng metal

Ang ganitong nakakapinsalang epekto sa metal ay posible lamang sa sabay-sabay na pagkakaroon ng tatlong mga kadahilanan:

• lokal na tensile mechanical stresses na malapit sa o bahagyang lumampas sa lakas ng ani, iyon ay, 2.5 MN/mm 2;
• maluwag na joints ng mga bahagi ng drum (ipinahiwatig sa itaas), kung saan ang malalim na pagsingaw ng tubig ng boiler ay maaaring mangyari at kung saan ang pag-iipon ng caustic soda ay natutunaw ang proteksiyon na pelikula ng mga iron oxide (konsentrasyon ng NaOH ay higit sa 10%, ang temperatura ng tubig ay higit sa 200 ° C at - lalo na - mas malapit sa 300 ° C). Kung ang boiler ay pinapatakbo sa isang presyon na mas mababa kaysa sa na-rate na presyon (halimbawa, 0.6-0.7 MPa sa halip na 1.4 MPa), kung gayon ang posibilidad ng ganitong uri ng kaagnasan ay bumababa;
• isang hindi kanais-nais na kumbinasyon ng mga sangkap sa tubig ng boiler, na walang kinakailangang mga proteksiyon na konsentrasyon ng mga inhibitor ng ganitong uri ng kaagnasan. Ang mga sodium salt ay maaaring kumilos bilang mga inhibitor: sulfates, carbonates, phosphates, nitrates, cellulose sulfite liquor.

kanin. 4. Hitsura ng intergranular corrosion

Ang mga bitak ng kaagnasan ay hindi bubuo kung ang sumusunod na ratio ay sinusunod:

(Na 2 SO 4 + Na 2 CO 3 + Na 3 PO 4 + NaNO 3)/(NaOH) ≥ 5.3 (6)

kung saan ang Na 2 SO 4, Na 2 CO 3, Na 3 PO 4, NaNO 3, NaOH ay ang mga nilalaman ng sodium sulfate, sodium carbonate, sodium phosphate, sodium nitrate at sodium hydroxide, ayon sa pagkakabanggit, mg/kg.

Sa kasalukuyang gawa na mga boiler, hindi bababa sa isa sa mga tinukoy na kondisyon para sa paglitaw ng kaagnasan ay wala.

Ang pagkakaroon ng mga silikon na compound sa tubig ng boiler ay maaari ding magpataas ng intergranular corrosion.

Ang NaCl sa ilalim ng mga kundisyong ito ay hindi isang corrosion inhibitor. Ito ay ipinakita sa itaas: ang mga chlorine ions (Cl -) ay mga corrosion accelerators dahil sa kanilang mataas na kadaliang kumilos at maliit na sukat, madali silang tumagos sa mga protective oxide film at gumagawa ng mataas na natutunaw na mga asing-gamot na may bakal (FeCl 2, FeCl 3) sa halip na mga hindi natutunaw na iron oxides; .

Sa tubig ng boiler, ang mga halaga ng kabuuang mineralization ay tradisyonal na sinusubaybayan, sa halip na ang nilalaman ng mga indibidwal na asin. Marahil para sa kadahilanang ito, ang standardisasyon ay ipinakilala hindi ayon sa ipinahiwatig na ratio (6), ngunit ayon sa halaga ng kamag-anak na alkalinity ng tubig ng boiler:

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

kung saan Shq rel - kamag-anak alkalinity ng boiler water,%; Shch ov rel - relatibong alkalinity ng ginagamot (karagdagang) tubig, %; Shch ov - kabuuang alkalinity ng ginagamot (karagdagang) tubig, mmol/l; S ov - mineralization ng ginagamot (karagdagang) tubig (kabilang ang chloride content), mg/l.

Ang kabuuang alkalinity ng ginagamot (karagdagang) tubig ay maaaring kunin nang pantay, mmol/l:

• pagkatapos ng sodium cationization - ang kabuuang alkalinity ng pinagmumulan ng tubig;
• pagkatapos ng hydrogen-sodium cationization parallel - (0.3-0.4), o sequential na may "gutom" na pagbabagong-buhay ng hydrogen-cation exchange filter - (0.5-0.7);
• pagkatapos ng sodium cationization na may acidification at sodium chlorine ionization - (0.5-1.0);
• pagkatapos ng ammonium-sodium cationization - (0.5-0.7);
• pagkatapos ng liming sa 30-40 °C - (0.35-1.0);
• pagkatapos ng coagulation - (Sh tungkol sa ref - D k), kung saan ang Sh tungkol sa ref ay ang kabuuang alkalinity ng pinagmumulan ng tubig, mmol/l; D k - dosis ng coagulant, mmol/l;
• pagkatapos ng soda liming sa 30-40 °C - (1.0-1.5), at sa 60-70 °C - (1.0-1.2).

Ang mga halaga ng kamag-anak na alkalinity ng tubig ng boiler ayon sa mga pamantayan ng Rostechnadzor ay tinatanggap, %, hindi hihigit sa:

• para sa mga boiler na may riveted drums - 20;
• para sa mga boiler na may welded drums at pipe na pinagsama sa kanila - 50;
• para sa mga boiler na may welded drums at pipe na hinangin sa kanila - anumang halaga, hindi standardized.

kanin. 4. Resulta ng intergranular corrosion

Ayon sa mga pamantayan ng Rostechnadzor, ang Shch kv rel ay isa sa mga pamantayan para sa ligtas na operasyon ng mga boiler. Mas tama na suriin ang criterion para sa potensyal na alkaline aggressiveness ng boiler water, na hindi isinasaalang-alang ang nilalaman ng chlorine ion:

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

kung saan ang Ksh ay isang criterion para sa potensyal na alkaline aggressiveness ng boiler water; S ov - mineralization ng ginagamot (karagdagang) tubig (kabilang ang chloride content), mg/l; Cl - - nilalaman ng chlorides sa ginagamot (karagdagang) tubig, mg/l; Shch ov - kabuuang alkalinity ng ginagamot (karagdagang) tubig, mmol/l.

Ang halaga ng K sch ay maaaring kunin:

• para sa mga boiler na may riveted drums pressure na higit sa 0.8 MPa ≥ 5;
• para sa mga boiler na may mga welded drum at pipe na pinagsama sa kanila na may presyon na higit sa 1.4 MPa ≥ 2;
• para sa mga boiler na may welded drums at pipe na hinangin sa kanila, pati na rin para sa mga boiler na may welded drums at pipe na pinagsama sa kanila na may presyon na hanggang 1.4 MPa at boiler na may riveted drums na may presyon na hanggang 0.8 MPa - huwag mag-standardize.

Kaagnasan ng putik

Pinagsasama ng pangalang ito ang ilang iba't ibang uri ng kaagnasan (alkali, oxygen, atbp.). Ang akumulasyon ng maluwag at porous na deposito at putik sa iba't ibang lugar ng boiler ay nagdudulot ng kaagnasan ng metal sa ilalim ng putik. Ang pangunahing dahilan: kontaminasyon ng feed water na may mga iron oxide.

Nitrite corrosion

. Mga screen at boiler pipe ng boiler sa gilid na nakaharap sa firebox.

Uri at kalikasan ng pinsala. Bihirang, mahigpit na limitado ang malalaking ulser.

. Kung mayroong higit sa 20 μg/l ng nitrite ions (NO - 2) sa feed water, at ang temperatura ng tubig ay higit sa 200 ° C, ang mga nitrite ay nagsisilbing cathodic depolarizers ng electrochemical corrosion, na binabawasan sa HNO 2, NO, N 2 (tingnan sa itaas).

Steam-water corrosion

Mga lokasyon ng pagkasira ng metal corrosion. Ang outlet na bahagi ng superheater coils, superheated steam steam pipelines, pahalang at bahagyang hilig na steam generating pipe sa mga lugar na mahina ang sirkulasyon ng tubig, minsan kasama ang upper form ng outlet coils ng kumukulong water economizers.

Uri at kalikasan ng pinsala. Ang mga plake ng siksik na itim na iron oxide (Fe 3 O 4), ay mahigpit na nakadikit sa metal. Kapag ang temperatura ay nagbabago, ang pagpapatuloy ng plaka (crust) ay nagambala at ang mga kaliskis ay nahuhulog. Unipormeng pagnipis ng metal na may mga umbok, mga paayon na bitak, mga putol.

Maaari itong makilala bilang sub-sludge corrosion: sa anyo ng malalim na mga ulser na may malabo na mga gilid, kadalasang malapit sa mga weld na nakausli sa tubo, kung saan naipon ang putik.

Mga sanhi ng pinsala sa kaagnasan:

• daluyan ng paghuhugas - singaw sa mga superheater, mga pipeline ng singaw, "mga unan" ng singaw sa ilalim ng isang layer ng putik;
• temperatura ng metal (bakal 20) higit sa 450 °C, daloy ng init sa seksyon ng metal - 450 kW/m 2;
• paglabag sa rehimen ng pagkasunog: slagging ng mga burner, pagtaas ng kontaminasyon ng mga tubo sa loob at labas, hindi matatag (vibrating) na pagkasunog, pagpahaba ng sulo patungo sa mga tubo ng screen.

Ang resulta: direktang pakikipag-ugnayan ng kemikal ng bakal sa singaw ng tubig (tingnan sa itaas).

Microbiological corrosion

Sanhi ng aerobic at anaerobic bacteria, lumilitaw sa temperatura na 20-80 ° C.

Mga lokasyon ng pinsala sa metal. Mga tubo at lalagyan sa boiler na may tubig sa tinukoy na temperatura.

Uri at kalikasan ng pinsala. Ang mga tubercle ay may iba't ibang laki: diameter mula sa ilang milimetro hanggang ilang sentimetro, bihira - ilang sampu-sampung sentimetro. Ang mga tubercle ay natatakpan ng mga siksik na iron oxide - isang basurang produkto ng aerobic bacteria. Sa loob ay may itim na pulbos at suspensyon (iron sulfide FeS) - isang produkto ng sulfate-reducing anaerobic bacteria sa ilalim ng black formation may mga round ulcers.

Mga sanhi ng pinsala. Ang natural na tubig ay laging naglalaman ng iron sulfate, oxygen at iba't ibang bakterya.

Ang bakal na bakterya sa pagkakaroon ng oxygen ay bumubuo ng isang pelikula ng mga iron oxide, kung saan ang anaerobic bacteria ay nagbabawas ng mga sulfate sa iron sulfide (FeS) at hydrogen sulfide (H 2 S). Sa turn, ang hydrogen sulfide ay nagsisimula sa pagbuo ng sulfurous (napaka-unstable) at sulfuric acid, at ang metal ay nabubulok.

Ang ganitong uri ay may hindi direktang epekto sa kaagnasan ng boiler: isang daloy ng tubig sa bilis na 2-3 m / s ang mga luha sa mga tubercle, dinadala ang kanilang mga nilalaman sa boiler, pinatataas ang akumulasyon ng putik.

Sa mga bihirang kaso, ang kaagnasan na ito ay maaaring mangyari sa boiler mismo kung, sa mahabang pag-shutdown ng boiler, ang reserba ay napuno ng tubig sa temperatura na 50-60 o C, at ang temperatura ay pinananatili dahil sa mga random na breakthroughs ng singaw mula sa mga kalapit na boiler.

Chelate corrosion

Mga lokasyon ng pinsala sa kaagnasan. Kagamitan kung saan ang singaw ay nahihiwalay sa tubig: boiler drum, steam separation device sa loob at labas ng drum, gayundin - bihira - sa mga pipeline ng feedwater at economizer.

Uri at kalikasan ng pinsala. Ang ibabaw ng metal ay makinis, ngunit kung ang daluyan ay gumagalaw sa mataas na bilis, kung gayon ang corroded na ibabaw ay hindi makinis, ay may hugis ng horseshoe depression at "buntot" na nakatuon sa direksyon ng paggalaw. Ang ibabaw ay natatakpan ng isang manipis na matte o itim na makintab na pelikula. Walang mga halatang deposito, at walang mga produkto ng kaagnasan, dahil ang "chelate" (mga organikong polyamine compound na espesyal na ipinakilala sa boiler) ay gumanti na.

Sa pagkakaroon ng oxygen, na bihirang mangyari sa isang normal na operating boiler, ang corroded surface ay "pinalakas": pagkamagaspang, mga isla ng metal.

Mga Dahilan ng Pagkasira ng Kaagnasan. Ang mekanismo ng pagkilos ng "chelate" ay inilarawan nang mas maaga ("Industrial at heating boiler houses at mini-CHP", 1(6)΄ 2011, p. 40).

Ang "Chelate" corrosion ay nangyayari kapag may labis na dosis ng "chelate," ngunit posible rin sa isang normal na dosis, dahil ang "chelate" ay puro sa mga lugar kung saan ang matinding pagsingaw ng tubig ay nangyayari: ang nucleate boiling ay pinapalitan ng film boiling. Sa mga steam separation device, may mga kaso ng partikular na mapanirang "chelate" corrosion dahil sa mataas na turbulent velocities ng tubig at steam-water mixture.

Ang lahat ng inilarawan na pinsala sa kaagnasan ay maaaring magkaroon ng isang synenergetic na epekto, upang ang kabuuang pinsala mula sa pinagsamang pagkilos ng iba't ibang mga kadahilanan ng kaagnasan ay maaaring lumampas sa kabuuan ng pinsala mula sa mga indibidwal na uri ng kaagnasan.

Bilang isang patakaran, ang pagkilos ng mga kinakaing unti-unti ay nagpapabuti sa hindi matatag na rehimen ng thermal ng boiler, na nagiging sanhi ng pagkapagod ng kaagnasan at nagpapasimula ng thermal fatigue corrosion: ang bilang ng mga pagsisimula mula sa isang malamig na estado ay higit sa 100, ang kabuuang bilang ng mga pagsisimula ay higit sa 200 Dahil ang mga ganitong uri ng pinsala sa metal ay bihirang mangyari, ang mga bitak, ang mga rupture na tubo ay may hitsura na kapareho ng pinsala sa metal mula sa iba't ibang uri ng kaagnasan.

Karaniwan, upang matukoy ang sanhi ng pagkasira ng metal, kinakailangan ang mga karagdagang pag-aaral ng metallographic: radiography, ultrasound, color at magnetic particle flaw detection.

Ang iba't ibang mga mananaliksik ay nagmungkahi ng mga programa para sa pag-diagnose ng mga uri ng pinsala sa kaagnasan sa mga bakal na boiler. Ang programa ng VTI (A.F. Bogachev at mga katrabaho) ay kilala - pangunahin para sa mga high-pressure power boiler, at ang mga pagpapaunlad ng Energochermet association - pangunahin para sa low- at medium-pressure power boiler at waste heat boiler.