Korózia v teplovodných kotloch, vykurovacie systémy, vykurovacie systémy je oveľa bežnejší ako v parných kondenzačných systémoch. Vo väčšine prípadov sa táto situácia vysvetľuje tým, že pri navrhovaní systému ohrevu vody je to dané menej pozornosti, aj keď faktory vzniku a následného rozvoja korózie v kotloch zostávajú úplne rovnaké ako u parných kotlov a všetkých ostatných zariadení. Rozpustený kyslík, ktorý sa neodstráni odvzdušnením, soli tvrdosti, oxid uhličitý vstup do teplovodných kotlov s napájacou vodou spôsobiť rôzne druhy korózia - alkalická (medzikryštalická), kyslíková, chelátová, kalová. Je potrebné povedať, že chelátová korózia vo väčšine prípadov vzniká v prítomnosti určitých chemických činidiel, takzvaných "komplexónov".
Aby sa zabránilo vzniku korózie v teplovodných kotloch a jej následnému rozvoju, je potrebné brať vážne a zodpovedne prípravu charakteristík vody určenej na doplňovanie. Je potrebné zabezpečiť viazanie voľného oxidu uhličitého, kyslíka, uviesť hodnotu pH na prijateľnú úroveň, prijať opatrenia na ochranu hliníkových, bronzových a medených prvkov vykurovacích zariadení a kotlov, potrubí a vykurovacích zariadení pred koróziou.
V poslednej dobe sa špeciálne chemikálie používajú pre vysokokvalitné nápravné vykurovacie siete, teplovodné kotly a iné zariadenia.
Voda je zároveň univerzálnym rozpúšťadlom a lacnou chladiacou kvapalinou, je výhodné ju používať vo vykurovacích systémoch. Ale nedostatočná príprava na to môže viesť k nepríjemným následkom, z ktorých jeden je korózia kotla. Možné riziká sú primárne spojené s prítomnosťou veľkého množstva nežiaducich nečistôt v ňom. Je možné zabrániť vzniku a rozvoju korózie, ale iba vtedy, ak jasne rozumiete príčinám jej vzniku a tiež ste oboznámení s moderné technológie.
Pre teplovodné kotly, rovnako ako pre všetky vykurovacie systémy, ktoré používajú vodu ako chladiacu kvapalinu, sú však charakteristické tri typy problémov v dôsledku prítomnosti nasledujúcich nečistôt:
- mechanicky nerozpustný;
- rozpustený tvoriaci zrazeninu;
- korozívny.
Každý z týchto typov nečistôt môže spôsobiť koróziu a poruchu teplovodného kotla alebo iného zariadenia. Okrem toho prispievajú k zníženiu účinnosti a produktivity kotla.
A ak sa používa dlhší čas v vykurovacie systémy neprešiel špeciálny výcvik vody, môže to viesť k vážnym následkom – poruche obehových čerpadiel, zmenšeniu priemeru prívodu vody a následnému poškodeniu, poruche regulačných a uzatváracích ventilov. Najjednoduchšie mechanické nečistoty - hlina, piesok, obyčajná špina - sú prítomné takmer všade, ako napr voda z vodovodu a v artézskych zdrojoch. Aj v chladiacich kvapalinách sú vo veľkých množstvách produkty korózie povrchov prenosu tepla, potrubí a iných kovových prvkov systému, ktoré sú neustále v kontakte s vodou. Netreba dodávať, že ich prítomnosť časom vyvoláva veľmi vážne poruchy vo fungovaní teplovodných kotlov a všetkých tepelno-energetických zariadení, ktoré sú spojené najmä s koróziou kotla, tvorbou vápenné usadeniny, strhávanie solí a penenie kotlovej vody.
Najčastejším dôvodom, pre ktorý korózia kotla, sú to uhličitanové usadeniny, ktoré vznikajú pri použití vody so zvýšenou tvrdosťou, ktorých odstránenie je možné cez. Je potrebné poznamenať, že v dôsledku prítomnosti solí tvrdosti sa tvorí vodný kameň aj pri nízkych teplotách vykurovacie zariadenia. Ale to nie je jediná príčina korózie. Napríklad po zahriatí vody na teplotu vyššiu ako 130 stupňov sa výrazne zníži rozpustnosť síranu vápenatého, čo vedie k vrstve hustého vodného kameňa. V tomto prípade je vývoj korózie kovových povrchov teplovodných kotlov nevyhnutný.
Korózne javy v kotloch sa najčastejšie objavujú na vnútornom tepelne namáhanom povrchu a relatívne menej často na vonkajšom.
V druhom prípade je zničenie kovu spôsobené - vo väčšine prípadov - kombinovaným pôsobením korózie a erózie, ktoré má niekedy prevládajúci význam.
Vonkajším znakom deštrukcie eróziou je čistý kovový povrch. Pri korozívnom pôsobení na jeho povrchu zvyčajne zostávajú produkty korózie.
Vnútorná (vo vodnom prostredí) korózia a procesy vodného kameňa môžu zhoršiť vonkajšiu koróziu (v plynnom prostredí) v dôsledku tepelného odporu vrstvy vodného kameňa a koróznych usadenín, a tým aj zvýšenia teploty na povrchu kovu.
Vonkajšia korózia kovu (zo strany kotla) závisí od rôznych faktorov, ale predovšetkým od druhu a zloženia spaľovaného paliva.
Korózia plynových kotlov
Vykurovací olej obsahuje organické zlúčeniny vanádu a sodíka. Ak sa na stene potrubia smerom k peci nahromadia roztavené usadeniny trosky obsahujúcej zlúčeniny vanádu (V), potom pri veľkom prebytku vzduchu a / alebo teplote povrchu kovu 520 - 880 ° C nastanú tieto reakcie:
4Fe + 3V2O5 = 2Fe2O3 + 3V2O3 (1)
V2O3 + O2 = V2O5 (2)
Fe2O3 + V2O5 = 2FeV04 (3)
7Fe + 8FeVO4 = 5Fe3O4 + 4V2O3 (4)
(Zlúčeniny sodíka) + O2 = Na2O (5)
Možný je aj iný korózny mechanizmus zahŕňajúci vanád (kvapalná eutektická zmes):
2Na20. V2O4. 5V205 + 02 = 2Na20. 6V2O5 (6)
Na20. 6V205 + M = Na20. V2O4. 5V2O5 + MO (7)
(M - kov)
Zlúčeniny vanádu a sodíka sa pri spaľovaní paliva oxidujú na V2O5 a Na2O. V nánosoch priľnutých na povrchu kovu je Na2O spojivom. Kvapalina vytvorená v dôsledku reakcií (1)-(7) roztaví ochranný film magnetitu (Fe3O4), čo vedie k oxidácii kovu pod nánosmi (teplota topenia nánosov (trosky) je 590-880 ° C).
V dôsledku týchto procesov sa steny sitové rúry smerom k ohnisku sú rovnomerne riedené.
Zvýšenie teploty kovu, pri ktorom sa zlúčeniny vanádu stávajú tekutými, je uľahčené vnútornými usadeninami vodného kameňa v potrubiach. A teda, keď sa dosiahne teplota medze klzu kovu, dôjde k prasknutiu potrubia - dôsledok kombinovaného pôsobenia vonkajších a vnútorných usadenín.
Upevňovacie časti potrubných sitiek, ako aj výstupky zvarov rúrok tiež korodujú - zrýchľuje sa nárast teploty na ich povrchu: nie sú ochladzované zmesou pary a vody ako rúry.
Vykurovací olej môže obsahovať síru (2,0-3,5%) vo forme organických zlúčenín, elementárnu síru, síran sodný (Na2SO4), ktorý sa do oleja dostáva z formačných vôd. Na povrchu kovu je za takýchto podmienok korózia vanádu sprevádzaná sulfidovo-oxidovou koróziou. Ich kombinovaný účinok je najvýraznejší, keď usadeniny obsahujú 87 % V2O5 a 13 % Na2SO4, čo zodpovedá obsahu vanádu a sodíka v vykurovacom oleji v pomere 13/1.
V zime, keď sa vykurovací olej zahrieva parou v nádržiach (na uľahčenie vypúšťania), do neho vstupuje ďalšia voda v množstve 0,5-5,0%. Dôsledok: zvyšuje sa množstvo usadenín na nízkoteplotných povrchoch kotla a samozrejme sa zvyšuje korózia potrubí vykurovacieho oleja a nádrží na vykurovací olej.
Okrem vyššie opísanej schémy na deštrukciu tieniacich rúrok kotla má korózia prehrievačov, festónových rúrok, zväzkov kotlov, ekonomizérov niektoré znaky v dôsledku zvýšených - v niektorých častiach - rýchlostí plynu, najmä tých, ktoré obsahujú nespálené častice vykurovacieho oleja a exfoliované častice trosky.
Identifikácia korózie
Vonkajší povrch rúr je pokrytý hustou smaltovanou vrstvou šedých a tmavosivých usadenín. Na strane smerujúcej k ohnisku je stenčenie potrubia: ploché časti a plytké trhliny vo forme „značiek“ sú jasne viditeľné, ak je povrch očistený od usadenín a oxidových filmov.
Ak je potrubie núdzovo zničené, potom je viditeľná pozdĺžna úzka trhlina.
Korózia kotlov na práškové uhlie
Pri korózii vznikajúcej pôsobením produktov spaľovania uhlia má rozhodujúci význam síra a jej zlúčeniny. Okrem toho priebeh koróznych procesov ovplyvňujú chloridy (hlavne NaCl) a zlúčeniny alkalických kovov. Korózia je najpravdepodobnejšia, keď uhlie obsahuje viac ako 3,5 % síry a 0,25 % chlóru.
Popolček obsahujúci alkalické zlúčeniny a oxidy síry sa usadzuje na povrchu kovu pri teplote 560-730 °C. V tomto prípade sa v dôsledku prebiehajúcich reakcií tvoria sírany alkalických kovov, napríklad K3Fe(SO4)3 a Na3Fe(SO4)3. Táto roztavená troska zasa ničí (roztavuje) ochrannú vrstvu oxidu na kove – magnetite (Fe3O4).
Rýchlosť korózie je maximálna pri teplote kovu 680-730 °C, s jej nárastom rýchlosť klesá v dôsledku tepelného rozkladu korozívnych látok.
Najväčšia korózia je vo výstupných potrubiach prehrievača, kde je najvyššia teplota pary.
Identifikácia korózie
Na sitových rúrach je možné pozorovať ploché oblasti na oboch stranách rúry, ktoré sú vystavené koróznej deštrukcii. Tieto oblasti sa nachádzajú navzájom pod uhlom 30-45 °C a sú pokryté vrstvou sedimentov. Medzi nimi je relatívne „čistá“ oblasť vystavená „čelnému“ nárazu prúdu plynu.
Usadeniny pozostávajú z troch vrstiev: vonkajšia vrstva je porézny popolček, medzivrstva sú belavé vo vode rozpustné alkalické sírany a vnútorná vrstva sú lesklé čierne oxidy železa (Fe3O4) a sulfidy (FeS).
Na nízkoteplotných častiach kotlov - ekonomizér, ohrievač vzduchu, odťahový ventilátor - teplota kovu klesá pod "rosný bod" kyseliny sírovej.
Pri spaľovaní tuhého paliva klesá teplota plynu z 1650 °C v svetlici na 120 °C alebo menej v komíne.
Vplyvom ochladzovania plynov vzniká v parnej fáze kyselina sírová a pri kontakte s chladnejším kovovým povrchom pary kondenzujú a vytvárajú kvapalnú kyselinu sírovú. „Rosný bod“ kyseliny sírovej je 115-170 °C (možno aj viac - závisí od obsahu vodnej pary a oxidu síry (SO3) v prúde plynu).
Proces je opísaný reakciami:
S + O2 = SO2 (8)
SO3 + H2O = H2SO4 (9)
H2SO4 + Fe = FeSO4 + H2 (10)
V prítomnosti oxidov železa a vanádu je možná katalytická oxidácia SO3:
2SO2 + O2 = 2SO3 (11)
V niektorých prípadoch je korózia kyseliny sírovej pri spaľovaní uhlia menej výrazná ako pri spaľovaní hnedej, bridlice, rašeliny a dokonca aj zemného plynu – vzhľadom na relatívne väčšie uvoľňovanie vodnej pary z nich.
Identifikácia korózie
Tento typ korózie spôsobuje rovnomernú deštrukciu kovu. Zvyčajne je povrch drsný, s miernym hrdzavým povlakom a je podobný povrchu bez koróznych javov. Pri dlhšom pôsobení môže byť kov pokrytý nánosmi koróznych produktov, ktoré je potrebné pri skúmaní opatrne odstrániť.
Korózia pri prerušení prevádzky
Tento typ korózie sa objavuje na ekonomizéri a na tých miestach kotla, kde sú vonkajšie plochy pokryté zlúčeninami síry. Ako sa kotol ochladzuje, teplota kovu klesá pod „rosný bod“ a ako je popísané vyššie, ak sú v ňom usadeniny síry, tvorí sa kyselina sírová. Možno je medziproduktom kyselina sírová (H2SO3), ale je veľmi nestabilná a okamžite sa mení na kyselinu sírovú.
Identifikácia korózie
Kovové povrchy sú zvyčajne potiahnuté nátermi. Ak sa odstránia, nájdu sa oblasti deštrukcie kovov, kde boli usadeniny síry a oblasti nekorodovaného kovu. Takéto vzhľad odlišuje koróziu na odstavenom kotle od vyššie opísanej korózie kovu ekonomizéra a iných "studených" častí prevádzkovaného kotla.
Pri umývaní kotla sú korózne javy rozložené viac-menej rovnomerne po povrchu kovu v dôsledku erózie nánosov síry a nedostatočného vysychania povrchov. Pri nedostatočnom umývaní je korózia lokalizovaná tam, kde boli zlúčeniny síry.
erózia kovu
Erozívna deštrukcia kovu za určitých podmienok podlieha rôznych systémov kotol aj interne aj vonkajšia strana zahriaty kov a kde dochádza k turbulentnému prúdeniu vysokou rýchlosťou.
Nižšie sa uvažuje iba o erózii turbíny.
Turbíny podliehajú erózii v dôsledku nárazu pevných častíc a kvapiek kondenzátu pary. Pevné častice (oxidy) sa odlupujú z vnútorného povrchu prehrievačov a parovodov, najmä v podmienkach prechodných tepelných procesov.
Kvapky parného kondenzátu ničia najmä povrchy lopatiek posledného stupňa turbíny a drenážne potrubia. Erozívne a korozívne účinky parného kondenzátu sú možné, ak je kondenzát „kyslý“ – pH je pod päť jednotiek. Nebezpečná je aj korózia v prítomnosti chloridových pár (až 12 % hmotnosti usadenín) a hydroxidu sodného v kvapkách vody.
Identifikácia erózie
Deštrukcia kovu pri nárazoch kvapiek kondenzátu je najvýraznejšia na nábežných hranách lopatiek turbíny. Okraje sú pokryté tenkými priečnymi zubami a drážkami (drážkami), môžu existovať šikmé kužeľové výčnelky smerujúce k nárazom. Na nábežných hranách lopatiek sú výstupky a na ich zadných rovinách takmer chýbajú.
Poškodenie od pevných častíc je vo forme medzier, mikrozárezov a zárezov na predných hranách čepelí. Chýbajú drážky a šikmé kužele.
Korózia ocele v parných kotloch, ktorá prebieha pôsobením vodnej pary, sa redukuje hlavne na nasledujúcu reakciu:
3Fe + 4H20 = Fe203 + 4H2
Môžeme predpokladať, že vnútorný povrch kotla je tenký film magnetického oxidu železa. Počas prevádzky kotla sa oxidový film neustále ničí a znovu vytvára a uvoľňuje sa vodík. Pretože povrchový film magnetického oxidu železa je hlavnou ochranou ocele, mal by sa udržiavať v stave najmenšej priepustnosti vody.
Pre kotly, armatúry, vodovodné a parovody sa používajú hlavne jednoduché uhlíkové alebo nízkolegované ocele. Korozívnym médiom je vo všetkých prípadoch voda alebo vodná para rôzneho stupňa čistoty.
Teplota, pri ktorej môže proces korózie prebiehať, sa mení od teploty miestnosti, kde je kotol neaktívny, až po bod varu nasýtených roztokov počas prevádzky kotla, niekedy dosahuje 700 °. Roztok môže mať teplotu oveľa vyššiu ako je kritická teplota čistej vody (374°). Vysoké koncentrácie soli v kotloch sú však zriedkavé.
Mechanizmus, ktorým fyzikálne a chemické príčiny môžu viesť k zlyhaniu filmu v parných kotloch, sa podstatne líši od mechanizmu, ktorý sa skúmal pri nižších teplotách v menej kritických zariadeniach. Rozdiel je v tom, že rýchlosť korózie v kotloch je oveľa vyššia v dôsledku vysokej teploty a tlaku. Vysoká rýchlosť prenosu tepla zo stien kotla do média, dosahujúca 15 cal/cm2sec, tiež podporuje koróziu.
DÁMOVÁ KORÓZIA
Tvar koróznych jamiek a ich rozmiestnenie na povrchu kovu sa môže meniť v širokom rozsahu. Korózne jamy sa niekedy tvoria vo vnútri už existujúcich jamiek a často sú tak blízko seba, že povrch je extrémne nerovný.Rozpoznanie pittingu
Zistiť príčinu vzniku korózneho poškodenia určitého typu je často veľmi ťažké, keďže môže pôsobiť viacero príčin súčasne; okrem toho množstvo zmien, ku ktorým dochádza pri ochladzovaní kotla z vysokej teploty a pri vypúšťaní vody, niekedy maskuje javy, ktoré sa vyskytli počas prevádzky. Skúsenosti však veľmi pomáhajú rozoznať jamkovitosť v kotloch. Napríklad bolo pozorované, že prítomnosť čierneho magnetického oxidu železa v korozívnej dutine alebo na povrchu tuberkulu naznačuje, že v kotle prebiehal aktívny proces. Takéto pozorovania sa často používajú pri overovaní opatrení prijatých na ochranu pred koróziou.
Nemiešajte oxid železa, ktorý vzniká v oblastiach aktívnej korózie, s čiernym magnetickým oxidom železa, ktorý je niekedy prítomný ako suspenzia vo vode z kotla. Je potrebné mať na pamäti, že ani celkové množstvo jemne rozptýleného magnetického oxidu železa, ani množstvo uvoľneného vodíka v kotle nemôže slúžiť ako spoľahlivý indikátor stupňa a rozsahu prebiehajúcej korózie. Hydrát oxidu železitého vstupujúci do kotla z vonkajších zdrojov, ako sú nádrže na kondenzát alebo potrubia napájajúce kotol, môže čiastočne vysvetliť prítomnosť oxidu železa a vodíka v kotli. Hydrát oxidu železitého, dodávaný s napájacou vodou, interaguje v kotle podľa reakcie.
ZFe (OH)2 \u003d Fe304 + 2H20 + H2.
Príčiny ovplyvňujúce rozvoj bodovej korózie
Cudzie nečistoty a napätia. Nekovové inklúzie v oceli, ako aj napätia, sú schopné vytvárať anodické oblasti na kovovom povrchu. Typicky sú to korózne dutiny rôzne veľkosti a rozptýlené po povrchu v neporiadku. V prítomnosti napätí sa umiestnenie škrupín riadi smerom aplikovaného napätia. Typické príklady rebrové rúrky môžu slúžiť v miestach, kde rebrá praskli, ako aj v miestach, kde sú rozšírené rúrky kotla.
rozpustený kyslík.
Je možné, že najsilnejším aktivátorom bodovej korózie je kyslík rozpustený vo vode. Pri všetkých teplotách, dokonca aj v alkalický roztok, kyslík slúži ako aktívny depolarizátor. Okrem toho sa v kotloch môžu ľahko tvoriť prvky koncentrácie kyslíka, najmä pod vodným kameňom alebo znečistením, kde sa vytvárajú stagnujúce oblasti. Obvyklým opatrením na boj proti tomuto druhu korózie je odvzdušnenie.
Rozpustený anhydrid kyseliny uhličitej.
Keďže roztoky anhydridu kyseliny uhličitej majú mierne kyslú reakciu, urýchľuje koróziu v kotloch. Alkalická kotlová voda znižuje korozívnosť rozpusteného anhydridu kyseliny uhličitej, ale výsledná výhoda sa nevzťahuje na povrchy preplachované parou alebo kondenzátové potrubie. Odstránenie anhydridu kyseliny uhličitej spolu s rozpusteným kyslíkom mechanickým odvzdušnením je bežnou praxou.
Nedávno boli urobené pokusy použiť cyklohexylamín na elimináciu korózie v parných a kondenzačných potrubiach vo vykurovacích systémoch.
Usadeniny na stenách kotla.
Veľmi často sa korózne jamy nachádzajú pozdĺž vonkajšieho povrchu (alebo pod povrchom) usadenín, ako sú okoviny, kotlové kaly, kotlové okoviny, produkty korózie, olejové filmy. Po spustení sa bude pokračovať v tvorbe jamiek, ak sa neodstránia produkty korózie. Tento typ lokalizovanej korózie je umocnený katódovým (vo vzťahu k kotlovej oceli) povahou zrážania alebo úbytku kyslíka pod usadeninami.
Meď v kotlovej vode.
Vzhľadom na veľké množstvo zliatin medi používaných na pomocné zariadenia (kondenzátory, čerpadlá atď.), nie je prekvapujúce, že väčšina kotlových usadenín obsahuje meď. Zvyčajne je prítomný v kovovom stave, niekedy vo forme oxidu. Množstvo medi v ložiskách kolíše od zlomkov percent až po takmer čistú meď.
Otázku významu usadenín medi pri korózii kotla nemožno považovať za vyriešenú. Niektorí tvrdia, že meď je prítomná iba v procese korózie a nijako ju neovplyvňuje, zatiaľ čo iní sa naopak domnievajú, že meď, ktorá je katódou vo vzťahu k oceli, môže prispievať k jamkovej korózii. Žiadny z týchto uhlov pohľadu nie je potvrdený priamymi experimentmi.
V mnohých prípadoch bola pozorovaná malá alebo žiadna korózia, napriek skutočnosti, že usadeniny v celom kotle obsahovali značné množstvo kovovej medi. Existujú tiež dôkazy, že keď sa meď dostane do kontaktu s mäkkou oceľou v alkalickej kotlovej vode, pri zvýšených teplotách sa meď zničí rýchlejšie ako oceľ. Medené krúžky lisujúce konce rozšírených rúrok, medené nity a sitá pomocných zariadení, cez ktoré prechádza kotlová voda, sú takmer úplne zničené aj pri relatívne nízkych teplotách. Vzhľadom na to sa predpokladá, že kovová meď nezvyšuje koróziu kotlovej ocele. Vylúčenú meď možno jednoducho považovať za konečný produkt redukcie oxidu medi vodíkom v čase jeho vzniku.
Naopak, veľmi silné korózne jamky kotlového kovu sa často pozorujú v blízkosti ložísk, ktoré sú obzvlášť bohaté na meď. Tieto pozorovania viedli k názoru, že meď, pretože je katodická vzhľadom na oceľ, podporuje jamkovanie.
Povrch kotlov zriedkavo obsahuje odkryté kovové železo. Najčastejšie má ochranná vrstva, pozostávajúce hlavne z oxidu železa. Je možné, že tam, kde sa v tejto vrstve vytvoria trhliny, sa odkryje povrch, ktorý je vzhľadom na meď anodický. Na takýchto miestach sa zosilňuje tvorba koróznych škrupín. To môže tiež vysvetliť zrýchlenú koróziu v niektorých prípadoch, keď sa vytvorila škrupina, ako aj silné jamky, ktoré sa niekedy pozorujú po čistení kotlov kyselinami.
Nesprávna údržba neaktívnych kotlov.
Jeden z najviac bežné príčiny tvorba koróznych jám je nedostatok náležitej starostlivosti o nečinné kotly. Neaktívny kotol musí byť udržiavaný buď úplne suchý alebo naplnený vodou upravenou tak, aby nebola možná korózia.
Voda zostávajúca na vnútornom povrchu neaktívneho kotla rozpúšťa kyslík zo vzduchu, čo vedie k tvorbe škrupín, ktoré sa neskôr stanú centrami, okolo ktorých sa rozvinie korózny proces.
Zvyčajné pokyny na ochranu neaktívnych kotlov pred hrdzavením sú nasledovné:
1) vypustenie vody z ešte horúceho kotla (asi 90°); fúkanie kotla vzduchom, kým nie je úplne vypustené a udržiavané v suchom stave;
2) naplnenie kotla alkalickou vodou (pH = 11), obsahujúcou prebytok iónov SO3" (asi 0,01%) a uskladnenie pod vodným alebo parným uzáverom;
3) naplnenie kotla alkalickým roztokom obsahujúcim soli kyseliny chrómovej (0,02-0,03 % CrO4“).
Pri chemickom čistení kotlov dôjde na mnohých miestach k odstráneniu ochrannej vrstvy oxidu železa. Následne tieto miesta nemusia byť pokryté novovytvorenou súvislou vrstvou a objavia sa na nich škrupiny aj pri nedostatku medi. Preto sa odporúča ihneď po chemickom čistení obnoviť vrstvu oxidu železa ošetrením vriacim alkalickým roztokom (podobne ako pri nových kotloch uvádzaných do prevádzky).
Korózia ekonomizérov
Všeobecné ustanovenia o korózii kotla platia rovnako pre ekonomizéry. Na tvorbu koróznych jám je však citlivý najmä ekonomizér, ktorý ohrieva napájaciu vodu a je umiestnený pred kotlom. Predstavuje prvý vysokoteplotný povrch, ktorý je vystavený škodlivým účinkom kyslíka rozpusteného v napájacej vode. Navyše voda prechádzajúca ekonomizérom má spravidla nízke pH a neobsahuje chemické spomaľovače.
Boj proti korózii ekonomizérov spočíva v odvzdušňovaní vody a pridávaní alkalických a chemických retardérov.
Niekedy sa úprava kotlovej vody vykonáva tak, že jej časť prechádza cez ekonomizér. V tomto prípade by sa malo zabrániť usadzovaniu kalu v ekonomizéri. Je potrebné vziať do úvahy aj vplyv takejto recirkulácie kotlovej vody na kvalitu pary.
ÚPRAVA VODY V KOTLE
Pri úprave kotlovej vody na ochranu proti korózii je prvoradá tvorba a udržiavanie ochranného filmu na kovových povrchoch. Kombinácia látok pridávaných do vody závisí od prevádzkových podmienok, najmä od tlaku, teploty, tepelného namáhania kvality napájacej vody. Vo všetkých prípadoch však treba dodržať tri pravidlá: kotlová voda musí byť zásaditá, nesmie obsahovať rozpustený kyslík a znečisťovať vykurovaciu plochu.Lúh sodný poskytuje ochranu najlepšie pri pH = 11-12. V praxi sa pri komplexnom zložení kotlovej vody najlepšie výsledky dosahujú pri pH = 11. Pre kotly pracujúce pri tlaku pod 17,5 kg/cm2 sa pH zvyčajne udržiava medzi 11,0 a 11,5. Pre vyššie tlaky, kvôli možnosti deštrukcie kovu v dôsledku nesprávnej cirkulácie a lokálneho zvýšenia koncentrácie alkalického roztoku, sa pH zvyčajne rovná 10,5 - 11,0.
Na odstránenie zvyškového kyslíka sa široko používajú chemické redukčné činidlá: soli kyseliny sírovej, hydrát oxidu železitého a organické redukčné činidlá. Zlúčeniny železa sú veľmi dobré pri odstraňovaní kyslíka, ale vytvárajú kal, ktorý má nežiaduci vplyv na prenos tepla. Organické redukčné činidlá sa vzhľadom na ich nestabilitu pri vysokých teplotách vo všeobecnosti neodporúčajú pre kotly pracujúce pri tlaku nad 35 kg/cm2. Existujú údaje o rozklade siričitých solí pri zvýšených teplotách. Avšak ich použitie v malých koncentráciách v kotloch pracujúcich pod tlakom do 98 kg/cm2 je široko praktizované. Mnohé vysokotlakové zariadenia pracujú bez akéhokoľvek chemického odvzdušňovania.
Náklady na špeciálne zariadenie na odvzdušňovanie, napriek jeho nepochybnej užitočnosti, nie sú vždy opodstatnené pre malé zariadenia pracujúce pri relatívne nízke tlaky. Pri tlakoch pod 14 kg/cm2 môže čiastočné odvzdušnenie v ohrievačoch napájacej vody priniesť obsah rozpusteného kyslíka približne na 0,00007 %. Dobré výsledky poskytuje pridanie chemických redukčných činidiel, najmä ak je pH vody vyššie ako 11 a pred vstupom vody do kotla sa pridávajú lapače kyslíka, čo zaisťuje príjem kyslíka mimo kotla.
KORÓZIA V KONCENTROVANEJ VODE KOTLA
Nízke koncentrácie lúhu sodného (rádovo 0,01 %) prispievajú k zachovaniu oxidovej vrstvy na oceli v stave, ktorý spoľahlivo poskytuje ochranu proti korózii. Lokálne zvýšenie koncentrácie spôsobuje silnú koróziu.Oblasti povrchu kotla, kde koncentrácia alkálií dosahuje nebezpečnú hodnotu, sa zvyčajne vyznačujú nadmerným, v pomere k obehovej vode, dodávkou tepla. V blízkosti kovového povrchu sa môžu vyskytovať zóny obohatené alkáliami rôzne miesta kotol. Korózne jamy sú usporiadané v pásoch alebo predĺžených častiach, niekedy hladké a niekedy vyplnené tvrdým a hustým magnetickým oxidom.
Rúry umiestnené vodorovne alebo mierne naklonené a vystavené intenzívnemu žiareniu zhora sú vo vnútri, pozdĺž hornej tvoriacej čiary, skorodované. Podobné prípady boli pozorované v kotloch veľká sila a boli tiež reprodukované v špeciálne navrhnutých experimentoch.
Potrubie, v ktorom je cirkulácia vody pri silnom zaťažení kotla nerovnomerná alebo prerušená, môže byť zničená pozdĺž spodnej tvoriacej priamky. Niekedy je korózia výraznejšia pozdĺž premenlivej hladiny vody na bočných plochách. Často je možné pozorovať hojné nahromadenie magnetického oxidu železa, niekedy uvoľneného, niekedy predstavujúceho husté masy.
Prehrievanie ocele často zvyšuje zničenie. To sa môže stať v dôsledku vytvorenia vrstvy pary v hornej časti naklonenej trubice. Vytvorenie parného plášťa je možné aj vo zvislých rúrach so zvýšeným prísunom tepla, ako ukazujú merania teploty na rôznych miestach rúr počas prevádzky kotla. Charakteristické údaje získané počas týchto meraní sú znázornené na obr. 7. Obmedzené oblasti prehriatia vo vertikálnych trubiciach s normálnou teplotou nad a pod "horúcou škvrnou", pravdepodobne v dôsledku varu vody.
Zakaždým, keď sa na povrchu rúrky kotla vytvorí parná bublina, teplota kovu pod ňou sa zvýši.
K zvýšeniu koncentrácie alkálií vo vode by malo dôjsť na rozhraní: parná bublina - voda - vykurovacia plocha. Na obr. ukázalo sa, že aj mierne zvýšenie teploty vodného filmu v kontakte s kovom a s expandujúcou bublinou pary vedie ku koncentrácii hydroxidu sodného, meranej už v percentách a nie v častiach na milión. Vodný film obohatený o alkálie, ktorý sa vytvára v dôsledku objavenia sa každej bubliny pár, ovplyvňuje malú oblasť kovu a na veľmi krátky čas. Celkový účinok pary na výhrevnú plochu však možno prirovnať k nepretržitému pôsobeniu koncentrovaného alkalického roztoku, a to aj napriek tomu, že celková hmotnosť vody obsahuje iba milióntiny hydroxidu sodného. Bolo urobených niekoľko pokusov nájsť riešenie problému spojeného s lokálnym zvýšením koncentrácie hydroxidu sodného na vykurovacích plochách. Preto bolo navrhnuté pridávať neutrálne soli (napríklad chloridy kovov) do vody vo vyššej koncentrácii ako lúh sodný. Najlepšie je však úplne vylúčiť pridávanie lúhu sodného a zabezpečiť požadovanú hodnotu pH zavedením hydrolyzovateľných solí kyseliny fosforečnej. Vzťah medzi pH roztoku a koncentráciou sodnej soli fosforečnej je znázornený na obr. Voda s obsahom fosforu sodného má síce vysokú hodnotu pH, ale môže sa odparovať bez výrazného zvýšenia koncentrácie hydroxylových iónov.
Treba však pripomenúť, že vylúčenie pôsobenia lúhu sodného znamená len odstránenie jedného faktora urýchľujúceho koróziu. Ak sa v rúrach vytvorí parný plášť, potom aj keď voda neobsahuje alkálie, je stále možná korózia, aj keď v menšom rozsahu ako v prítomnosti hydroxidu sodného. Riešenie problému by sa malo hľadať aj zmenou dizajnu, berúc do úvahy súčasne tendenciu k neustále zvyšovanie energetická náročnosť výhrevných plôch, čo zase určite zvyšuje koróziu. Ak teplota tenkej vrstvy vody priamo na výhrevnom povrchu rúrky prekročí priemernú teplotu vody v hrubom aj o malé množstvo, môže v takejto vrstve pomerne silne vzrásť koncentrácia hydroxidu sodného. Krivka približne znázorňuje rovnovážne podmienky v roztoku obsahujúcom iba lúh sodný. Presné údaje závisia do určitej miery od tlaku v kotle.
ALKALICKÁ DREVOSTI OCELE
Alkalickú krehkosť možno definovať ako výskyt trhlín v oblasti nitových švov alebo iných spojov, kde sa môže hromadiť koncentrovaný alkalický roztok a kde sú vysoké mechanické namáhania.Najzávažnejšie poškodenie sa takmer vždy vyskytuje v oblasti nitových švov. Niekedy spôsobujú výbuch kotla; častejšie je potrebné vykonávať nákladné opravy aj relatívne nových kotlov. Jeden Američan Železnica za rok zaregistroval trhliny v 40 kotloch lokomotív, čo si vyžiadalo opravy v hodnote asi 60 000 dolárov. Prejav krehkosti bol zistený aj na rúrach v miestach rozšírení, na spojoch, rozdeľovačoch a v miestach závitových spojov.
Napätie potrebné na vznik alkalického skrehnutia
Prax ukazuje nízku pravdepodobnosť krehkého lomu konvenčnej kotlovej ocele, ak napätia nepresahujú medzu klzu. Napätie, vytvorené tlakom para alebo rovnomerne rozložené zaťaženie vlastnou hmotnosťou konštrukcie, nemôže viesť k tvorbe trhlín. Avšak napätia vznikajúce pri valcovaní plošného materiálu určeného na výrobu kotlov, deformácia pri nitovaní alebo akékoľvek opracovanie za studena zahŕňajúce trvalú deformáciu, môžu spôsobiť praskanie.
Pre vznik trhlín nie je potrebná prítomnosť vonkajších napätí. Vzorka kotlovej ocele, ktorá bola predtým udržiavaná v konštantnom ohybovom napätí a potom uvoľnená, môže prasknúť v alkalickom roztoku, ktorého koncentrácia sa rovná zvýšenej koncentrácii alkálií v kotlovej vode.
Koncentrácia alkálií
Normálna koncentrácia alkálií v bubne kotla nemôže spôsobiť praskanie, pretože nepresahuje 0,1 % NaOH a najnižšia koncentrácia, pri ktorej sa pozoruje krehnutie alkálií, je približne 100-krát vyššia ako normálne.
Takéto vysoké koncentrácie môžu byť výsledkom extrémne pomalého prenikania vody cez nitový šev alebo inú medzeru. To vysvetľuje výskyt tvrdých solí na vonkajšej strane väčšiny nitových spojov v parných kotloch. Najnebezpečnejšia netesnosť je tá, ktorú je ťažké odhaliť a zanecháva pevný nános vo vnútri nitového spoja, kde sú vysoké zvyškové napätia. Kombinované pôsobenie napätia a koncentrovaného roztoku môže spôsobiť vznik alkalických krehkých trhlín.
Zariadenie na alkalické skrehnutie
Špeciálne zariadenie na kontrolu zloženia vody reprodukuje proces odparovania vody so zvýšením koncentrácie alkálií na namáhanej vzorke ocele za rovnakých podmienok, v akých k tomu dochádza v oblasti nitového švu. Prasknutie testovanej vzorky naznačuje, že kotlová voda tohto zloženia je schopná spôsobiť alkalické skrehnutie. Preto je v tomto prípade potrebná úprava vody na jej odstránenie. nebezpečné vlastnosti. Prasknutie kontrolnej vzorky však neznamená, že sa v kotle už objavili alebo objavia praskliny. V nitových švoch alebo v iných spojoch nemusí nevyhnutne dochádzať k úniku (zapareniu), namáhaniu a zvýšeniu koncentrácie alkálií, ako v kontrolnej vzorke.
Riadiace zariadenie sa inštaluje priamo na parný kotol a umožňuje posúdiť kvalitu kotlovej vody.
Skúška trvá 30 a viac dní so stálou cirkuláciou vody cez kontrolné zariadenie.
Rozpoznanie trhlín alkalického skrehnutia
Alkalické krehké trhliny v konvenčnej kotlovej oceli majú iný charakter ako únavové trhliny alebo trhliny vznikajúce v dôsledku vysokého napätia. Toto je znázornené na obr. I9, čo ukazuje intergranulárny charakter takýchto trhlín tvoriacich jemnú sieť. Rozdiel medzi intergranulárnymi alkalickými krehkými trhlinami a intragranulárnymi trhlinami spôsobenými koróznou únavou je možné vidieť porovnaním.
V legovaných oceliach (napríklad nikel alebo kremík-mangán), ktoré sa používajú na kotly lokomotív, sú trhliny tiež usporiadané v mriežke, ale nie vždy prechádzajú medzi kryštalitmi, ako v prípade bežnej kotlovej ocele.
Teória alkalického skrehnutia
Atómy v kryštálovej mriežke kovu, ktoré sa nachádzajú na hraniciach kryštalitov, zažívajú menej symetrický efekt svojich susedov ako atómy vo zvyšku hmoty zrna. Preto ľahšie opúšťajú kryštálovú mriežku. Niekto by si mohol myslieť, že pri starostlivom výbere agresívneho prostredia bude možné takéto selektívne odstránenie atómov z hraníc kryštalitov. Experimenty skutočne ukazujú, že v kyslých, neutrálnych (pomocou slabého elektrického prúdu, ktorý vytvára podmienky priaznivé pre koróziu) a koncentrovaných alkalických roztokoch je možné dosiahnuť medzikryštalické krakovanie. Ak sa zmení všeobecný roztok korózie pridaním nejakej látky, ktorá vytvára na povrchu kryštálov ochranný film, korózia sa koncentruje na hraniciach medzi kryštalitmi.
Agresívnym riešením je v tomto prípade roztok lúhu sodného. Sodná soľ kremíka môže chrániť povrchy kryštalitov bez ovplyvnenia hraníc medzi nimi. Výsledok spoločného ochranného a agresívneho pôsobenia závisí od mnohých okolností: koncentrácia, teplota, stav napätia kovu a zloženie roztoku.
Existuje aj koloidná teória alkalického skrehnutia a teória vplyvu rozpúšťania vodíka v oceli.
Spôsoby boja proti alkalickému skrehnutiu
Jedným zo spôsobov boja proti alkalickej krehkosti je nahradenie nitovania kotlov zváraním, čím sa eliminuje možnosť úniku. Krehkosť možno eliminovať aj použitím ocele odolnej proti medzikryštalickej korózii, príp chemické ošetrenie kotlová voda. V nitovaných kotloch, ktoré sa v súčasnosti používajú, je posledný uvedený spôsob jediný prijateľný.
Predbežné testy s použitím kontrolnej vzorky predstavujú najlepšia cesta stanovenie účinnosti určitých ochranných prísad do vody. Soľ sulfidu sodného nezabráni praskaniu. Dusíkatá sodná soľ sa úspešne používa na zabránenie praskaniu pri tlakoch do 52,5 kg/cm2. Koncentrované roztoky sodných dusíkatých solí vriacich pri atmosférickom tlaku môžu spôsobiť korózne trhliny v mäkkej oceli.
V súčasnosti sa sodná soľ dusíka široko používa v stacionárnych kotloch. Koncentrácia sodnej soli dusíka zodpovedá 20-30 % koncentrácie alkálií.
KORÓZIA PARNÝCH PREHRIEVAČOV
Korózia na vnútorných povrchoch rúrok prehrievača je primárne spôsobená interakciou medzi kovom a parou pri vysokej teplote a v menšej miere unášaním solí kotlovej vody parou. V druhom prípade sa na kovových stenách môžu vytvárať filmy roztokov s vysokou koncentráciou hydroxidu sodného, ktoré priamo korodujú oceľ alebo vytvárajú usadeniny, ktoré sa spekajú na stene rúrky, čo môže viesť k tvorbe vydutín. V kotloch v nečinnosti a v prípadoch kondenzácie pary v relatívne studených prehrievačoch sa vplyvom kyslíka a anhydridu kyseliny uhličitej môže vyvinúť jamka.Vodík ako miera rýchlosti korózie
Teplota pary v moderné kotly blížiacim sa teplotám používaným v priemyselná produkcia vodík priamou reakciou medzi parou a železom.
Rýchlosť korózie rúrok vyrobených z uhlíkových a legovaných ocelí pôsobením pary pri teplotách do 650 ° sa dá posúdiť podľa objemu uvoľneného vodíka. Vývin vodíka sa niekedy používa ako miera všeobecnej korózie.
Nedávno sa v amerických elektrárňach používali tri typy miniatúrnych jednotiek na odvod plynu a vzduchu. Zabezpečujú úplné odstránenie plynov a odplynený kondenzát je vhodný na stanovenie solí odvádzaných parou z kotla. Približnú hodnotu všeobecnej korózie prehrievača počas prevádzky kotla možno získať stanovením rozdielu koncentrácií vodíka vo vzorkách pary odobratej pred a po jej prechode prehrievačom.
Korózia spôsobená nečistotami v pare
Sýta para vstupujúca do prehrievača nesie so sebou malé, ale merateľné množstvá plynov a solí z kotlovej vody. Najbežnejšími plynmi sú kyslík, amoniak a oxid uhličitý. Keď para prechádza prehrievačom, nepozoruje sa žiadna výrazná zmena koncentrácie týchto plynov. Týmto plynom možno pripísať len malú koróziu kovového prehrievača. Doteraz nebolo dokázané, že soli rozpustené vo vode, v suchej forme alebo uložené na prehrievačoch, môžu prispievať ku korózii. Avšak lúh sodný, ktorý je hlavnou zložkou solí unášaných vo vode z kotla, môže prispieť ku korózii vysoko zahriatej rúrky, najmä ak sa alkálie prilepia na kovovú stenu.
Zvýšenie čistoty nasýtenej pary sa dosiahne predbežným starostlivým odstránením plynov z napájacej vody. Zníženie množstva soli unášanej v pare sa dosiahne dôkladným čistením v hornom zberači, pomocou mechanické separátory, preplachovanie nasýtenou parou napájacou vodou alebo vhodná chemická úprava vody.
Stanovenie koncentrácie a povahy plynov unášaných nasýtenou parou sa vykonáva pomocou vyššie uvedených zariadení a chemický rozbor. Koncentráciu solí v nasýtenej pare je vhodné určiť meraním elektrickej vodivosti vody alebo odparením veľkého množstva kondenzátu.
Navrhuje sa zlepšený spôsob merania elektrickej vodivosti a uvádzajú sa vhodné korekcie pre niektoré rozpustené plyny. Kondenzát v miniatúrnych odplyňovačoch uvedených vyššie možno použiť aj na meranie elektrickej vodivosti.
Keď je kotol nečinný, prehrievač je chladnička, v ktorej sa hromadí kondenzát; v tomto prípade je možný normálny podvodný piting, ak para obsahuje kyslík alebo oxid uhličitý.
Populárne články
Najaktívnejšia korózia sitových rúr sa prejavuje na miestach, kde sa koncentrujú nečistoty chladiacej kvapaliny. Patria sem úseky stenových rúr s vysokým tepelným zaťažením, kde dochádza k hlbokému vyparovaniu kotlovej vody (najmä ak sú na odparovacej ploche porézne málo tepelne vodivé usadeniny). Preto vo vzťahu k zamedzeniu poškodenia tieniacich rúr spojeného s vnútornou koróziou kovov je potrebné počítať s potrebou integrovaného prístupu, t.j. vplyv na vodno-chemický režim aj režim pece.
Poškodenie nástenných rúrok je hlavne zmiešanej povahy, možno ich podmienečne rozdeliť do dvoch skupín:
1) Poškodenie so známkami prehriatia ocele (deformácia a stenčenie stien potrubia v mieste deštrukcie; prítomnosť grafitových zŕn a pod.).
2) Krehké lomy bez charakteristických znakov prehriatia kovu.
Na vnútornom povrchu mnohých rúr boli zaznamenané výrazné nánosy dvojvrstvového charakteru: horná je slabo spojená, spodná je okujená, pevne spojená s kovom. Hrúbka spodnej vrstvy šupiny je 0,4-0,75 mm. V zóne poškodenia sa zničí vodný kameň na vnútornom povrchu. V blízkosti miest zničenia a v určitej vzdialenosti od nich je vnútorný povrch rúr ovplyvnený koróznymi jamkami a krehkými mikropoškodeniami.
Celkový vzhľad poškodenia naznačuje tepelnú povahu zničenia. Štrukturálne zmeny na prednej strane rúr - hlboká sféridizácia a rozklad perlitu, tvorba grafitu (prechod uhlíka na grafit 45-85%) - naznačuje prekročenie nielen prevádzkovej teploty sít, ale aj prípustných pre oceľ 20 500 °C. Prítomnosť FeO tiež potvrdzuje vysokú úroveň teplôt kovu počas prevádzky (nad 845 oK - t.j. 572 oC).
Krehké poškodenie spôsobené vodíkom sa zvyčajne vyskytuje v oblastiach s vysokými tepelnými tokmi, pod hrubými vrstvami usadenín a naklonenými alebo vodorovnými potrubiami, ako aj v oblastiach prenosu tepla v blízkosti zvarových oporných krúžkov alebo iných zariadení, ktoré bránia voľnému pohybu tokov. ukázal, že poškodenie vodíkom sa vyskytuje v kotloch pracujúcich pri tlakoch pod 1000 psi. palca (6,9 MPa).
Poškodenie vodíkom zvyčajne vedie k prasknutiu s hrubými okrajmi. Ďalšími mechanizmami, ktoré prispievajú k tvorbe trhlín s hrubými okrajmi, sú korózne praskanie pod napätím, korózna únava, lomy pod napätím a (v niektorých zriedkavých prípadoch) silné prehriatie. Môže byť ťažké vizuálne rozlíšiť poškodenie spôsobené poškodením vodíkom od iných typov poškodenia, ale niektoré z ich funkcií tu môžu pomôcť.
Napríklad poškodenie vodíkom je takmer vždy spojené s tvorbou dier v kove (pozri preventívne opatrenia uvedené v kapitolách 4 a 6). Iné typy poškodení (možno s výnimkou koróznej únavy, ktorá často začína v jednotlivých plášťoch) zvyčajne nie sú spojené so silnou koróziou.
Poruchy potrubia v dôsledku poškodenia kovu vodíkom sa často prejavujú ako vytvorenie pravouhlého „okna“ v stene potrubia, čo nie je typické pre iné typy deštrukcie.
Pre posúdenie poškodenosti sitových rúr je potrebné vziať do úvahy, že metalurgický (počiatočný) obsah plynného vodíka v perlitickej oceli (vrátane st. 20) nepresahuje 0,5–1 cm3/100 g. Keď je obsah vodíka vyšší ako 4--5 cm3/100g, mechanické vlastnosti ocele sa výrazne zhoršia. V tomto prípade je potrebné zamerať sa hlavne na lokálny obsah zvyškového vodíka, keďže v prípade krehkých lomov sitových rúrok sa prudké zhoršenie vlastností kovu pozoruje len v úzkej zóne pozdĺž prierezu rúry. s vždy uspokojivou štruktúrou a mechanickými vlastnosťami susedného kovu vo vzdialenosti len 0,2-2 mm.
Získané hodnoty priemerných koncentrácií vodíka na hranici deštrukcie sú 5-10 krát vyššie ako jeho počiatočný obsah pre stanicu 20, čo nemôže mať významný vplyv na poškodenie potrubí.
Prezentované výsledky naznačujú, že vodíkové skrehnutie sa ukázalo ako rozhodujúci faktor pri poškodení rúrok stien kotlov KrCHPP.
Vyžadovalo sa ďalšie štúdium toho, ktorý z faktorov má rozhodujúci vplyv na tento proces: a) tepelný cyklus v dôsledku destabilizácie normálneho režimu varu v oblastiach zvýšených tepelných tokov v prítomnosti usadenín na odparovacom povrchu a v dôsledku toho poškodenie ochranných oxidových filmov, ktoré ho zakrývajú; b) prítomnosť korozívnych nečistôt v pracovnom médiu, ktoré sa sústreďujú v usadeninách v blízkosti povrchu odparovania; c) kombinované pôsobenie faktorov "a" a "b".
Zvlášť zaujímavá je otázka úlohy režimu pece. Charakter kriviek naznačuje akumuláciu vodíka v mnohých prípadoch v blízkosti vonkajšieho povrchu obrazoviek. To je možné predovšetkým vtedy, ak je na označenom povrchu hustá vrstva sulfidov, ktoré sú z veľkej časti nepriepustné pre vodík difundujúci z vnútorného povrchu na vonkajší. Vznik sulfidov je spôsobený: vysokým obsahom síry v spaľovanom palive; hádzať pochodeň na panely obrazovky. Ďalším dôvodom hydrogenácie kovu na vonkajšom povrchu je výskyt koróznych procesov pri kontakte kovu so spalinami. Ako ukázal rozbor vonkajších nánosov kotlových potrubí, zvyčajne sa vyskytli obe tieto príčiny.
Úloha spaľovacieho režimu sa prejavuje aj pri korózii sitových rúr pôsobením čistej vody, ktorá je najčastejšie pozorovaná na vysokotlakových parogenerátoroch. Centrá korózie sa zvyčajne nachádzajú v zóne maximálneho lokálneho tepelného zaťaženia a iba na ohrievanom povrchu potrubia. Tento jav vedie k vytvoreniu okrúhlych alebo eliptických priehlbín s priemerom väčším ako 1 cm.
K prehriatiu kovu dochádza najčastejšie v prítomnosti usadenín v dôsledku skutočnosti, že množstvo vnímaného tepla bude takmer rovnaké pre čisté potrubie aj potrubie obsahujúce vodný kameň, teplota potrubia bude iná.
Majitelia patentu RU 2503747:
OBLASŤ TECHNOLÓGIE
Vynález sa týka tepelnej energetiky a možno ho použiť na ochranu vykurovacích potrubí parných a teplovodných kotlov, výmenníkov tepla, kotolní, výparníkov, vykurovacích rozvodov, vykurovacích systémov obytných budov a priemyselných zariadení pred vodným kameňom pri bežnej prevádzke.
DOTERAJŠÍ STAV TECHNIKY
Prevádzka parných kotlov je spojená so súčasným pôsobením vysokých teplôt, tlaku, mechanického namáhania a agresívneho prostredia, ktorým je kotlová voda. Kotlová voda a kov vykurovacích plôch kotla sú samostatné fázy komplexného systému, ktorý vzniká pri ich kontakte. Výsledkom interakcie týchto fáz sú povrchové procesy, ktoré sa vyskytujú na rozhraní medzi nimi. V dôsledku toho dochádza v kove vykurovacích plôch ku korózii a tvorbe vodného kameňa, čo vedie k zmene štruktúry a mechanických vlastností kovu a prispieva k vzniku rôznych poškodení. Pretože tepelná vodivosť okovín je päťdesiatkrát nižšia ako tepelná vodivosť železa vykurovacích rúrok, dochádza k stratám tepelnej energie pri prenose tepla - pri hrúbke okovín 1 mm od 7 do 12% a pri 3 mm - 25 %. Silná tvorba vodného kameňa v systéme parného kotla nepretržité pôsobeniečasto vedie k zastaveniu výroby na niekoľko dní v roku kvôli odvápňovaniu.
Kvalita kŕmnej a tým aj kotlovej vody je daná prítomnosťou nečistôt, ktoré môžu spôsobiť rôzne druhy korózie kovu vnútorných vykurovacích plôch, tvorbu primárneho vodného kameňa na nich, ako aj kalov ako zdroja. tvorby sekundárneho vodného kameňa. Okrem toho kvalita kotlovej vody závisí aj od vlastností látok vznikajúcich v dôsledku povrchových javov pri preprave vody a kondenzátu potrubím v procesoch úpravy vody. Odstraňovanie nečistôt z napájacej vody je jedným zo spôsobov prevencie tvorby vodného kameňa a korózie a vykonáva sa metódami predbežnej (predbojárskej) úpravy vody, ktoré sú zamerané na maximálne odstránenie nečistôt prítomných v zdrojovej vode. Použité metódy však neumožňujú úplne eliminovať obsah nečistôt vo vode, čo je spojené nielen s technickými ťažkosťami, ale aj ekonomická realizovateľnosť aplikácia metód úpravy vody pred kotlom. Navyše, keďže úprava vody je komplexná technický systém, je nadbytočný pre kotly malého a stredného výkonu.
Známe spôsoby odstraňovania usadenín, ktoré sa už vytvorili, využívajú najmä mechanické a chemické metódyčistenie. Nevýhodou týchto metód je, že sa nedajú vykonávať počas prevádzky kotlov. Navyše, chemické metódy čistenia často vyžadujú použitie drahých chemikálií.
Sú známe aj spôsoby, ako zabrániť tvorbe vodného kameňa a korózii, ktoré sa vykonávajú počas prevádzky kotlov.
Patent US 1 877 389 navrhuje spôsob odstraňovania vodného kameňa a predchádzania jeho tvorbe v horúcovodných a parných kotloch. Pri tejto metóde je povrchom kotla katóda a anóda je umiestnená vo vnútri potrubia. Metóda spočíva v prechode jednosmerného alebo striedavého prúdu cez systém. Autori poznamenávajú, že mechanizmus metódy spočíva v tom, že pôsobením elektrického prúdu sa na povrchu kotla vytvárajú bubliny plynu, ktoré vedú k odlupovaniu existujúceho vodného kameňa a zabraňujú tvorbe nového. Nevýhodou tejto metódy je potreba neustáleho udržiavania toku elektrického prúdu v systéme.
Patent US 5 667 677 navrhuje spôsob úpravy kvapaliny, najmä vody, v potrubí, aby sa spomalila tvorba vodného kameňa. Táto metóda je založená na vytváraní elektromagnetického poľa v potrubí, ktoré odpudzuje ióny vápnika a horčíka rozpustené vo vode zo stien potrubí a zariadení, čím zabraňuje ich kryštalizácii vo forme vodného kameňa, čo umožňuje prevádzkovať kotly, kotly, teplo výmenníky a chladiace systémy na tvrdú vodu. Nevýhodou tejto metódy je vysoká cena a zložitosť použitého zariadenia.
WO 2004016833 navrhuje spôsob zníženia tvorby vodného kameňa na kovovom povrchu vystavenom presýtenému alkalickému vodnému roztoku, ktorý je schopný tvorby vodného kameňa po určitej dobe expozície, zahŕňajúci aplikáciu katódového potenciálu na uvedený povrch.
Tento spôsob je možné použiť v rôznych technologických procesoch, pri ktorých je kov v kontakte s vodným roztokom, najmä vo výmenníkoch tepla. Nevýhodou tejto metódy je, že po odstránení katódového potenciálu nechráni kovový povrch pred koróziou.
Preto v súčasnosti existuje potreba vyvinúť zlepšený spôsob zamedzenia tvorby vodného kameňa vo vykurovacích potrubiach, teplovodných a parných kotloch, ktorý by bol ekonomický a vysoko účinný a poskytoval antikoróznu ochranu povrchu na dlhú dobu po vystavenie.
V predloženom vynáleze je tento problém vyriešený použitím metódy, podľa ktorej sa na kovovom povrchu vytvorí elektrický potenciál s prúdom, ktorý je dostatočný na neutralizáciu elektrostatickej zložky adhéznej sily koloidných častíc a iónov na kovový povrch.
STRUČNÝ OPIS VYNÁLEZU
Cieľom tohto vynálezu je poskytnúť zlepšený spôsob na zabránenie usadzovaniu vodného kameňa na vykurovacích rúrach v teplovodných a parných kotloch.
Ďalším cieľom tohto vynálezu je poskytnúť možnosť eliminácie alebo výrazného zníženia potreby odstraňovania vodného kameňa počas prevádzky teplovodných a parných kotlov.
Ďalším cieľom tohto vynálezu je eliminovať potrebu použitia spotrebných činidiel, aby sa zabránilo tvorbe vodného kameňa a korózii vykurovacích potrubí teplovodných a parných kotlov.
Ďalším cieľom tohto vynálezu je umožniť začatie prác na zabránenie tvorby vodného kameňa a korózie vykurovacích rúrok horúceho vodného a parného kotla na kontaminovaných rúrach kotla.
Spôsob prevencie tvorby vodného kameňa a korózie na kovovom povrchu vyrobenom zo zliatiny obsahujúcej železo, ktorá je v kontakte s prostredím vodnej pary, z ktorého sa môže vytvárať vodný kameň. Táto metóda spočíva v aplikácii prúdu s prúdom na špecifikovaný kovový povrch. elektrický potenciál, dostatočné na neutralizáciu elektrostatickej zložky adhéznej sily koloidných častíc a iónov na kovový povrch.
Podľa niektorých konkrétnych uskutočnení nárokovaného spôsobu je prúdový potenciál nastavený v rozsahu 61-150 V. Podľa niektorých konkrétnych uskutočnení nárokovaného spôsobu je vyššie uvedenou zliatinou obsahujúcou železo oceľ. V niektorých uskutočneniach je kovovým povrchom vnútorný povrch vykurovacích rúrok teplovodného alebo parného kotla.
Odhalené v tento popis metóda má nasledujúce výhody. Jednou z výhod tohto spôsobu je zníženie tvorby vodného kameňa. Ďalšou výhodou tohto vynálezu je možnosť použitia raz zakúpeného funkčného elektrofyzikálneho prístroja bez potreby konzumovateľných syntetických činidiel. Ďalšou výhodou je možnosť začatia prác na znečistených kotlových rúrach.
Technickým výsledkom tohto vynálezu je teda zvýšenie účinnosti teplovodných a parných kotlov, zvýšenie produktivity, zvýšenie účinnosti prenosu tepla, zníženie spotreby paliva na vykurovanie kotla, úspora energie atď.
Medzi ďalšie technické výsledky a výhody tohto vynálezu patrí možnosť deštrukcie vrstvy po vrstve a odstraňovanie už vytvoreného vodného kameňa, ako aj zabránenie jeho novej tvorbe.
STRUČNÝ POPIS VÝKRESOV
Obrázok 1 znázorňuje rozloženie usadenín na vnútorných povrchoch kotla ako výsledok aplikácie spôsobu podľa tohto vynálezu.
PODROBNÝ OPIS VYNÁLEZU
Spôsob podľa tohto vynálezu spočíva v aplikácii vodivého elektrického potenciálu dostatočného na neutralizáciu elektrostatickej zložky adhéznej sily koloidných častíc a iónov tvoriacich vodný kameň na kovový povrch na kovový povrch, ktorý je vystavený tvorbe vodného kameňa.
Pojem "vodivý elektrický potenciál" v zmysle, v akom sa používa v tejto prihláške, znamená striedavý potenciál, ktorý neutralizuje elektrickú dvojitú vrstvu na rozhraní medzi kovom a vodnou parou, ktorá obsahuje soli, ktoré vedú k tvorbe vodného kameňa.
Ako je známe odborníkovi v odbore, nosiče elektrického náboja v kove, ktoré sú pomalé v porovnaní s hlavnými nosičmi náboja - elektrónmi, sú dislokácie jeho kryštálovej štruktúry, ktoré nesú elektrický náboj a tvoria dislokačné prúdy. Tieto prúdy prichádzajúce na povrch vykurovacích rúrok kotla sú súčasťou dvojitej elektrickej vrstvy pri tvorbe vodného kameňa. Prúdový, elektrický, pulzujúci (teda striedavý) potenciál iniciuje odstraňovanie elektrického náboja dislokácií z povrchu kovu na zem. V tomto smere ide o prúd nesúci dislokačný prúd. Pôsobením tohto prúdovodného elektrického potenciálu dochádza k deštrukcii elektrickej dvojvrstvy a k postupnému rozpadu vodného kameňa, ktorý prechádza do kotlovej vody vo forme kalu, ktorý sa pri periodických odluhoch odstraňuje z kotla.
Pojem "potenciál odstránenia prúdu" je teda pre odborníka v tejto oblasti techniky zrozumiteľný a okrem toho je známy zo stavu techniky (pozri napríklad patent RU 2128804 Cl).
Zariadenie opísané v RU 2100492 C1, ktoré obsahuje menič s frekvenčným meničom a regulátorom pulzujúceho potenciálu, ako aj regulátor tvaru impulzu, možno použiť napríklad ako zariadenie na vytváranie elektrického potenciálu s prúdom. Detailný popis toto zariadenie je uvedené v RU 2100492 C1. Je možné použiť aj akékoľvek iné podobné zariadenie, ako bude zrejmé odborníkovi v odbore.
Vodivý elektrický potenciál podľa tohto vynálezu môže byť aplikovaný na akúkoľvek časť kovového povrchu vzdialenú od základne kotla. Miesto aplikácie je určené vhodnosťou a/alebo účinnosťou aplikácie nárokovaného spôsobu. Odborník v odbore bude pomocou tu uvedených informácií a štandardných testovacích postupov schopný určiť optimálne miesto na aplikáciu elektrického potenciálu rozptylujúceho prúd.
V niektorých uskutočneniach tohto vynálezu je vodivý elektrický potenciál premenlivý.
Vodivý elektrický potenciál podľa tohto vynálezu môže byť aplikovaný počas rôznych časových období. Potenciálny čas aplikácie je určený povahou a stupňom znečistenia kovového povrchu, zložením použitej vody, teplotný režim a vlastnosti prevádzky zariadenia tepelnej techniky a ďalšie faktory známe odborníkom v tejto oblasti techniky. Odborník v odbore bude pomocou informácií uvedených v tomto opise a použitím štandardných testovacích metód schopný určiť optimálny čas na aplikáciu elektrického potenciálu vodivého prúdu na základe cieľov, podmienok a stavu tepelného zariadenia. .
Hodnotu prúdového potenciálu potrebného na neutralizáciu elektrostatickej zložky adhéznej sily môže určiť odborník v oblasti koloidnej chémie na základe informácií známych zo stavu techniky, napríklad z knihy Deryagin B.V., Churaev N.V., Muller V.M. "Surface Forces", Moskva, "Nauka", 1985. Podľa niektorých uskutočnení je hodnota elektrického potenciálu s prúdom v rozsahu od 10 V do 200 V, výhodnejšie od 60 V do 150 V, ešte výhodnejšie od 61 V do 150 V. Hodnoty prúdového elektrického potenciálu v rozsahu od 61 V do 150 V vedú k vybitiu elektrickej dvojvrstvy, ktorá je základom elektrostatickej zložky adhéznych síl v vodného kameňa a v dôsledku toho k zničeniu vodného kameňa. Hodnoty potenciálu odvádzania prúdu pod 61 V sú nedostatočné na deštrukciu vodného kameňa a pri hodnotách potenciálu odvádzajúceho prúd nad 150 V pravdepodobne začne nežiaduca elektroerozívna deštrukcia kovu vykurovacích trubíc.
Kovový povrch, na ktorý je možné aplikovať spôsob podľa tohto vynálezu, môže byť súčasťou nasledujúcich tepelnotechnických zariadení: vykurovacie potrubia parných a teplovodných kotlov, výmenníky tepla, kotolne, výparníky, rozvody kúrenia, vykurovacie systémy pre obytné budovy a priemyselných zariadení počas súčasnej prevádzky. Tento zoznam je ilustratívny a neobmedzuje zoznam zariadení, na ktoré možno použiť spôsob podľa tohto vynálezu.
V niektorých uskutočneniach zliatina obsahujúca železo, z ktorej je možné použiť kovový povrch, na ktorý je možné aplikovať spôsob podľa tohto vynálezu, môže byť oceľ alebo iný materiál obsahujúci železo, ako je liatina, kovar, fechral, transformátorová oceľ, alsifer, magnico, alnico, chrómová oceľ, invar atď. Tento zoznam je ilustratívny a neobmedzuje zoznam zliatin železa, na ktoré možno použiť spôsob podľa tohto vynálezu. Odborník v odbore bude na základe znalostí známych z doterajšieho stavu techniky schopný vytvoriť také zliatiny obsahujúce železo, ktoré môžu byť použité podľa tohto vynálezu.
Vodné prostredie, z ktorého sa môže tvoriť vodný kameň, podľa niektorých uskutočnení tohto vynálezu, je voda z vodovodu. Vodným médiom môže byť tiež voda obsahujúca rozpustené zlúčeniny kovov. Rozpustené zlúčeniny kovov môžu byť zlúčeniny železa a/alebo kovov alkalických zemín. Vodným médiom môže byť tiež vodná suspenzia koloidných častíc železa a/alebo zlúčenín kovov alkalických zemín.
Spôsob podľa tohto vynálezu odstraňuje predtým vytvorené usadeniny a slúži ako prostriedok na čistenie vnútorných povrchov počas prevádzky tepelnotechnického zariadenia bez použitia činidla, čím sa ďalej zaisťuje jeho prevádzka bez vodného kameňa. Zároveň veľkosť zóny, v rámci ktorej sa dosiahne zamedzenie tvorby vodného kameňa a korózie, výrazne presahuje veľkosť efektívnej zóny deštrukcie vodného kameňa.
Spôsob podľa tohto vynálezu má nasledujúce výhody:
Nevyžaduje použitie činidiel, t.j. priateľský k životnému prostrediu;
Jednoduchá implementácia, nevyžaduje špeciálne zariadenia;
Umožňuje zvýšiť súčiniteľ prestupu tepla a zvýšiť účinnosť kotlov, čo výrazne ovplyvňuje ekonomické ukazovatele jeho diela;
Môže sa použiť ako doplnok k aplikovaným metódam úpravy vody pred kotlom alebo samostatne;
Umožňuje vám opustiť procesy zmäkčovania a odvzdušňovania vody, čo výrazne zjednodušuje technologická schéma kotolní a umožňuje výrazne znížiť náklady pri výstavbe a prevádzke.
Možnými predmetmi metódy môžu byť teplovodné kotly, kotly na odpadové teplo, uzavreté systémy zásobovania teplom, zariadenia na tepelné odsoľovanie. morská voda, parné generátory atď.
Absencia korózneho poškodenia, tvorby vodného kameňa na vnútorných povrchoch otvára možnosť pre vývoj zásadne nových konštrukčných a dispozičných riešení pre parné kotly malého a stredného výkonu. To umožní v dôsledku zintenzívnenia tepelných procesov dosiahnuť výrazné zníženie hmotnosti a rozmerov parných kotlov. Zabezpečiť stanovenú teplotnú úroveň vykurovacích plôch a následne znížiť spotrebu paliva, objem spalín a znížiť ich emisie do ovzdušia.
PRÍKLAD REALIZÁCIE
Spôsob nárokovaný v tomto vynáleze bol testovaný v kotolniach "Admiralty Shipyards" a "Red Chemist". Ukázalo sa, že spôsob podľa tohto vynálezu účinne čistí vnútorné povrchy kotlov od usadenín. V priebehu týchto prác bola dosiahnutá ekvivalentná úspora paliva 3-10%, pričom rozptyl hodnôt úspor je spojený s rôznym stupňom znečistenia vnútorných povrchov kotlov. Cieľom práce bolo zhodnotiť efektívnosť navrhovanej metódy na zabezpečenie prevádzky stredne veľkých parných kotlov bez reagencií a vodného kameňa v podmienkach kvalitnej úpravy vody, dodržania chémia vody a vysoké profesionálna úroveň prevádzka zariadenia.
Skúška spôsobu nárokovaného v tomto vynáleze bola vykonaná na parnom kotli č. 3 DKVr 20/13 4. Krasnoselskej kotolne juhozápadnej pobočky štátneho jednotného podniku "TEK SPb". Prevádzka kotlovej jednotky bola vykonaná v prísnom súlade s požiadavkami regulačných dokumentov. Kotol je vybavený všetkými potrebnými prostriedkami na sledovanie parametrov jeho prevádzky (tlak a prietok generovanej pary, teplota a prietok napájacej vody, tlak dúchacieho vzduchu a paliva na horákoch, podtlak v hlavných sekciách plynu dráha kotlovej jednotky). Výkon pary kotla bol udržiavaný na 18 t/h, tlak pary v bubne kotla bol 8,1...8,3 kg/cm 2 . Ekonomizér pracoval v režime vykurovania. Zdrojovou vodou bol mestský vodovod, ktorý spĺňal požiadavky GOST 2874-82 „Pitná voda“. Je potrebné poznamenať, že množstvo zlúčenín železa na vstupe do špecifikovanej kotolne spravidla prekračuje regulačné požiadavky(0,3 mg / l) a je 0,3-0,5 mg / l, čo vedie k intenzívnemu prerastaniu vnútorných povrchov žľazovými zlúčeninami.
Hodnotenie účinnosti metódy sa uskutočnilo podľa stavu vnútorných povrchov kotla.
Vyhodnotenie vplyvu spôsobu podľa vynálezu na stav vnútorných výhrevných plôch kotlovej jednotky.
Pred začatím skúšok bola vykonaná vnútorná kontrola kotlovej jednotky a zaznamenaný počiatočný stav vnútorných povrchov. Na začiatku bola vykonaná predbežná kontrola kotla vykurovacej sezóny, jeden mesiac po jeho chemickom vyčistení. Výsledkom kontroly bolo zistenie: na povrchu bubnov sú pevné tmavohnedé usadeniny s paramagnetickými vlastnosťami a pravdepodobne pozostávajúce z oxidov železa. Hrúbka nánosov bola vizuálne do 0,4 mm. Vo viditeľnej časti rúr kotla, hlavne na strane privrátenej k peci, boli zistené nesúvislé pevné usadeniny (až päť škvŕn na 100 mm dĺžky rúry s veľkosťou 2 až 15 mm a hrúbkou do 0,5 mm vizuálne).
Zariadenie na vytvorenie potenciálu odvádzania prúdu, popísané v EN 2100492 C1, bolo pripevnené v bode (1) k poklopu (2) horného bubna zo zadnej strany kotla (pozri obr. 1). Prúdový elektrický potenciál bol rovný 100 V. Prúdový elektrický potenciál sa udržiaval nepretržite 1,5 mesiaca. Na konci tohto obdobia bola kotolňa otvorená. V dôsledku vnútornej kontroly kotla sa zistilo, že na povrchu (3) horného a spodného bubna v okruhu 2-2,5 metra (zóna (4) neboli takmer žiadne usadeniny (viditeľne nie viac ako 0,1 mm) ) z poklopov bubnov (pripojovacie body zariadenia na vytvorenie potenciálu nesúceho prúd (1)). Vo vzdialenosti 2,5-3,0 m (zóna (5)) od poklopov sú usadeniny (6) zachované vo forme jednotlivých tuberkul (škvŕn) s hrúbkou do 0,3 mm (pozri obr. 1). Ďalej, ako sa pohybujete smerom dopredu (vo vzdialenosti 3,0-3,5 m od poklopov), vizuálne sa začnú kontinuálne usadeniny (7) až do 0,4 mm, t.j. v tejto vzdialenosti od miesta pripojenia zariadenia sa účinok spôsobu čistenia podľa predloženého vynálezu prakticky neprejavil. Prúdový elektrický potenciál bol rovný 100 V. Prúdový elektrický potenciál sa udržiaval nepretržite 1,5 mesiaca. Na konci tohto obdobia bola kotolňa otvorená. Pri vnútornej kontrole kotla sa zistilo, že na povrchu horného a spodného bubna v okruhu 2-2,5 metra od poklopov bubnov neboli takmer žiadne usadeniny (pohľad nie viac ako 0,1 mm) miesto pripojenia zariadenia na vytvorenie potenciálu vybíjania prúdu). Vo vzdialenosti 2,5-3,0 m od poklopov sa usadeniny zachovali vo forme jednotlivých tuberkul (škvŕn) s hrúbkou do 0,3 mm (pozri obr.1). Ďalej, keď sa pohybujete smerom dopredu (vo vzdialenosti 3,0-3,5 m od poklopov), vizuálne sa začnú kontinuálne usadeniny až do 0,4 mm, t.j. v tejto vzdialenosti od miesta pripojenia zariadenia sa účinok spôsobu čistenia podľa predloženého vynálezu prakticky neprejavil.
Vo viditeľnej časti rúr kotla, do 3,5-4,0 m od poklopov bubnov, bola takmer úplná absencia usadenín. Ďalej, keď sa pohybujeme smerom dopredu, boli nájdené nesúvislé pevné usadeniny (až päť škvŕn na 100 lineárnych mm s veľkosťou 2 až 15 mm a hrúbkou do 0,5 mm vizuálne).
V dôsledku tohto štádia testovania sa dospelo k záveru, že spôsob podľa tohto vynálezu, bez použitia akýchkoľvek činidiel, účinne ničí predtým vytvorené usadeniny a poskytuje prevádzku kotla bez vodného kameňa.
V ďalšej fáze testovania bolo v bode „B“ pripojené zariadenie na vytváranie prúdonosného potenciálu a testy pokračovali ďalších 30-45 dní.
Ďalšie otvorenie kotlovej jednotky sa uskutočnilo po 3,5 mesiacoch nepretržitej prevádzky zariadenia.
Kontrola kotlovej jednotky ukázala, že predtým zostávajúce usadeniny boli úplne zničené a len malé množstvo zostalo na spodných častiach kotlových potrubí.
To viedlo k nasledujúcim záverom:
Veľkosť zóny, v rámci ktorej je zabezpečená bezvámenná prevádzka kotlovej jednotky, výrazne prevyšuje veľkosť zóny efektívneho ničenia usadenín, čo umožňuje následné prenesenie prípojného miesta prúdovodného potenciálu na čistenie celého vnútorného priestoru. povrch kotlovej jednotky a ďalej udržiavať jej režim prevádzky bez vodného kameňa;
Zničenie predtým vytvorených usadenín a zabránenie vzniku nových je zabezpečené procesmi rôzneho charakteru.
Na základe výsledkov kontroly bolo rozhodnuté pokračovať v testovaní až do konca vykurovacieho obdobia s cieľom definitívneho vyčistenia bubnov a kotlových potrubí a stanovenia spoľahlivosti zabezpečenia prevádzky kotla bez vodného kameňa. Ďalšie otvorenie kotla sa uskutočnilo po 210 dňoch.
Výsledky vnútornej kontroly kotla ukázali, že proces čistenia vnútorných plôch kotla v hornom a dolnom bubne a kotlových rúrach je takmer ukončený. úplné odstránenie vklady. Na celom povrchu kovu sa vytvoril tenký hustý povlak, ktorý mal čiernu farbu s modrým nádychom, ktorého hrúbka ani v mokrom stave (takmer ihneď po otvorení kotla) vizuálne nepresahovala 0,1 mm.
Súčasne bola potvrdená spoľahlivosť zabezpečenia prevádzky kotlovej jednotky bez vodného kameňa pri použití spôsobu podľa tohto vynálezu.
Ochranný účinok magnetitového filmu pretrvával až 2 mesiace po odpojení zariadenia, čo je dosť na zabezpečenie suchej konzervácie kotla pri prevoze do zálohy alebo na opravu.
Hoci tento vynález bol opísaný vo vzťahu k rôznym špecifickým príkladom a uskutočneniam vynálezu, malo by byť zrejmé, že tento vynález nie je na ne obmedzený a že ho možno realizovať v rámci rozsahu nasledujúcich nárokov.
1. Spôsob zamedzenia tvorby vodného kameňa na kovovom povrchu vyrobenom zo zliatiny obsahujúcej železo a v kontakte s médiom pary a vody, z ktorého sa môže vytvárať vodný kameň, vrátane aplikácie elektrického potenciálu s prúdom v rozsahu od 61 V na 150 V na špecifikovaný kovový povrch, aby sa neutralizovala elektrostatická zložka silovej adhézie medzi uvedeným kovovým povrchom a koloidnými časticami a iónmi tvoriacimi vodný kameň.
Vynález sa týka tepelnej energetiky a možno ho použiť na ochranu pred vodným kameňom a koróziou vykurovacích potrubí parných a teplovodných kotlov, výmenníkov tepla, kotolní, výparníkov, vykurovacích rozvodov, vykurovacích systémov obytných budov a priemyselných zariadení počas prevádzky. Spôsob prevencie tvorby vodného kameňa na kovovom povrchu vyrobenom zo zliatiny obsahujúcej železo a v kontakte s médiom pary a vody, z ktorého sa môže vodný kameň tvoriť, zahŕňa aplikáciu elektrického potenciálu s prúdom v rozsahu od 61 V do 150 V na špecifikovaný kovový povrch, aby sa neutralizovala elektrostatická zložka adhéznej sily medzi špecifikovaným kovovým povrchom a koloidnými časticami a iónmi tvoriacimi vodný kameň. ÚČINOK: zvýšená účinnosť a produktivita teplovodných a parných kotlov, zvýšená účinnosť prenosu tepla, deštrukcia vrstvy po vrstve a odstraňovanie vytvoreného vodného kameňa, ako aj prevencia jeho novej tvorby. 2 w.p. f-ly, 1 pr., 1 chor.
