Nízkoteplotná korózia ovplyvňuje výhrevné plochy rúrkových a regeneračných ohrievačov vzduchu, nízkoteplotných ekonomizérov, ako aj kovových plynovodov a komínov pri teplotách kovu pod rosným bodom spalín. Zdrojom nízkoteplotnej korózie je anhydrid kyseliny sírovej SO 3, ktorý v spalinách vytvára paru kyseliny sírovej, ktorá pri teplotách rosného bodu spalín kondenzuje. Niekoľko tisícin percent SO 3 v plynoch stačí na to, aby spôsobilo koróziu kovu rýchlosťou presahujúcou 1 mm/rok. Nízkoteplotná korózia sa spomaľuje pri organizovaní procesu pece s malým prebytkom vzduchu, ako aj pri použití prísad do paliva a zvyšovaní odolnosti kovu proti korózii.

Vysokoteplotnej korózii sú vystavené sitá pece bubnových a prietokových kotlov pri spaľovaní tuhého paliva, prehrievače a ich upevnenia, ako aj sitá spodnej radiačnej časti nadkritických tlakových kotlov pri spaľovaní sírneho vykurovacieho oleja.

Korózia vnútorného povrchu rúrok je dôsledkom interakcie plynov kyslíka a oxidu uhličitého s kovom rúrok alebo solí (chloridov a síranov) obsiahnutých vo vode kotla. AT moderné kotly nadkritický tlak pary, obsah plynov a korozívnych solí v dôsledku hlbokého odsoľovania napájacej vody a tepelného odvzdušnenia je zanedbateľný a hlavnou príčinou korózie je interakcia kovu s vodou a parou. Korózia vnútorného povrchu rúr sa prejavuje tvorbou vŕb, jamiek, škrupín a trhlín; vonkajší povrch poškodených rúr sa nemusí líšiť od zdravých.

Poškodenie v dôsledku vnútornej korózie potrubia zahŕňa aj:
kyslíková parkovacia korózia postihujúca akékoľvek časti vnútorného povrchu potrubia. Najintenzívnejšie sú zasiahnuté oblasti pokryté vodorozpustnými usadeninami (potrubia prehrievačov a prechodová zóna prietokových kotlov);
podkalová alkalická korózia kotlov a sitové rúry, vznikajúce pri pôsobení koncentrovanej alkálie v dôsledku odparovania vody pod vrstvou kalu;
korózna únava, ktorá sa prejavuje vo forme trhlín v kotlových a sitových rúrach v dôsledku súčasného vystavenia korozívnemu prostrediu a premenlivým tepelným napätiam.

Vodný kameň sa tvorí na potrubiach v dôsledku ich prehriatia na teploty výrazne vyššie ako sú vypočítané. V súvislosti so zvyšovaním produktivity kotlových jednotiek sa v poslednom čase čoraz častejšie vyskytujú prípady porúch potrubí prehrievača v dôsledku nedostatočnej odolnosti vodného kameňa voči spalinám. Intenzívne usádzanie sa najčastejšie pozoruje pri spaľovaní vykurovacieho oleja.

Opotrebenie steny potrubia je výsledkom abrazívneho pôsobenia uhoľného a bridlicového prachu a popola, ako aj prúdov pary vychádzajúcich z poškodených susedných potrubí alebo dýz dúchadiel. Niekedy je príčinou opotrebovania a stvrdnutia stien potrubia výstrel používaný na čistenie vykurovacích plôch. Miesta a stupeň opotrebovania rúr sa zisťujú vonkajšou kontrolou a meraním ich priemeru. Skutočná hrúbka steny potrubia sa meria ultrazvukovým hrúbkomerom.

Deformovanie sitových a kotlových rúr, ako aj jednotlivých rúr a sekcií stenové panely K sálavej časti prietokových kotlov dochádza vtedy, keď sú potrubia inštalované s nerovnomernou tesnosťou, sú porušené upevňovacie prvky potrubia, dochádza k strate vody a v dôsledku nedostatočnej voľnosti ich tepelných pohybov. Skrútenie cievok a obrazoviek prehrievača sa vyskytuje hlavne v dôsledku spálenia závesov a upevňovacích prvkov, nadmernej a nerovnomernej tesnosti povolenej pri inštalácii alebo výmene jednotlivé prvky. V dôsledku vyhorenia a posunutia podpier a závesov dochádza k deformácii cievok ekonomizéra vody.

Fistuly, vydutiny, praskliny a praskliny sa môžu objaviť aj v dôsledku: usadeniny v potrubí, produktov korózie, technologických okují, zvarov a iných cudzích predmetov, ktoré spomaľujú cirkuláciu vody a prispievajú k prehrievaniu kovového potrubia; vytvrdzovanie brokov; nesúlad triedy ocele s parametrami pary a teplotou plynu; externé mechanickému poškodeniu; prevádzkové priestupky.

Identifikácia typov korózie je náročná, a preto nie sú neobvyklé chyby pri určovaní technologicky a ekonomicky optimálnych opatrení proti korózii. Hlavné potrebné opatrenia sa prijímajú v súlade s predpismi, ktoré stanovujú limity hlavných iniciátorov korózie.

GOST 20995-75 „Stacionárne parné kotly s tlakom do 3,9 MPa. Ukazovatele kvality napájacej vody a pary“ štandardizuje ukazovatele v napájacej vode: transparentnosť, teda množstvo suspendovaných nečistôt; všeobecná tvrdosť, obsah zlúčenín železa a medi - prevencia tvorby vodného kameňa a usadenín oxidov železa a medi; Hodnota pH - prevencia alkalickej a kyslej korózie a tiež penenia v kotlovom telese; obsah kyslíka - prevencia kyslíkovej korózie; obsah dusitanov - prevencia korózie dusitanov; obsah oleja - zamedzenie penenia v kotlovom telese.

Hodnoty noriem určuje GOST v závislosti od tlaku v kotle (teda od teploty vody), od výkonu miestneho tepelného toku a od technológie úpravy vody.

Pri zisťovaní príčin korózie je v prvom rade potrebné skontrolovať (ak je to možné) miesta deštrukcie kovu, analyzovať prevádzkové podmienky kotla v predhavarijnom období, analyzovať kvalitu napájacej vody, pary a usadenín. , analyzovať dizajnové prvky kotol.

Pri externom vyšetrení je možné podozrenie nasledujúce typy korózia.

Kyslíková korózia

: sekcie vstupného potrubia oceľových ekonomizérov; prívodné potrubia pri stretnutí s nedostatočne odkysličenou (nadnormálnou) vodou - „prieniky“ kyslíka v prípade zlého odvzdušnenia; ohrievače napájacej vody; všetky mokré priestory kotla počas jeho odstavenia a neprijatia opatrení na zamedzenie vstupu vzduchu do kotla, najmä v stojatých priestoroch, pri vypúšťaní vody, odkiaľ je ťažké odstrániť kondenzát pary alebo ho úplne naplniť vodou, napr. vertikálne potrubia prehrievače. Počas odstávky je korózia posilnená (lokalizovaná) v prítomnosti alkálií (menej ako 100 mg/l).

Kyslíková korózia sa zriedkavo (keď je obsah kyslíka vo vode výrazne vyšší ako norma - 0,3 mg / l) prejavuje v zariadeniach na oddeľovanie pary kotlových bubnov a na stene bubnov na hranici vodnej hladiny; v zvodoch. V stúpajúcich potrubiach nedochádza ku korózii v dôsledku odvzdušňovacieho účinku parných bublín.

Druh a povaha poškodenia. Vredy rôznej hĺbky a priemeru, často pokryté tuberkulami, ktorých horná kôra je červenkastý oxid železa (pravdepodobne hematit Fe 2 O 3). Dôkaz aktívnej korózie: pod kôrou hľúz - čierna tekutá zrazenina, pravdepodobne magnetit (Fe 3 O 4) zmiešaný so síranmi a chloridmi. Pri tlmenej korózii je pod kôrou prázdnota a dno vredu je pokryté nánosmi vodného kameňa a kalu.

Pri pH > 8,5 - sú vredy zriedkavé, ale väčšie a hlbšie pri pH< 8,5 - встречаются чаще, но меньших размеров. Только вскрытие бугорков помогает интерпретировать бугорки не как поверхностные отложения, а как следствие коррозии.

Pri rýchlosti vody vyššej ako 2 m/s môžu mať tuberkulózy podlhovastý tvar v smere prúdu.

. Kôry magnetitu sú dostatočne husté a mohli by slúžiť ako spoľahlivá bariéra pre prenikanie kyslíka do tuberkulóz. Často sa však ničia následkom koróznej únavy, kedy sa cyklicky mení teplota vody a kovu: časté odstavovanie a spúšťanie kotla, pulzujúci pohyb zmesi pary a vody, vrstvenie zmesi pary a vody na samostatnú paru a vodné zátky idúce za sebou.

Korózia sa zintenzívňuje so zvýšením teploty (až do 350 °C) a zvýšením obsahu chloridov v kotlovej vode. Niekedy je korózia posilnená produktmi tepelného rozkladu niektorých organickej hmoty napájacia voda.

Ryža. 1. Vzhľad kyslíkovej korózie

Alkalická (v užšom zmysle - medzikryštalická) korózia

Miesta korózneho poškodenia kovu. Rúry v zónach tepelného toku s vysokým výkonom (oblasť horáka a oproti predĺženému horáku) - 300 - 400 kW / m 2 a kde je teplota kovu o 5 - 10 ° C vyššia ako bod varu vody pri danom tlaku; šikmé a horizontálne potrubia kde je slabá cirkulácia vody; miesta pod hustými nánosmi; zóny v blízkosti oporných krúžkov a v samotných zvaroch, napríklad v miestach zvárania zariadení na odlučovanie pary v bubne; miesta v blízkosti nitov.

Druh a povaha poškodenia. Polguľovité alebo eliptické priehlbiny vyplnené produktmi korózie, často vrátane lesklých kryštálov magnetitu (Fe 3 O 4). Väčšina priehlbín je pokrytá tvrdou kôrou. Na strane rúrok privrátenej k peci môžu byť vybrania spojené, čím sa vytvorí takzvaná korózna dráha široká 20-40 mm a dlhá až 2-3 m.

Ak kôra nie je dostatočne stabilná a hustá, môže korózia viesť - v podmienkach mechanického namáhania - k vzniku trhlín v kove, najmä v blízkosti trhlín: nity, valivé spoje, zváracie body zariadení na separáciu pary.

Príčiny poškodenia koróziou. o vysoké teploty- viac ako 200 ° C - a vysoká koncentrácia lúhu sodného (NaOH) - 10% alebo viac - ochranný film (kôra) na kove je zničený:

4NaOH + Fe304 \u003d 2NaFe02 + Na2Fe02 + 2H20 (1)

Medziprodukt NaFe02 podlieha hydrolýze:

4NаFeО 2 + 2Н 2 О = 4NаОН + 2Fe 2 О 3 + 2Н 2 (2)

To znamená, že pri tejto reakcii (2) sa hydroxid sodný redukuje, pri reakciách (1), (2) sa nespotrebováva, ale pôsobí ako katalyzátor.

Keď sa magnetit odstráni, hydroxid sodný a voda môžu priamo reagovať so železom a uvoľniť atómový vodík:

2NaOH + Fe \u003d Na2Fe02 + 2H (3)

4H20 + 3Fe \u003d Fe304 + 8H (4)

Uvoľnený vodík je schopný difundovať do kovu a vytvárať metán (CH 4) s karbidom železa:

4H + Fe3C \u003d CH4 + 3Fe (5)

Je tiež možné spojiť atómový vodík na molekulárny vodík (H + H = H 2).

Metán a molekulárny vodík nemôžu preniknúť do kovu, hromadia sa na hraniciach zŕn a v prítomnosti trhlín ich expandujú a prehlbujú. Okrem toho tieto plyny zabraňujú tvorbe a zhutňovaniu ochranných filmov.

V miestach hlbokého vyparovania kotlovej vody sa vytvára koncentrovaný roztok lúhu sodného: husté usadeniny solí (druh podkalovej korózie); kríza varu bubliniek, keď sa nad kovom vytvorí stabilný parný film - tam sa kov takmer nepoškodí, ale lúh sodný sa koncentruje pozdĺž okrajov filmu, kde dochádza k aktívnemu odparovaniu; prítomnosť trhlín, kde dochádza k odparovaniu, čo sa líši od vyparovania v celom objeme vody: lúh sodný sa odparuje horšie ako voda, nie je vymývaný vodou a hromadí sa. Pri pôsobení na kov lúh sodný vytvára trhliny na hraniciach zŕn smerujúcich do vnútra kovu (druh medzikryštalickej korózie je štrbinová korózia).

Medzikryštalická korózia vplyvom alkalickej kotlovej vody sa najčastejšie sústreďuje v kotlovom telese.

Ryža. 3. Medzikryštalická korózia: a - mikroštruktúra kovu pred koróziou, b - mikroštruktúra v štádiu korózie, tvorba trhlín pozdĺž hranice zŕn kovu Obr.

Takýto korozívny účinok na kov je možný len pri súčasnej prítomnosti troch faktorov:

• lokálne ťahové mechanické napätia blízke alebo mierne presahujúce medzu klzu, t.j. 2,5 MN/mm2;
• uvoľnené spoje častí bubna (uvedené vyššie), kde môže dochádzať k hlbokému vyparovaniu kotlovej vody a kde nahromadený hydroxid sodný rozpúšťa ochranný film oxidov železa (koncentrácia NaOH je viac ako 10%, teplota vody je nad 200 °C a - najmä - bližšie k 300 ° C). Ak je kotol prevádzkovaný s tlakom nižším ako pasový (napríklad 0,6-0,7 MPa namiesto 1,4 MPa), pravdepodobnosť tohto typu korózie klesá;
• nepriaznivá kombinácia látok v kotlovej vode, v ktorej nie sú potrebné ochranné koncentrácie inhibítorov tohto typu korózie. Soli sodíka môžu pôsobiť ako inhibítory: sírany, uhličitany, fosforečnany, dusičnany, sulfitová celulóza.

Ryža. 4. Vzhľad medzikryštalickej korózie

Korózne trhliny nevznikajú, ak je dodržaný pomer:

(Na2S04 + Na2C03 + Na3P04 + NaN03) / (NaOH) ≥ 5, 3 (6)

kde Na 2 SO 4, Na 2 CO 3, Na 3 PO 4, NaNO 3, NaOH - obsah síranu sodného, ​​uhličitanu sodného, ​​fosforečnanu sodného, ​​dusičnanu sodného a hydroxidu sodného, ​​v tomto poradí, mg / kg.

V súčasnosti vyrábané kotly nemajú aspoň jednu z týchto koróznych podmienok.

Prítomnosť zlúčenín kremíka v kotlovej vode môže tiež zvýšiť medzikryštalickú koróziu.

NaCl za týchto podmienok nie je inhibítorom korózie. Vyššie bolo uvedené: chlórové ióny (Сl -) sú urýchľovače korózie, vďaka svojej vysokej pohyblivosti a malej veľkosti ľahko prenikajú ochrannými oxidovými filmami a vytvárajú vysoko rozpustné soli so železom (FeCl 2, FeCl 3) namiesto zle rozpustných oxidov železa .

Vo vode kotolní sa tradične kontrolujú hodnoty celkovej mineralizácie a nie obsah jednotlivých solí. Pravdepodobne z tohto dôvodu bol zavedený prídelový systém nie podľa uvedeného pomeru (6), ale podľa hodnoty relatívnej zásaditosti kotlovej vody:

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

kde U q rel - relatívna alkalita kotlovej vody,%; Shch ov rel - relatívna alkalita upravenej (dodatočnej) vody, %, %; Shch ov - celková alkalita upravenej (dodatočnej) vody, mmol / l; S ov - mineralizácia upravovanej (prídavnej) vody (vrátane obsahu chloridov), mg / l.

Celková alkalita upravovanej (dodatočnej) vody môže byť rovnaká, mmol/l:

• po kationizácii sodíka - celková alkalita zdrojovej vody;
• po vodíkovo-sodnej kationizácii paralelná - (0,3-0,4), alebo sekvenčná s "hladovou" regeneráciou vodíkovo-katiónového filtra - (0,5-0,7);
• po kationizácii sodíka s okyslením a ionizáciou chlórom sodným - (0,5-1,0);
• po amónno-sodnej kationizácii - (0,5-0,7);
• po vápnení pri 30-40 °C - (0,35-1,0);
• po koagulácii - (W o ref - D to), kde W o ref - celková alkalita zdrojovej vody, mmol/l; D až - dávka koagulantu, mmol/l;
• po sodnom vápne pri 30-40 °C - (1,0-1,5) a pri 60-70 °C - (1,0-1,2).

Hodnoty relatívnej zásaditosti kotlovej vody podľa noriem Rostekhnadzor sú akceptované,%, nie viac ako:

• pre kotly s nitovanými bubnami - 20;
• pre kotly so zváranými bubnami a rúrkami valcovanými do nich - 50;
• pre kotly so zváranými bubnami a rúrkami, ktoré sú k nim privarené - akákoľvek hodnota, nenormalizované.

Ryža. 4. Výsledok medzikryštalickej korózie

Podľa noriem Rostekhnadzor je jedným z kritérií U kv rel bezpečná práca kotly. Správnejšie je skontrolovať kritérium potenciálnej alkalickej agresivity kotlovej vody, ktoré nezohľadňuje obsah chlórových iónov:

K u = (S ov - [Сl - ]) / 40 u ov, (8)

kde K u - kritérium potenciálnej alkalickej agresivity kotlovej vody; S s - salinita upravovanej (prídavnej) vody (vrátane obsahu chloridov), mg/l; Cl - - obsah chloridov v upravovanej (prídavnej) vode, mg/l; Shch ov - celková alkalita upravenej (dodatočnej) vody, mmol/l.

Hodnotu K u možno vziať:

• pre kotly s nitovanými bubnami s tlakom viac ako 0,8 MPa ≥ 5;
• pre kotly so zváranými bubnami a rúrkami zvinutými do nich s tlakom vyšším ako 1,4 MPa ≥ 2;
• pre kotly so zváranými bubnami a k ​​nim privarenými rúrami, ako aj pre kotly so zváranými bubnami a do nich zvinutými rúrkami s tlakom do 1,4 MPa a kotly s nitovanými bubnami s tlakom do 0,8 MPa - nenormalizovať.

Podsuspenzná korózia

Tento názov spája niekoľko rôznych typov korózie (alkalická, kyslíková atď.). Hromadenie voľných a poréznych usadenín a kalu v rôznych zónach kotla spôsobuje koróziu kovu pod kalom. hlavný dôvod: kontaminácia napájacej vody oxidmi železa.

Dusitanová korózia

. Obrazovka a kotlové rúry kotla na strane smerujúcej k peci.

Druh a povaha poškodenia. Zriedkavé, ostro ohraničené veľké vredy.

. V prítomnosti dusitanových iónov (NO - 2) v napájacej vode viac ako 20 μg / l, teplote vody viac ako 200 ° C, dusitany slúžia ako katódové depolarizátory elektrochemická korózia, regenerácia na HN02, NO, N2 (pozri vyššie).

Parno-vodná korózia

Miesta korózneho poškodenia kovu. Výstup z hadov prehrievača, potrubia prehriatej pary, horizontálne a mierne naklonené potrubia na výrobu pary v oblastiach so zlou cirkuláciou vody, niekedy horná rodiaca čiara výstupné cievky ekonomizérov vriacej vody.

Druh a povaha poškodenia. Plaky z hustých čiernych oxidov železa (Fe 3 O 4), pevne spojené s kovom. Pri kolísaní teploty sa poruší kontinuita plaku (kôry), šupiny odpadnú. Rovnomerné stenčenie kovu s vydutinami, pozdĺžnymi trhlinami, zlommi.

Možno ju identifikovať ako podsuspenznú koróziu: vo forme hlbokých jám s nevýrazne ohraničenými okrajmi, častejšie v blízkosti zvarov vyčnievajúcich vo vnútri potrubia, kde sa hromadí kal.

Príčiny poškodenia koróziou:

• pracie médium - para v prehrievačoch, parovodov, parné "vankúše" pod vrstvou kalu;
• teplota kovu (oceľ 20) je viac ako 450 ° C, tepelný tok do kovovej časti je 450 kW / m2;
• porušenie režimu spaľovania: troskovanie horákov, zvýšená kontaminácia potrubí vo vnútri a vonku, nestabilné (vibračné) spaľovanie, predĺženie horáka smerom k rúrkam obrazoviek.

Výsledkom je priama chemická interakcia železa s vodnou parou (pozri vyššie).

Mikrobiologická korózia

Spôsobené aeróbnymi a anaeróbnymi baktériami sa objavujú pri teplotách 20-80 °C.

Miesta poškodenia kovu. Potrubie a nádoby do kotla s vodou stanovenej teploty.

Druh a povaha poškodenia. tuberkulózy rôzne veľkosti: priemer od niekoľkých milimetrov do niekoľkých centimetrov, zriedka - niekoľko desiatok centimetrov. Hľuzy sú pokryté hustými oxidmi železa - odpadovým produktom aeróbnych baktérií. Vnútri - čierny prášok a suspenzia (sulfid železa FeS) - produkt anaeróbnych baktérií redukujúcich sírany, pod čiernym útvarom - okrúhle vredy.

Príčiny poškodenia. V prírodnej vode sú vždy prítomné sírany železa, kyslík a rôzne baktérie.

Baktérie železa vytvárajú v prítomnosti kyslíka film oxidov železa, pod ktorým anaeróbne baktérie redukujú sírany na sírnik železa (FeS) a sírovodík (H 2 S). Na druhej strane sírovodík vedie k tvorbe sírovej (veľmi nestabilnej) a sírovej kyseliny a kov koroduje.

Tento typ korózie má nepriamy vplyv na koróziu kotla: prietok vody rýchlosťou 2-3 m / s odtrháva hľuzy, prenáša ich obsah do kotla, čím sa zvyšuje hromadenie kalu.

V ojedinelých prípadoch môže k tejto korózii dôjsť aj v samotnom kotli, ak sa počas dlhej odstávky kotla v rezerve naplní vodou s teplotou 50-60 °C a teplota sa udržiava v dôsledku náhodných prienikov pary z susedné kotly.

"Chelátová" korózia

Miesta poškodenia koróziou. Zariadenia, v ktorých sa para oddeľuje od vody: kotlové bubon, odlučovače pary v bubne a mimo neho, tiež - zriedkavo - v potrubí napájacej vody a ekonomizér.

Druh a povaha poškodenia. Povrch kovu je hladký, no ak sa médium pohybuje veľkou rýchlosťou, tak skorodovaný povrch nie je hladký, má podkovovité priehlbiny a „chvosty“ orientované v smere pohybu. Povrch je pokrytý tenkým matným alebo čiernym lesklým filmom. Neexistujú žiadne zjavné usadeniny a neexistujú žiadne produkty korózie, pretože „chelát“ (organické zlúčeniny polyamínov špeciálne vložené do kotla) už zreagoval.

V prítomnosti kyslíka, čo sa v normálne fungujúcom kotli stáva len zriedka, je skorodovaný povrch „rozveselený“: drsnosť, kovové ostrovčeky.

Príčiny poškodenia koróziou. Mechanizmus účinku „chelátu“ bol opísaný skôr („Priemyselné a vykurovacie kotolne a mini-CHP“, 1 (6) ΄ 2011, s. 40).

"Chelátová" korózia nastáva pri predávkovaní "chelátom", ale aj pri normálnej dávke je možná, pretože "chelát" sa koncentruje v oblastiach, kde dochádza k intenzívnemu odparovaniu vody: varenie zárodkov je nahradené filmom. V zariadeniach na separáciu pary sa vyskytujú prípady obzvlášť deštruktívneho účinku "chelátovej" korózie v dôsledku vysokých turbulentných rýchlostí vody a zmesi pary a vody.

Všetky opísané korózne poškodenia môžu pôsobiť synergicky, takže celkové poškodenie spoločným pôsobením rôznych koróznych faktorov môže prevýšiť rozsah poškodenia jednotlivými druhmi korózie.

Pôsobením korozívnych činidiel sa spravidla zvyšuje nestabilný tepelný režim kotla, ktorý spôsobuje koróznu únavu a vyvoláva koróziu tepelnou únavou: počet štartov zo studeného stavu je viac ako 100, celkový počet začína - viac ako 200. Keďže tieto typy deštrukcie kovov sú zriedkavé, praskliny, praskliny potrubia vyzerajú identicky ako poškodenie kovu rôznymi druhmi korózie.

Na identifikáciu príčiny deštrukcie kovu sú zvyčajne potrebné ďalšie metalografické štúdie: rádiografia, ultrazvuk, detekcia defektov farieb a magnetických častíc.

Rôzni výskumníci navrhli programy na diagnostiku typov korózneho poškodenia kotlových ocelí. Známy je program VTI (A.F. Bogachev so zamestnancami) - hlavne pre energetické kotly vysoký tlak, a rozvoj združenia Energochermet - hlavne pre výkonové kotly nízko a stredotlakových a kotlov na odpadové teplo.

Množstvo elektrární využíva rieku a voda z vodovodu s nízkym pH a nízkou tvrdosťou. Dodatočné spracovanie riečnej vody na vodnom zdroji zvyčajne vedie k zníženiu pH, zníženiu alkality a zvýšeniu obsahu korozívneho oxidu uhličitého. Výskyt agresívneho oxidu uhličitého je možný aj pri acidifikačných schémach používaných pre veľké systémy zásobovania teplom s priamym odberom teplej vody (2000–3000 t/h). Zmäkčovanie vody podľa Na-kationizačnej schémy zvyšuje jej agresivitu v dôsledku odstránenia prirodzených inhibítorov korózie – solí tvrdosti.

Pri zle nastavenom odvzdušňovaní vody a možnom zvýšení koncentrácií kyslíka a oxidu uhličitého v dôsledku chýbajúcich dodatočných ochranných opatrení v systémoch zásobovania teplom sú potrubia vystavené vnútornej korózii, tepelné výmenníky, skladovacie nádrže a ďalšie vybavenie.

Je známe, že zvýšenie teploty prispieva k rozvoju koróznych procesov, ktoré sa vyskytujú tak pri absorpcii kyslíka, ako aj pri uvoľňovaní vodíka. So zvýšením teploty nad 40 °C prudko narastajú formy korózie kyslíka a oxidu uhličitého.

Špeciálny typ podkalovej korózie vzniká v podmienkach nízkeho obsahu zvyškového kyslíka (pri splnení noriem PTE) a pri množstve oxidov železa nad 400 μg/dm 3 (v prepočte na Fe). Tento typ korózie, predtým známy v praxi prevádzkovania parných kotlov, bol nájdený v podmienkach relatívne slabého ohrevu a absencie tepelného zaťaženia. V tomto prípade sú voľné produkty korózie, pozostávajúce hlavne z hydratovaných oxidov trojmocného železa, aktívnymi depolarizátormi katódového procesu.

Počas prevádzky vykurovacieho zariadenia sa často pozoruje štrbinová korózia, t.j. selektívna intenzívna korózna deštrukcia kovu v trhline (medzere). Znakom procesov prebiehajúcich v úzkych medzerách je znížená koncentrácia kyslíka v porovnaní s koncentráciou v objeme roztoku a pomalé odstraňovanie produktov koróznej reakcie. V dôsledku akumulácie týchto látok a ich hydrolýzy je možné zníženie pH roztoku v medzere.

Pri neustálom dopĺňaní vykurovacej siete s otvoreným prívodom vody odvzdušnenou vodou je možnosť tvorby priechodných otvorov v potrubiach úplne vylúčená iba v normálnom hydraulickom režime, keď sa vo všetkých miestach dodávky tepla neustále udržiava pretlak nad atmosférickým tlakom. systém.

Príčiny jamkovej korózie potrubí teplovodných kotlov a iných zariadení sú nasledovné: nekvalitné odvzdušnenie prídavnej vody; nízka hodnota pH v dôsledku prítomnosti agresívneho oxidu uhličitého (až 10-15 mg / dm 3); hromadenie produktov kyslíkovej korózie železa (Fe 2 O 3) na teplovýmenných plochách. Zvýšený obsah oxidov železa v sieťovej vode prispieva k unášaniu výhrevných plôch kotla usadeninami oxidov železa.

Viacerí výskumníci uznávajú dôležitú úlohu pri výskyte podkalovej korózie procesu hrdzavenia rúrok kotlov na ohrev vody počas ich odstávky, keď sa neprijmú vhodné opatrenia na zamedzenie parkovacej korózie. Centrá korózie, ktoré vznikajú vplyvom atmosférického vzduchu na mokrých povrchoch kotlov, počas prevádzky kotlov naďalej fungujú.

MINISTERSTVO ENERGIE A ELEKTROTECHNIKY ZSSR

HLAVNÉ VEDECKO-TECHNICKÉ ODDELENIE ENERGETIKA A ELEKTROTECHNIKY

METODICKÉ POKYNY
UPOZORNENÍM
NÍZKA TEPLOTA
POVRCHOVÁ KORÓZIA
VYKUROVANIE A PLYNOVÉ DYMOVODY KOTLOV

RD 34.26.105-84

SÓJUZTEKHENERGO

Moskva 1986

VYVINUTÉ Všeobecným rádom dvojnásobného rádu Červeného praporu práce Výskumný ústav tepelného inžinierstva pomenovaný po F.E. Dzeržinský

ÚČINKUJÚCI R.A. PETROSYAN, I.I. NADYROV

SCHVÁLENÉ Hlavným technickým riaditeľstvom prevádzky energetických sústav dňa 22.4.1984.

Zástupca vedúceho D.Ya. SHAMARAKOV

Dátum vypršania platnosti je nastavený
od 01.07.85
do 01.07.2005

Tieto pokyny sa vzťahujú na nízkoteplotné vykurovacie plochy parných a teplovodných kotlov (ekonomizéry, plynové výparníky, ohrievače vzduchu rôzne druhy a pod.), ako aj na ceste plynu za ohrievačmi vzduchu (plynovody, zberače popola, odsávače dymu, komíny) a stanoviť spôsoby ochrany vykurovacích plôch pred nízkoteplotnou koróziou.

Smernice sú určené pre tepelné elektrárne na kyslé palivá a organizácie, ktoré projektujú kotolne.

1. Nízkoteplotná korózia je korózia chvostových výhrevných plôch, plynovodov a komínov kotlov pôsobením pár kyseliny sírovej, ktoré na nich kondenzujú zo spalín.

2. Ku kondenzácii pár kyseliny sírovej, ktorej objemový obsah v spalinách pri spaľovaní sírnych palív je len niekoľko tisícin percent, dochádza pri teplotách výrazne (o 50 - 100 °C) vyšších ako je kondenzačná teplota. vodnej pary.

4. Aby sa zabránilo korózii vykurovacích plôch počas prevádzky, teplota ich stien musí presiahnuť teplotu rosného bodu spalín pri všetkých zaťaženiach kotla.

Pri vykurovacích plochách chladených médiom s vysokým súčiniteľom prestupu tepla (ekonomizéry, plynové odparky a pod.) musia teploty média na ich vstupe prekročiť teplotu rosného bodu o cca 10 °C.

5. Pre vykurovacie plochy teplovodných kotlov pri prevádzke na sírny vykurovací olej nie je možné realizovať podmienky pre úplné vylúčenie nízkoteplotnej korózie. Na jej zníženie je potrebné zabezpečiť teplotu vody na vstupe do kotla rovnajúcu sa 105 - 110 °C. Pri použití teplovodných kotlov ako špičkových je možné takýto režim zabezpečiť s plným využitím sieťových ohrievačov vody. Pri použití teplovodných kotlov v hlavnom režime je možné dosiahnuť zvýšenie teploty vody vstupujúcej do kotla recirkuláciou teplej vody.

V zariadeniach využívajúcich schému pripojenia teplovodných kotlov k vykurovacej sieti prostredníctvom vodných výmenníkov tepla sú v plnej miere zabezpečené podmienky na zníženie nízkoteplotnej korózie vykurovacích plôch.

6. Pri ohrievačoch vzduchu parných kotlov je zabezpečené úplné vylúčenie nízkoteplotnej korózie, keď návrhová teplota steny najchladnejšej časti prekročí teplotu rosného bodu pri všetkých zaťaženiach kotla o 5-10 °C (minimálna hodnota sa vzťahuje na minimálne zaťaženie).

7. Výpočet teploty steny rúrkových (TVP) a regeneračných (RAH) ohrievačov vzduchu sa vykonáva podľa odporúčaní " Tepelný výpočet kotlové jednotky. Normatívna metóda“ (M.: Energia, 1973).

8. Pri použití v rúrkových ohrievačoch vzduchu ako prvý (vzduchovým) prechodom vymeniteľných studených kociek alebo kociek vyrobených z rúrok s povlakom odolným voči kyselinám (smaltované atď.), ako aj kociek vyrobených z materiálov odolných voči korózii nasledujúce sú kontrolované na podmienky pre úplné vylúčenie nízkoteplotnej korózie (vzduchom) kovových kociek ohrievača vzduchu. V tomto prípade by výber teploty steny studených kovových kociek vymeniteľných, ako aj kociek odolných voči korózii, mal vylúčiť intenzívne znečistenie potrubí, pre ktoré by ich minimálna teplota steny pri spaľovaní sírnych vykurovacích olejov mala byť pod rosou. bodu spalín najviac o 30 - 40 °C. Pri spaľovaní pevných sírnych palív by mala byť minimálna teplota steny potrubia podľa podmienok zamedzenia jeho intenzívneho znečistenia minimálne 80 °C.

9. V RAH sa za podmienok úplného vylúčenia nízkoteplotnej korózie počíta s ich horúcou časťou. Studená časť RAH je vyrobená antikorózne (smaltovaná, keramická, nízkolegovaná oceľ a pod.) alebo vymeniteľná z plochých plechov s hrúbkou 1,0 - 1,2 mm, vyrobených z nízkouhlíkovej ocele. Pri plnení požiadaviek bodu tohto dokumentu sú dodržané podmienky na zabránenie intenzívnej kontaminácii obalu.

10. Ako smaltovaný obal sa používajú plechy s hrúbkou 0,6 mm. Životnosť smaltovaných tesnení vyrobených v súlade s TU 34-38-10336-89 je 4 roky.

Ako keramické tesnenie možno použiť porcelánové rúrky, keramické bloky alebo porcelánové taniere s výstupkami.

Vzhľadom na zníženie spotreby vykurovacieho oleja tepelnými elektrárňami je vhodné použiť pre studenú časť RAH výplň z nízkolegovanej ocele 10KhNDP alebo 10KhSND, ktorej odolnosť proti korózii je 2–2,5-krát vyššia ako u nízkouhlíkovej ocele.

11. Na ochranu ohrievačov vzduchu pred nízkoteplotnou koróziou počas obdobia spustenia je potrebné vykonať opatrenia uvedené v „Pokynoch pre návrh a prevádzku výkonových ohrievačov s drôtenými lamelami“ (M.: SPO Soyuztekhenergo , 1981).

Zapaľovanie kotla na sírny vykurovací olej by sa malo vykonávať s vopred zapnutým vzduchovým ohrevom. Teplota vzduchu pred ohrievačom vzduchu v počiatočnom období podpaľovania by mala byť spravidla 90 °C.

11a. Pre ochranu ohrievačov vzduchu pred nízkoteplotnou ("staničnou") koróziou na odstavenom kotle, ktorej úroveň je približne dvojnásobná oproti rýchlosti korózie počas prevádzky, pred odstavením kotla dôkladne očistite ohrievače vzduchu od vonkajších usadenín. Zároveň sa pred odstavením kotla odporúča udržiavať teplotu vzduchu na vstupe do ohrievača vzduchu na úrovni jeho hodnoty pri menovitom zaťažení kotla.

Čistenie TVP sa vykonáva brokom s hustotou posuvu minimálne 0,4 kg/m.s (str. tohto dokumentu).

Pre tuhé palivá s prihliadnutím na značné riziko korózie zberačov popola treba voliť teplotu spalín nad rosným bodom spalín o 15 - 20 °C.

Pri vykurovacích olejoch so sírou musí teplota spalín presiahnuť teplotu rosného bodu pri menovitom zaťažení kotla asi o 10 °C.

V závislosti od obsahu síry v vykurovacom oleji by sa vypočítaná teplota spalín pri menovitom zaťažení kotla mala brať takto:

Teplota spalín, ºС...... 140 150 160 165

Pri spaľovaní sírneho vykurovacieho oleja s extrémne malými prebytkami vzduchu (α ≤ 1,02) je možné teplotu spalín brať nižšie, berúc do úvahy výsledky meraní rosného bodu. Prechod z malých prebytkov vzduchu do extrémne malých znižuje v priemere teplotu rosného bodu o 15 - 20 °C.

Podmienky na zabezpečenie spoľahlivej prevádzky komína a zabránenie padaniu vlhkosti na jeho steny ovplyvňuje nielen teplota spalín, ale aj ich prietok. Prevádzka potrubia s výrazne nižšími záťažovými podmienkami ako sú konštrukčné zvyšuje pravdepodobnosť nízkoteplotnej korózie.

Pri spaľovaní zemného plynu sa odporúča teplota spalín minimálne 80 °C.

13. Pri znížení zaťaženia kotla v rozsahu 100 - 50% nominálnej je potrebné usilovať sa o stabilizáciu teploty spalín a nedovoliť jej pokles o viac ako 10 °C oproti nominálnej.

Najekonomickejším spôsobom stabilizácie teploty spalín je zvýšenie teploty predhrievanie vzduchu v ohrievačoch, keď sa zaťaženie znižuje.

Minimum povolené hodnoty teplota predohrevu vzduchu pred odberom RAH v súlade s bodom 4.3.28 Pravidiel technickej prevádzky nabíjacie stanice a siete“ (M.: Energoatomizdat, 1989).

V prípadoch, kedy optimálne teploty spaliny nie je možné zabezpečiť z dôvodu nedostatočnej vykurovacej plochy RAH, treba odoberať teploty predohrevu vzduchu, pri ktorých teplota spalín nepresiahne hodnoty uvedené v bodoch týchto Smernice.

16. Vzhľadom na nedostatok spoľahlivých náterov odolných voči kyselinám na ochranu pred nízkoteplotnou koróziou kovových plynovodov je možné ich spoľahlivú prevádzku zabezpečiť dôkladnou izoláciou, pričom teplotný rozdiel medzi spalinami a stenou nie je väčší ako 5 °C.

V súčasnosti sa uplatňuje izolačné materiály a konštrukcie nie sú dostatočne spoľahlivé v dlhodobej prevádzke, preto je potrebné pravidelne, najmenej raz ročne, sledovať ich stav a v prípade potreby vykonávať opravy a reštaurátorské práce.

17. Pri skúšobnom použití na ochranu plynových potrubí pred nízkoteplotnou koróziou rôzne nátery treba mať na pamäti, že ten by mal poskytovať tepelnú odolnosť a plynotesnosť pri teplotách presahujúcich teplotu spalín minimálne o 10°C, odolnosť voči účinkom kyseliny sírovej s koncentráciou 50 - 80% pri teplote rozsah 60 - 150°C, resp., a možnosť ich opravy a obnovy.

18. Pre nízkoteplotné povrchy, konštrukčné prvky RAH a dymovody kotlov je vhodné použiť nízkolegované ocele 10KhNDP a 10KhSND, ktoré sú 2–2,5 krát lepšie v odolnosti voči korózii ako uhlíková oceľ.

Absolútnu odolnosť proti korózii majú len veľmi vzácne a drahé vysokolegované ocele (napríklad oceľ EI943 s obsahom do 25 % chrómu a do 30 % niklu).

Dodatok

1. Teoreticky možno teplotu rosného bodu spalín s daným obsahom pár kyseliny sírovej a vody definovať ako teplotu varu roztoku kyseliny sírovej takej koncentrácie, pri ktorej je rovnaký obsah vodnej pary a kyseliny sírovej. prítomný nad riešením.

Nameraná teplota rosného bodu sa môže líšiť od teoretickej hodnoty v závislosti od techniky merania. V týchto odporúčaniach pre teplotu rosného bodu spalín tr Predpokladá sa povrchová teplota štandardného skleneného snímača so 7 mm dlhými platinovými elektródami spájkovanými vo vzájomnej vzdialenosti 7 mm, pri ktorej je odpor rosného filmu medzi elektródami v ustálenom stave 107 Ohm. Merací obvod elektród používa striedavý prúd nízkeho napätia (6 - 12 V).

2. Pri spaľovaní sírnych vykurovacích olejov s prebytkom vzduchu 3 - 5% je teplota rosného bodu spalín závislá od obsahu síry v palive Sp(ryža.).

Pri spaľovaní sírnych vykurovacích olejov s extrémne nízkymi prebytkami vzduchu (α ≤ 1,02) by sa teplota rosného bodu spalín mala brať z výsledkov špeciálne merania. Podmienky pre preradenie kotlov do režimu s α ≤ 1,02 sú uvedené v „Smernici pre prechod kotlov na sírne palivá do režimu spaľovania s extrémne malým prebytkom vzduchu“ (M.: SPO Soyuztekhenergo, 1980).

3. Pri spaľovaní sírnych tuhých palív v práškovom stave sa teplota rosného bodu spalín tp možno vypočítať zo zníženého obsahu síry a popola v palive Sppr, Arpr a teplotu kondenzácie vodnej pary tcon podľa vzorca

kde teta- podiel popola v odlete (zvyčajne 0,85).

Ryža. 1. Závislosť teploty rosného bodu spalín od obsahu síry v spaľovanom vykurovacom oleji

Hodnota prvého člena tohto vzorca at teta= 0,85 možno určiť z obr. .

Ryža. 2. Rozdiely teplôt rosného bodu spalín a kondenzácia vodnej pary v nich v závislosti od zníženého obsahu síry ( Sppr) a popol ( Arpr) v palive

4. Pri spaľovaní plynných sírnych palív možno rosný bod spalín určiť z obr. za predpokladu, že obsah síry v plyne sa vypočíta ako znížený, to znamená ako hmotnostné percento na 4186,8 kJ/kg (1000 kcal/kg) výhrevnosti plynu.

Pre plynné palivá možno znížený obsah síry v hmotnostných percentách určiť zo vzorca

kde m- počet atómov síry v molekule zložky obsahujúcej síru;

q- objemové percento síry (zložka obsahujúca síru);

Qn- výhrevnosť plynu v kJ/m3 (kcal/nm3);

S- koeficient rovný 4,187 ak Qn vyjadrené v kJ/m3 a 1,0 v kcal/m3.

5. Rýchlosť korózie vymeniteľného kovového obalu ohrievačov vzduchu pri spaľovaní vykurovacieho oleja závisí od teploty kovu a stupňa korozívnosti spalín.

Pri spaľovaní sírneho vykurovacieho oleja s prebytkom vzduchu 3–5 % a prefukovaní povrchu parou možno rýchlosť korózie (na oboch stranách v mm/rok) výplne RAH približne odhadnúť z údajov v tabuľke. .

stôl 1

6. Pre uhlie s vysokým obsahom oxidu vápenatého v popole sú teploty rosného bodu nižšie ako sú vypočítané podľa odsekov týchto Smerníc. Pre takéto palivá sa odporúča použiť výsledky priamych meraní.