Ūdens kodīgas agresivitātes pazīmes katlu iekārtās. Korozijas bojājumi gāzeļļas katlu sieta caurulēm

Patenta RU 2503747 īpašnieki:

TEHNISKĀ JOMA

Izgudrojums attiecas uz siltumenerģiju, un to var izmantot, lai aizsargātu tvaika un karstā ūdens katlu apkures cauruļvadus, siltummaiņus, katlu blokus, iztvaicētājus, siltumtrases, dzīvojamo ēku un rūpniecības objektu apkures sistēmas no katlakmens pastāvīgās darbības laikā.

MĀKSLAS PAMATOJUMS

Tvaika katlu darbība ir saistīta ar vienlaicīgu pakļaušanu augstām temperatūrām, spiedienam, mehāniskai slodzei un agresīvai videi, kas ir katla ūdens. Katla ūdens un katla apkures virsmu metāls ir atsevišķas fāzes sarežģīta sistēma, kas veidojas viņu saskarsmē. Šo fāžu mijiedarbības rezultāts ir virsmas procesi, kas notiek to saskarnē. Tā rezultātā sildvirsmu metālā rodas korozija un katlakmens veidošanās, kas izraisa struktūras izmaiņas un mehāniskās īpašības metāla, un kas veicina dažādu bojājumu attīstību. Tā kā katlakmens siltumvadītspēja ir piecdesmit reizes zemāka nekā dzelzs apkures caurulēm, siltuma pārneses laikā rodas siltumenerģijas zudumi - ar skalas biezumu 1 mm no 7 līdz 12%, bet ar 3 mm - 25%. Spēcīga katlakmens veidošanās nepārtrauktā tvaika katla sistēmā bieži izraisa ražošanas apturēšanu vairākas dienas gadā, lai noņemtu katlakmens.

Barības ūdens un līdz ar to arī katlu ūdens kvalitāti nosaka piemaisījumu klātbūtne, kas var izraisīt dažāda veida iekšējo sildvirsmu metāla koroziju, primārā nogulsnes veidošanos uz tām, kā arī dūņas kā sekundārās virsmas avotu. mēroga veidošanās. Turklāt katlu ūdens kvalitāte ir atkarīga arī no to vielu īpašībām, kas veidojas virsmas parādību rezultātā ūdens transportēšanas laikā un kondensāta pa cauruļvadiem ūdens attīrīšanas procesos. Piemaisījumu noņemšana no barības ūdens ir viens no veidiem, kā novērst katlakmens veidošanos un koroziju, un to veic ar iepriekšējas (pirms katla) ūdens attīrīšanas metodēm, kuru mērķis ir maksimāli palielināt avota ūdenī atrodamo piemaisījumu izvadīšanu. Taču izmantotās metodes neļauj pilnībā novērst piemaisījumu saturu ūdenī, kas ir saistīts ne tikai ar tehniskām grūtībām, bet arī ar ekonomisku iespējamību izmantot ūdens attīrīšanas metodes pirms katla. Turklāt, tā kā ūdens attīrīšana ir sarežģīta tehniska sistēma, tā ir lieka zemas un vidējas jaudas katliem.

Zināmās metodes jau izveidojušos nogulšņu noņemšanai izmanto galvenokārt mehāniskās un ķīmiskās metodes tīrīšana. Šo metožu trūkums ir tāds, ka tos nevar ražot katlu darbības laikā. Turklāt veidi ķīmiskā tīrīšana bieži vien ir jāizmanto dārgas ķīmiskas vielas.

Ir zināmas arī metodes, lai novērstu katlakmens veidošanos un koroziju, ko veic katlu darbības laikā.

ASV patents 1877389 piedāvā metodi katlakmens noņemšanai un to veidošanās novēršanai karstā ūdenī un tvaika katli. Izmantojot šo metodi, katla virsma ir katods, un anods tiek ievietots cauruļvada iekšpusē. Metode ietver tiešas vai maiņstrāvas izvadīšanu caur sistēmu. Autori atzīmē, ka metodes darbības mehānisms ir tāds, ka elektriskās strāvas ietekmē uz katla virsmas veidojas gāzes burbuļi, kas noved pie esošā katlakmens nolobīšanās un neļauj veidoties jaunam. Šīs metodes trūkums ir nepieciešamība pastāvīgi uzturēt elektriskās strāvas plūsmu sistēmā.

US patents Nr. 5 667 677 piedāvā metodi šķidruma, īpaši ūdens, apstrādei cauruļvadā, lai palēninātu katlakmens veidošanos. Šīs metodes pamatā ir elektromagnētiskā lauka radīšana caurulēs, kas atgrūž ūdenī izšķīdušos kalcija un magnija jonus no cauruļu un iekārtu sienām, neļaujot tiem kristalizēties katlakmens veidā, kas ļauj darboties katliem, katliem, siltummaiņi un dzesēšanas sistēmas uz cieta ūdens. Šīs metodes trūkums ir augstās izmaksas un izmantotā aprīkojuma sarežģītība.

Pieteikumā WO 2004016833 ir piedāvāta metode katlakmens veidošanās samazināšanai uz metāla virsmas, kas pakļauta pārsātināta sārma ūdens šķīduma iedarbībai, kas spēj veidot nogulsnes pēc iedarbības perioda, kas ietver katoda potenciāla pielietošanu minētajai virsmai.

Šo metodi var izmantot dažādos tehnoloģiskos procesos, kuros metāls saskaras ar ūdens šķīdums, jo īpaši siltummaiņos. Šīs metodes trūkums ir tāds, ka pēc katoda potenciāla noņemšanas tā neaizsargā metāla virsmu no korozijas.

Tādējādi šobrīd ir nepieciešams izstrādāt pilnveidotu metodi apkures cauruļu, karstā ūdens katlu un tvaika katlu katlakmens veidošanās novēršanai, kas būtu ekonomiska un ļoti efektīva un nodrošinātu virsmas pretkorozijas aizsardzību ilgu laiku pēc iedarbība.

Šajā izgudrojumā šī problēma tiek atrisināta, izmantojot metodi, saskaņā ar kuru uz metāla virsmas tiek radīts strāvu nesošais elektriskais potenciāls, kas ir pietiekams, lai neitralizētu koloidālo daļiņu un jonu saķeres spēka elektrostatisko komponentu ar metāla virsmu.

ĪSS IZgudrojuma APRAKSTS

Šī izgudrojuma mērķis ir nodrošināt uzlabotu metodi, lai novērstu katlakmens veidošanos karstā ūdens un tvaika katlu apkures caurulēs.

Vēl viens šī izgudrojuma mērķis ir nodrošināt iespēju novērst vai būtiski samazināt vajadzību pēc atkaļķošanas karstā ūdens un tvaika katlu darbības laikā.

Vēl viens šī izgudrojuma mērķis ir novērst vajadzību izmantot patērējamus reaģentus, lai novērstu katlakmens veidošanos un koroziju ūdens sildīšanas un tvaika katlu apkures caurulēs.

Vēl viens šī izgudrojuma mērķis ir dot iespēju sākt darbu, lai novērstu karstā ūdens un tvaika katlu apkures cauruļu katlakmens veidošanos un koroziju uz piesārņotām katla caurulēm.

Šis izgudrojums attiecas uz metodi, lai novērstu katlakmens veidošanos un koroziju uz metāla virsmas, kas izgatavota no dzelzi saturoša sakausējuma un nonāk saskarē ar tvaika-ūdens vidi, no kuras var veidoties katlakmens. Šī metode ir tāda, ka noteiktai metāla virsmai tiek pielietots strāvu nesošais elektriskais potenciāls, kas ir pietiekams, lai neitralizētu koloidālo daļiņu un jonu saķeres spēka elektrostatisko komponentu ar metāla virsmu.

Saskaņā ar dažiem pieprasītās metodes privātajiem iemiesojumiem strāvas pārvades potenciāls ir iestatīts diapazonā no 61 līdz 150 V. Saskaņā ar dažiem pieprasītās metodes privātajiem iemiesojumiem iepriekš minētais dzelzi saturošais sakausējums ir tērauds. Dažos variantos metāla virsma ir karstā ūdens vai tvaika katla apkures cauruļu iekšējā virsma.

Šeit aprakstītajai metodei ir šādas priekšrocības. Viena no metodes priekšrocībām ir samazināta mēroga veidošanās. Vēl viena šī izgudrojuma priekšrocība ir iespēja izmantot funkcionējošu elektrofizisku aparātu pēc iegādes, neizmantojot patērējamus sintētiskos reaģentus. Vēl viena priekšrocība ir iespēja sākt darbu pie netīrām katla caurulēm.

Līdz ar to šī izgudrojuma tehniskais rezultāts ir karstā ūdens un tvaika katlu darbības efektivitātes paaugstināšana, produktivitātes paaugstināšana, siltuma pārneses efektivitātes paaugstināšana, degvielas patēriņa samazināšana katla apkurei, enerģijas taupīšana utt.

Citi šī izgudrojuma tehniskie rezultāti un priekšrocības ietver iespēju pa slāņiem iznīcināt un noņemt jau izveidojušos katlakmens, kā arī novērst to jaunu veidošanos.

ĪSS ZĪMĒJUMU APRAKSTS

1. attēlā parādīts nogulumu sadalījuma raksturs uz iekšējās virsmas katlu, izmantojot metodi saskaņā ar šo izgudrojumu.

SĪKS IZgudrojuma APRAKSTS

Šī izgudrojuma metode ietver uz metāla virsmas, kas pakļauta katlakmens veidošanās, pielietošanu strāvu nesoša elektriskā potenciāla, kas ir pietiekams, lai neitralizētu elektrostatisko komponentu adhēzijas spēka koloidālo daļiņu un kaļķakmens veidojošo jonu metāla virsmu.

Termins "vadošs elektriskais potenciāls" šajā pieteikumā nozīmē mainīgu potenciālu, kas neitralizē elektrisko dubultslāni metāla saskarnē ar ūdens-tvaika vidi, kas satur sāļus, kas izraisa katlakmens veidošanos.

Kā zināms profesionāļiem, elektriskā lādiņa nesēji metālā, salīdzinot ar galvenajiem lādiņa nesējiem - elektroniem, ir tā kristāliskās struktūras dislokācijas, kas nes elektrisko lādiņu un veido dislokācijas strāvas. Nonākot uz katla apkures cauruļu virsmas, šīs strāvas kļūst par daļu no dubultā elektriskā slāņa katlakmens veidošanās laikā. Strāvu nesošais, elektriskais, pulsējošais (t.i., maiņstrāvas) potenciāls ierosina dislokāciju elektriskā lādiņa noņemšanu no metāla virsmas uz zemi. Šajā ziņā tas ir dislokācijas strāvu vadītājs. Šī strāvu nesošā elektriskā potenciāla darbības rezultātā tiek iznīcināts elektriskais dubultslānis, un katlakmens pakāpeniski sadalās un nonāk katla ūdenī dūņu veidā, kuras periodiski attīrot tiek izņemtas no katla.

Tādējādi termins "strāvas pārvades potenciāls" ir saprotams profesionāļiem, un turklāt tas ir zināms no līdzšinējās tehnikas (skat., piemēram, patentu RU 2128804 C1).

Kā ierīci strāvu nesoša elektriskā potenciāla radīšanai var izmantot, piemēram, RU 2100492 C1 aprakstīto ierīci, kas ietver pārveidotāju ar frekvences pārveidotāju un pulsējošā potenciāla regulatoru, kā arī impulsa formas regulatoru. Detalizēts aprakstsŠī ierīce ir norādīta RU 2100492 C1. Var izmantot arī jebkuru citu līdzīgu ierīci, kā to novērtēs speciālists.

Vadošo elektrisko potenciālu saskaņā ar šo izgudrojumu var pielietot jebkurai metāla virsmas daļai, kas atrodas tālu no katla pamatnes. Pielietošanas vietu nosaka pieprasītās metodes izmantošanas ērtība un/vai efektivitāte. Jomas speciālists, izmantojot šeit atklāto informāciju un standarta testēšanas metodes, spēs noteikt optimālo vietu strāvu mazinošā elektriskā potenciāla pielietošanai.

Dažos šī izgudrojuma iemiesojumos strāvu mazinošais elektriskais potenciāls ir mainīgs.

Strāvu mazinošo elektrisko potenciālu saskaņā ar šo izgudrojumu var pielietot dažādos laika periodos. Potenciāla pielietošanas laiku nosaka metāla virsmas piesārņojuma raksturs un pakāpe, izmantotā ūdens sastāvs, temperatūras apstākļi un sildīšanas ierīces darbības īpatnības un citi faktori, kas ir zināmi šīs tehnoloģiju jomas speciālistiem. Jomas speciālists, izmantojot šeit atklāto informāciju un standarta testēšanas metodes, spēs noteikt optimālais laiks strāvu nesošā elektriskā potenciāla pielietošana, pamatojoties uz sildīšanas ierīces mērķiem, apstākļiem un stāvokli.

Strāvas pārvades potenciāla lielumu, kas nepieciešams, lai neitralizētu adhēzijas spēka elektrostatisko komponentu, var noteikt speciālists koloīdu ķīmijas jomā, pamatojoties uz informāciju, kas zināma no tehnikas līmeņa, piemēram, no grāmatas B. V. Deryagin, N. V. Churaev, V.M. Mullers. "Virsmas spēki", Maskava, "Nauka", 1985. Saskaņā ar dažiem iemiesojumiem strāvu nesošā elektriskā potenciāla lielums ir diapazonā no 10 V līdz 200 V, vēlams no 60 V līdz 150 V, vēl labāk no 61 V līdz 150 V. Strāvu nesošā elektriskā potenciāla vērtības diapazonā no 61 V līdz 150 V izraisa dubultā elektriskā slāņa izlādi, kas ir mēroga saķeres spēku elektrostatiskās sastāvdaļas pamatā. un līdz ar to mēroga iznīcināšana. Strāvas pārvades potenciāla vērtības zem 61 V nav pietiekamas, lai iznīcinātu skalu, un pie strāvas potenciāla vērtībām virs 150 V, iespējams, sāksies nevēlama apkures cauruļu metāla elektriskās erozijas iznīcināšana.

Metāla virsma, uz kuras var pielietot metodi saskaņā ar šo izgudrojumu, var būt daļa no šādām siltuma ierīcēm: tvaika un karstā ūdens katlu apkures caurules, siltummaiņi, katlu bloki, iztvaicētāji, siltumtrases, dzīvojamo ēku apkures sistēmas un rūpnieciskās iekārtas darbības laikā. Šis saraksts ir ilustratīvs un neierobežo to ierīču sarakstu, kurām var piemērot metodi saskaņā ar šo izgudrojumu.

Dažos iemiesojumos dzelzi saturošs sakausējums, no kura izgatavota metāla virsma, uz kuras var pielietot šī izgudrojuma metodi, var būt tērauds vai cits dzelzi saturošs materiāls, piemēram, čuguns, kovars, fekrāls, transformatora tērauds, alsifer, magneto, alnico, hroma tērauds, invar utt. Šis saraksts ir ilustratīvs un neierobežo to dzelzi saturošu sakausējumu sarakstu, kuriem var piemērot metodi saskaņā ar šo izgudrojumu. Jomas speciālists, pamatojoties uz zināšanām, kas zināmas šajā jomā, spēs identificēt tādus dzelzi saturošus sakausējumus, kurus var izmantot saskaņā ar šo izgudrojumu.

Ūdens vide, no kuras var veidoties katlakmens, saskaņā ar dažiem šī izgudrojuma iemiesojumiem, ir krāna ūdens. Ūdens vide var būt arī ūdens, kas satur izšķīdušus metālu savienojumus. Izšķīdušie metālu savienojumi var būt dzelzs un/vai sārmzemju metālu savienojumi. Ūdens vide var būt arī dzelzs un/vai sārmzemju metālu savienojumu koloidālo daļiņu ūdens suspensija.

Metode saskaņā ar šo izgudrojumu noņem iepriekš izveidojušos nogulsnes un kalpo kā bezreaģentu līdzeklis iekšējo virsmu tīrīšanai sildīšanas ierīces darbības laikā, pēc tam nodrošinot tās darbību bez nogulsnēm. Šajā gadījumā zonas lielums, kurā tiek panākta mēroga un korozijas novēršana, ievērojami pārsniedz efektīvas mēroga iznīcināšanas zonas izmēru.

Metodei saskaņā ar šo izgudrojumu ir šādas priekšrocības:

Neprasa izmantot reaģentus, t.i. videi draudzīgs;

Viegli īstenojams, nav nepieciešamas īpašas ierīces;

Ļauj palielināt siltuma pārneses koeficientu un palielināt katlu efektivitāti, kas būtiski ietekmē ekonomiskie rādītāji viņa darbs;

Var izmantot kā papildinājumu pielietotajām pirmskatla ūdens attīrīšanas metodēm vai atsevišķi;

Ļauj atteikties no ūdens mīkstināšanas un atgaisošanas procesiem, kas ievērojami vienkāršo tehnoloģiskā shēma katlu telpas un ļauj būtiski samazināt izmaksas būvniecības un ekspluatācijas laikā.

Iespējamie metodes objekti var būt karstā ūdens boileri, atkritumu siltuma katli, slēgtas sistēmas siltumapgāde, iekārtas jūras ūdens termiskai atsāļošanai, tvaika pārveidošanas iekārtas utt.

Korozijas bojājumu un nogulšņu veidošanās trūkums uz iekšējām virsmām paver iespēju izstrādāt principiāli jaunus dizaina un izkārtojuma risinājumus mazas un vidējas jaudas tvaika katliem. Tas ļaus, pateicoties termisko procesu intensifikācijai, panākt ievērojamu tvaika katlu svara un gabarītu samazinājumu. Nodrošināt noteikto apkures virsmu temperatūras līmeni un līdz ar to samazināt degvielas patēriņu, dūmgāzu apjomu un samazināt to emisiju atmosfērā.

ĪSTENOŠANAS PIEMĒRS

Šajā izgudrojumā pieprasītā metode tika pārbaudīta Admiralitātes kuģu būvētavās un Krasnij Khimik katlu rūpnīcās. Ir pierādīts, ka metode saskaņā ar šo izgudrojumu efektīvi attīra katlu bloku iekšējās virsmas no nogulsnēm. Šī darba laikā tika panākts ietaupījums standarta degviela 3-10%, savukārt ietaupījumu vērtību izplatība ir saistīta ar dažādu katlu bloku iekšējo virsmu piesārņojuma pakāpi. Darba mērķis bija novērtēt pieteiktās metodes efektivitāti vidējas jaudas tvaika katlu bezreaģentu, katlakmens darbības nodrošināšanai kvalitatīvas ūdens attīrīšanas apstākļos, atbilstību ūdens ķīmijas režīmam un augstam profesionālajam līmenim. iekārtu darbību.

Šajā izgudrojumā pieprasītās metodes testēšana tika veikta Valsts vienotā uzņēmuma "TEK SPb" Dienvidrietumu filiāles Krasnoseļskas 4. katlu mājas tvaika katla blokā Nr. 3 DKVR 20/13. Katla bloka darbība tika veikta stingri saskaņā ar normatīvo dokumentu prasībām. Katls ir aprīkots ar visiem nepieciešamajiem līdzekļiem tā darbības parametru uzraudzībai (izveidotā tvaika spiediens un plūsmas ātrums, padeves ūdens temperatūra un plūsmas ātrums, strūklas gaisa un degvielas spiediens uz degļiem, vakuums galvenajos gāzes ceļa posmos no katla bloka). Katla tvaika jauda tika uzturēta 18 t/stundā, tvaika spiediens katla tvertnē bija 8,1...8,3 kg/cm 2 . Ekonomaizers darbojās apkures režīmā. Kā avota ūdens Tika izmantots pilsētas ūdensapgādes ūdens, kas atbilda GOST 2874-82 “Dzeramais ūdens” prasībām. Jāņem vērā, ka dzelzs savienojumu daudzums, kas nonāk norādītajā katlu telpā, parasti pārsniedz normatīvo aktu prasības (0,3 mg/l) un ir 0,3-0,5 mg/l, kas izraisa intensīvu iekšējo virsmu aizaugšanu ar dzelzs savienojumiem. .

Metodes efektivitāte tika novērtēta, pamatojoties uz katla bloka iekšējo virsmu stāvokli.

Izgudrojuma metodes ietekmes uz katla bloka iekšējo sildvirsmu stāvokli novērtējums.

Pirms testu uzsākšanas tika veikta katla agregāta iekšējā pārbaude un fiksēts iekšējo virsmu sākotnējais stāvoklis. Apkures sezonas sākumā, mēnesi pēc tā ķīmiskās tīrīšanas, tika veikta katla sākotnējā pārbaude. Pārbaudes rezultātā atklājās: uz bungu virsmas ir vienlaidus cietas nogulsnes tumši brūnā krāsā, kurām piemīt paramagnētiskas īpašības un kuras, iespējams, sastāv no dzelzs oksīdiem. Nosēdumu biezums vizuāli bija līdz 0,4 mm. Vārīšanās cauruļu redzamajā daļā, galvenokārt pusē, kas vērsta pret krāsni, netika konstatētas vienlaidus cietas nogulsnes (līdz pieciem plankumiem uz 100 mm caurules garuma ar izmēru no 2 līdz 15 mm un vizuālo biezumu līdz 0,5 mm).

Ierīce strāvas pārvades potenciāla radīšanai, kas aprakstīta RU 2100492 C1, tika savienota punktā (1) ar augšējā cilindra lūku (2) katla aizmugurē (sk. 1. att.). Strāvas elektriskais potenciāls bija vienāds ar 100 V. Strāvas elektriskais potenciāls tika uzturēts nepārtraukti 1,5 mēnešus. Šī perioda beigās tika atvērts katla bloks. Katla bloka iekšējās pārbaudes rezultātā tika konstatēts gandrīz pilnīgs nosēdumu trūkums (vizuāli ne vairāk kā 0,1 mm) uz augšējās un apakšējās mucas virsmas (3) 2-2,5 metru attālumā (zona (4) ) no cilindra lūkām (ierīces pieslēguma punkti, lai radītu strāvas pārvades potenciālu (1)). 2,5-3,0 m attālumā (zona (5)) no lūkām saglabājās nogulumi (6) atsevišķu bumbuļu (plankumu) veidā līdz 0,3 mm biezumā (skat. 1. attēlu). Tālāk, virzoties uz priekšu, (3,0-3,5 m attālumā no lūkām) sākas nepārtrauktas nogulsnes (7), vizuāli līdz 0,4 mm, t.i. šajā attālumā no ierīces savienojuma vietas tīrīšanas metodes efekts saskaņā ar šo izgudrojumu praktiski nebija redzams. Strāvas elektriskais potenciāls bija vienāds ar 100 V. Strāvas elektriskais potenciāls tika uzturēts nepārtraukti 1,5 mēnešus. Šī perioda beigās tika atvērts katla bloks. Katla bloka iekšējās pārbaudes rezultātā tika konstatēts gandrīz pilnīgs nosēdumu trūkums (vizuāli ne vairāk kā 0,1 mm) uz augšējās un apakšējās mucas virsmas 2-2,5 metru rādiusā no bungas lūkām (piestiprināšanas vietas). ierīce strāvas pārvades potenciāla radīšanai). 2,5-3,0 m attālumā no lūkām nogulumi saglabājās atsevišķu bumbuļu (plankumu) veidā līdz 0,3 mm biezumā (sk. 1. att.). Tālāk, virzoties uz priekšu (3,0-3,5 m attālumā no lūkām), vizuāli sākas nepārtrauktas nogulsnes līdz 0,4 mm, t.i. šajā attālumā no ierīces savienojuma vietas tīrīšanas metodes efekts saskaņā ar šo izgudrojumu praktiski nebija redzams.

Vārīšanās cauruļu redzamajā daļā 3,5-4,0 m attālumā no bungu lūkām tika novērots gandrīz pilnīgs nosēdumu trūkums. Tālāk, virzoties uz priekšu, tiek konstatētas neviendabīgas cietas nogulsnes (līdz pieciem plankumiem uz 100 l.mm ar izmēru no 2 līdz 15 mm un vizuālo biezumu līdz 0,5 mm).

Šī testēšanas posma rezultātā tika secināts, ka šī izgudrojuma metode, neizmantojot nekādus reaģentus, var efektīvi iznīcināt iepriekš izveidojušās nogulsnes un nodrošināt katla agregāta darbību bez kaļķakmens.

Nākamajā testēšanas posmā punktā “B” tika pieslēgta ierīce strāvas pārvades potenciāla radīšanai, un testi turpinājās vēl 30-45 dienas.

Nākamā katla bloka atvēršana tika veikta pēc 3,5 mēnešu nepārtrauktas iekārtas darbības.

Katla bloka apskate atklāja, ka iepriekš palikušās nogulsnes ir pilnībā iznīcinātas un katla cauruļu apakšējos posmos palicis tikai neliels daudzums.

Tas ļāva izdarīt šādus secinājumus:

Tās zonas lielums, kurā tiek nodrošināta katla bloka darbība bez katlakmens, ievērojami pārsniedz efektīvas nogulšņu iznīcināšanas zonas izmēru, kas ļauj pēc tam pārnest strāvas pārvades potenciāla pieslēguma punktu, lai notīrītu visu iekšējo virsmu. katla bloku un turpmāk uzturēt tā bezkaļķa darba režīmu;

Iepriekš izveidojušos nogulumu iznīcināšanu un jaunu veidošanās novēršanu nodrošina dažāda rakstura procesi.

Pamatojoties uz pārbaudes rezultātiem, tika nolemts turpināt testēšanu līdz apkures perioda beigām, lai beidzot iztīrītu mucas un viršanas caurules un noteiktu katla bezkaļķu darbības nodrošināšanas uzticamību. Nākamā katla bloka atvēršana tika veikta pēc 210 dienām.

Katla iekšējās pārbaudes rezultāti parādīja, ka katla iekšējo virsmu tīrīšanas process augšējo un apakšējo cilindru un vārīšanas cauruļu ietvaros gandrīz pilnībā notīrīja nogulsnes. Uz visas metāla virsmas izveidojās plāns, blīvs pārklājums, melnā krāsā ar zilu aptraipījumu, kura biezums pat samitrinātā stāvoklī (gandrīz uzreiz pēc katla atvēršanas) vizuāli nepārsniedza 0,1 mm.

Tajā pašā laikā tika apstiprināta katla bloka darbības bez skalas nodrošināšanas uzticamība, izmantojot šī izgudrojuma metodi.

Magnetīta plēves aizsargājošais efekts saglabājās līdz 2 mēnešiem pēc ierīces atvienošanas, kas ir pilnīgi pietiekami, lai nodrošinātu katla bloka saglabāšanu ar sauso metodi, nododot to rezervē vai remontam.

Lai gan šis izgudrojums ir aprakstīts saistībā ar dažādiem konkrētiem piemēriem un iemiesojumiem, jāsaprot, ka izgudrojums neaprobežojas ar to un ka to var izmantot turpmāko pretenziju ietvaros.

1. Metode katlakmens veidošanās novēršanai uz metāla virsmas, kas izgatavota no dzelzi saturoša sakausējuma un nonāk saskarē ar tvaika-ūdens vidi, no kuras var veidoties katlakmens, kas ietver strāvu nesoša elektriskā potenciāla pielietošanu minētajai metāla virsmai. diapazonā no 61 V līdz 150 V, lai neitralizētu elektrostatisko komponentu spēka adhēzijai starp minēto metāla virsmu un koloidālajām daļiņām un jonus veidojošajām skalām.

Izgudrojums attiecas uz siltumenerģiju, un to var izmantot, lai aizsargātu pret katlakmens un koroziju tvaika un karstā ūdens apkures katlu, siltummaiņu, katlu bloku, iztvaicētāju, siltumtrašu, dzīvojamo ēku un rūpniecības objektu apkures sistēmu ekspluatācijas laikā. Metode, lai novērstu katlakmens veidošanos uz metāla virsmas, kas izgatavota no dzelzi saturoša sakausējuma un saskaras ar tvaika-ūdens vidi, no kuras var veidoties katlakmens, ietver strāvu nesoša elektriskā potenciāla pielietošanu uz minētās metāla virsmas. no 61 V līdz 150 V, lai neitralizētu adhēzijas spēka elektrostatisko komponentu starp norādīto metāla virsmu un koloidālām daļiņām un jonus veidojošām skalām. Tehniskais rezultāts ir karstā ūdens un tvaika katlu efektivitātes un ražīguma paaugstināšana, siltuma pārneses efektivitātes paaugstināšana, nodrošinot slāni pa slāņiem iznīcināšanu un izveidojušos katlakmens noņemšanu, kā arī novēršot to jaunu veidošanos. 2 alga f-ly, 1 ave., 1 ill.

Vairākas katlumājas siltumtīklu barošanai izmanto upes un krāna ūdeni ar zemu pH vērtību un zemu cietību. Upes ūdens papildu attīrīšana ūdenssaimniecībā parasti izraisa pH pazemināšanos, sārmainības samazināšanos un agresīvā oglekļa dioksīda satura palielināšanos. Agresīva oglekļa dioksīda parādīšanās ir iespējama arī savienojuma shēmās, ko izmanto lielām siltumapgādes sistēmām ar tiešu ūdens padevi karstu ūdeni(2000h3000 t/h). Ūdens mīkstināšana saskaņā ar Na-katijonizācijas shēmu palielina tā agresivitāti, jo tiek noņemti dabiskie korozijas inhibitori - cietības sāļi.

Ar slikti izveidotu ūdens atgaisošanu un iespējamu skābekļa un oglekļa dioksīda koncentrācijas palielināšanos, jo siltumapgādes sistēmās trūkst papildu aizsargpasākumu, termoelektrostaciju siltumenerģijas iekārtas ir uzņēmīgas pret iekšējo koroziju.

Pārbaudot vienas no Ļeņingradas termoelektrostaciju apbūves traktu, tika iegūti šādi dati par korozijas ātrumu, g/(m2 4):

Korozijas indikatoru uzstādīšanas vieta

Papildu ūdensvadā aiz siltumtīklu sildītājiem pirms deaeratoriem 7 mm biezās caurules ekspluatācijas gada laikā saretināja, vietām līdz 1 mm, vietām veidojās cauri fistulas.

Karstā ūdens katlu cauruļu punktveida korozijas cēloņi ir šādi:

nepietiekama skābekļa noņemšana no kosmētikas ūdens;

zema pH vērtība agresīva oglekļa dioksīda klātbūtnes dēļ

(līdz 10h15 mg/l);

dzelzs skābekļa korozijas produktu (Fe2O3;) uzkrāšanās uz siltuma pārneses virsmām.

Iekārtu ekspluatācija uz tīkla ūdens ar dzelzs koncentrāciju virs 600 µg/l parasti izraisa intensīvu (virs 1000 g/m2) to sildvirsmu piesārņojumu ar dzelzs oksīda nogulsnēm vairāku tūkstošu karstā ūdens katlu darbības stundu laikā. Šajā gadījumā konvektīvās daļas caurulēs tiek novērotas biežas noplūdes. Dzelzs oksīdu saturs nogulumos parasti sasniedz 80–90%.

Palaišanas periodi ir īpaši svarīgi karstā ūdens katlu darbībai. Sākotnējā ekspluatācijas periodā vienā termoelektrostacijā netika nodrošināta skābekļa atdalīšana atbilstoši PTE noteiktajiem standartiem. Skābekļa saturs gatavošanas ūdenī pārsniedza šos standartus 10 reizes.

Dzelzs koncentrācija papildūdenī sasniedza 1000 µg/l, savukārt siltumtīklu atgaitas ūdenī - 3500 µg/l. Pēc pirmā ekspluatācijas gada tika veikti nogriezumi no tīkla ūdensvadiem, izrādījās, ka to virsmas piesārņojums ar korozijas produktiem bija virs 2000 g/m2.

Jāpiebilst, ka šajā termoelektrostacijā pirms katla nodošanas ekspluatācijā sieta cauruļu un konvektīvo siju cauruļu iekšējās virsmas tika pakļautas ķīmiskai tīrīšanai. Kamēr tika izgriezti sieta cauruļu paraugi, apkures katls bija nostrādājis 5300 stundas. bumbuļu augstums 10x12 mm; īpatnējais piesārņojums 2303 g/m2.

Nogulumu sastāvs, %

Metāla virsmu zem nosēdumu slāņa ietekmēja līdz 1 mm dziļas čūlas. Konvektīvās staru caurules ar iekšā tika pārklāti ar dzelzs oksīda tipa nogulsnēm melnbrūnā krāsā ar bumbuļu augstumu līdz 3-4 mm. Metāla virsma zem nogulsnēm ir pārklāta ar čūlām dažādi izmēri dziļums 0,3x1,2 un diametrs 0,35x0,5 mm. Dažām caurulēm bija caurumi (fistulas).

Uzstādot karstā ūdens katlus vecās centralizētās siltumapgādes sistēmās, kurās ir uzkrājies ievērojams daudzums dzelzs oksīdu, tiek novēroti šo oksīdu nogulsnēšanās gadījumi apsildāmo katlu caurulēs. Pirms katlu ieslēgšanas ir rūpīgi jāizskalo visa sistēma.

Vairāki pētnieki atzīst, ka karstā ūdens katlu cauruļu rūsēšanas procesa dīkstāves laikā, kad nav veikti atbilstoši pasākumi dīkstāves korozijas novēršanai, liela nozīme ir zemdūņu korozijai. Katlu darbības laikā turpina darboties korozijas perēkļi, kas rodas atmosfēras gaisa ietekmē uz katlu mitrajām virsmām.

2.1. Apsildāmās virsmas.

Tipiskākie apkures virsmas cauruļu bojājumi ir: plaisas uz sieta un katla cauruļu virsmas, korozijas uzbrukumi cauruļu ārējām un iekšējām virsmām, plīsumi, cauruļu sienu retināšana, plaisas un zvaniņu bojājums.

Plaisu, plīsumu un fistulu parādīšanās iemesli: sāļu, korozijas produktu, metināšanas lodīšu nogulsnes katla caurulēs, kas palēnina cirkulāciju un izraisa metāla pārkaršanu, ārēji mehāniski bojājumi, ūdens ķīmiskā režīma traucējumi.

Cauruļu ārējās virsmas korozija ir sadalīta zemas temperatūras un augstas temperatūras. Pūtēju uzstādīšanas vietās rodas zemas temperatūras korozija, kad nepareizas darbības rezultātā uz sodrējiem klātām apkures virsmām tiek ļauts veidoties kondensācijai. Augstas temperatūras korozija var rasties pārkarsētāja otrajā posmā, sadedzinot skābu mazutu.

Visbiežāk cauruļu iekšējās virsmas korozija rodas, kad katla ūdenī esošās kodīgās gāzes (skābeklis, oglekļa dioksīds) vai sāļi (hlorīdi un sulfāti) mijiedarbojas ar cauruļu metālu. Cauruļu iekšējās virsmas korozija izpaužas kā iespiedumu, čūlu, dobumu un plaisu veidošanās.

Cauruļu iekšējās virsmas korozija ietver arī: skābekļa stagnācijas koroziju, katla un sieta cauruļu apakšdūņu sārmaino koroziju, korozijas nogurumu, kas izpaužas plaisu veidā katla un sieta caurulēs.

Cauruļu bojājumiem šļūdes dēļ ir raksturīgs diametra palielinājums un garenisko plaisu veidošanās. Cauruļu izliekuma un metināto savienojumu vietās deformācijām var būt dažādi virzieni.

Cauruļu izdegšana un katlakmens veidošanās rodas to pārkaršanas dēļ līdz temperatūrai, kas pārsniedz projektēto temperatūru.

Galvenie manuālās loka metināšanas metināšanas šuvju bojājumu veidi ir fistulas, kas rodas cauruļu cauruļu malās nepietiekamas iespiešanās, izdedžu ieslēgumu, gāzes poru un saplūšanas trūkuma dēļ.

Galvenie pārkarsētāja virsmas defekti un bojājumi ir: korozija un zvīņošanās uz cauruļu ārējās un iekšējās virsmas, plaisas, riski un cauruļu metāla atslāņošanās, cauruļu fistulas un plīsumi, cauruļu metināto savienojumu defekti, paliekošā deformācija kā šļūdes rezultāts.

Metināšanas spoļu un kolektoru veidgabalu šuvju bojājumiem, kas radušies metināšanas tehnoloģijas pārkāpuma dēļ, ir gredzenveida plaisas gar saplūšanas līniju no spoles vai veidgabalu puses.

Tipiski darbības traucējumi, kas rodas katla DE-25-24-380GM virsmas atkausētāja darbības laikā, ir: cauruļu iekšējā un ārējā korozija, plaisas un fistulas metinātās vietās.

šuves un cauruļu līkumi, dobumi, kas var rasties remonta laikā, riski uz atloku virsmas, atloku savienojumu noplūdes atloku novirzes dēļ. Katla hidrauliskās pārbaudes laikā varat

noteikt tikai noplūžu klātbūtni atkausētājā. Lai identificētu slēptie defekti Ir jāveic individuāla atkausētāja hidrauliskā pārbaude.

2.2. Katlu bungas.

Tipiski katla tvertņu bojājumi ir: plaisas-plīsumi uz korpusu un dibenu iekšējām un ārējām virsmām, plaisas-plīsumi ap cauruļu caurumiem tvertņu iekšējā virsmā un cauruļu caurumu cilindriskajā virsmā, starpkristāliskā korozija. korpusi un dibeni, korpusu un dibenu virsmu atdalīšanās no korozijas, trumuļa ovitāte. Izspiedumi (izspiedumi) uz trumuļu virsmām, kas vērstas pret krāsni, ko izraisa degļa temperatūras ietekme atsevišķu daļu bojājuma (vai zuduma) gadījumos no oderes.

2.3. Metāla konstrukcijas un katlu oderējums.

Atkarībā no profilaktiskā darba kvalitātes, kā arī no katla darbības režīmiem un periodiem, tā metāla konstrukcijām var būt šādi defekti un bojājumi: bagāžnieku un saišu lūzumi un līkumi, plaisas, metāla virsmas korozijas bojājumi.

Ilgstošas ​​temperatūras iedarbības rezultātā veidojas plaisāšana un formas ķieģeļu integritātes bojājumi, kas piestiprināti pie augšējā trumuļa tapām no kurtuves sāniem, kā arī plaisas ķieģeļu mūrē gar apakšējo cilindru un kurtuves kurtuvi. kurtuve.

Īpaši izplatīta ir degļa ķieģeļu iedobuma iznīcināšana un ģeometrisko izmēru pārkāpumi ķieģeļu kušanas dēļ.

3. Katla elementu stāvokļa pārbaude.

Remontam izņemtā katla elementu stāvokli pārbauda, ​​pamatojoties uz hidrauliskās pārbaudes, ārējās un iekšējās pārbaudes rezultātiem, kā arī cita veida kontroli, kas veikta katla ekspertu pārbaudes programmas ietvaros un saskaņā ar sadaļu “Katlu ekspertu pārbaudes programma”).

3.1. Apsildāmo virsmu pārbaude.

Cauruļu elementu ārējo virsmu pārbaude īpaši rūpīgi jāveic vietās, kur caurules iet caur oderējumu, apvalku, maksimālas termiskās slodzes zonās - degļu, lūku, lūku zonā, kā arī vietās, kur aizsegs. caurules ir saliektas un pie metinājuma šuvēm.

Lai novērstu nelaimes gadījumus, kas saistīti ar cauruļu sienu retināšanu sēra un statiskās korozijas dēļ, uzņēmuma administrācijas ikgadējās tehniskajās pārbaudēs ir jāpārbauda katlu apkures virsmu caurules, kas ir ekspluatētas ilgāk par diviem gadiem. gadiem.

Kontrole tiek veikta ar ārēju pārbaudi, piesitot iepriekš notīrītām cauruļu ārējām virsmām ar āmuru, kas sver ne vairāk kā 0,5 kg, un izmērot cauruļu sienu biezumu. Šajā gadījumā jāizvēlas tās cauruļu sekcijas, kurām ir vislielākais nodilums un korozija (horizontālās sekcijas, sodrēju nogulsnes un pārklātas ar koksa nogulsnēm).

Cauruļu sienu biezumu mēra, izmantojot ultraskaņas biezuma mērītājus. Ir iespējams izgriezt cauruļu posmus uz divām vai trim degšanas sietu caurulēm un konvekcijas staru caurulēm, kas atrodas pie gāzes ieplūdes un izplūdes. Atlikušajam cauruļu sienu biezumam jābūt ne mazākam par aprēķināto saskaņā ar stiprības aprēķinu (pievienots katla sertifikātam), ņemot vērā korozijas palielināšanos turpmākās ekspluatācijas periodā līdz nākamajai pārbaudei un mala 0,5 mm.

Sietu un katlu cauruļu aprēķinātais sieniņu biezums darba spiedienam 1,3 MPa (13 kgf/cm2) ir 0,8 mm, 2,3 MPa (23 kgf/cm2) – 1,1 mm. Pielaide korozijai tiek ņemta, pamatojoties uz iegūtajiem mērījumu rezultātiem un ņemot vērā darbības ilgumu starp apsekojumiem.

Uzņēmumos, kuros ilgstošas ​​ekspluatācijas rezultātā nav novērots intensīvs apkures virsmu cauruļu nodilums, cauruļu sieniņu biezumu var kontrolēt kapitālremonta laikā, bet ne retāk kā reizi 4 gados.

Kolektoram, pārkarsētājam un aizmugurējam ekrānam tiek veikta iekšēja pārbaude. Aizmugurējā ekrāna augšējā kolektora lūkas ir obligāti jāatver un jāpārbauda.

Cauruļu ārējais diametrs jāmēra maksimālās temperatūras zonā. Mērījumiem izmantojiet īpašas veidnes (skavas) vai suportus. Cauruļu virsmā ir pieļaujami iespiedumi ar gludām pārejām ar dziļumu ne vairāk kā 4 mm, ja tie nepārsniedz sienu biezumu ārpus mīnus noviržu robežām.

Caurules sienu biezuma pieļaujamā atšķirība ir 10%.

Pārbaudes un mērījumu rezultāti tiek ierakstīti remonta veidlapā.

3.2. Bungas pārbaude.

Pēc korozijas bojāto trumuļa vietu noteikšanas pirms iekšējās tīrīšanas nepieciešams pārbaudīt virsmu, lai noteiktu korozijas intensitāti un izmērītu metāla korozijas dziļumu.

Izmēriet vienmērīgu koroziju visā sienas biezumā, kurā šim nolūkam tiek izurbts caurums ar diametru 8 mm. Pēc mērīšanas ievietojiet aizbāzni caurumā un applaucējiet abās pusēs vai, ārkārtējos gadījumos, tikai no cilindra iekšpuses. Mērījumu var veikt arī ar ultraskaņas biezuma mērītāju.

Galvenā korozija un čūlas jāmēra, izmantojot nospiedumus. Šim nolūkam notīriet bojāto metāla virsmas vietu no nogulsnēm un viegli ieeļļojiet ar tehnisko vazelīnu. Visprecīzākais nospiedums tiek iegūts, ja bojātā vieta atrodas uz horizontālas virsmas, un šajā gadījumā to ir iespējams aizpildīt ar izkausētu metālu ar zemu kušanas temperatūru. Rūdītais metāls veido precīzu iespaidu par bojāto virsmu.

Lai iegūtu izdrukas, izmantojiet terciāro, babbitu, alvu un, ja iespējams, izmantojiet apmetumu.

Bojājumu nospiedumus, kas atrodas uz vertikālām griestu virsmām, var iegūt, izmantojot vasku un plastilīnu.

Cauruļu caurumu un mucu pārbaude tiek veikta šādā secībā.

Pēc uzliesmojošo cauruļu noņemšanas pārbaudiet caurumu diametru, izmantojot veidni. Ja veidne iekļūst caurumā līdz atturas izvirzījumam, tas nozīmē, ka cauruma diametrs ir palielināts virs normas. Precīzu diametru mēra, izmantojot suportu, un atzīmē remonta veidlapā.

Pārbaudot trumuļa metinājuma šuves, ir jāpārbauda blakus esošais parastais metāls 20-25 mm platumā abās šuves pusēs.

Bungas ovāls tiek mērīts vismaz ik pēc 500 mm visā trumuļa garumā un apšaubāmos gadījumos biežāk.

Bungas izlieces mērīšanu veic, izstiepjot auklu gar trumuļa virsmu un izmērot spraugas visā auklas garumā.

Bungas virsmas, cauruļu caurumu un metināto savienojumu kontrole tiek veikta ar ārēju pārbaudi, metodēm, magnētisko daļiņu, krāsu un ultraskaņas defektu noteikšanu.

Ir pieļaujami iespiedumi un iespiedumi ārpus šuvju un caurumu laukuma (nav nepieciešama iztaisnošana), ja to augstums (izliece) procentos no to pamatnes mazākā izmēra nebūs lielāks par:

pret atmosfēras spiedienu (uz āru) - 2%;

pret tvaika spiedienu (iespiedumi) - 5%.

Pieļaujamais apakšējās sienas biezuma samazinājums ir 15%.

Cauruļu (metināšanai) caurumu diametra pieļaujamais palielinājums ir 10%.

Korozijas veidu identificēšana ir sarežģīta, un tāpēc, nosakot tehnoloģiski un ekonomiski optimālus korozijas apkarošanas pasākumus, bieži tiek pieļautas kļūdas. Galvenie nepieciešamie pasākumi tiek veikti saskaņā ar normatīvajiem dokumentiem, kas nosaka galveno korozijas ierosinātāju robežas.

GOST 20995-75 “Stacionāri tvaika katli ar spiedienu līdz 3,9 MPa. Barības ūdens un tvaika kvalitātes rādītāji" normalizē rādītājus barības ūdenī: caurspīdīgumu, tas ir, suspendēto piemaisījumu daudzumu; vispārējā cietība, dzelzs un vara savienojumu saturs - katlakmens veidošanās un dzelzs un vara oksīda nosēdumu novēršana; pH vērtība - sārmainas un skābes korozijas un arī putu veidošanās novēršana katla tvertnē; skābekļa saturs - novērš skābekļa koroziju; nitrītu saturs - nitrītu korozijas novēršana; naftas produktu saturs - novērš putu veidošanos katla cilindrā.

Normas vērtības nosaka GOST atkarībā no spiediena katlā (tātad no ūdens temperatūras), no vietējās siltuma plūsmas jaudas un no ūdens attīrīšanas tehnoloģijas.

Pētot korozijas cēloņus, pirmkārt, ir jāapskata (ja tādas ir) metāla iznīcināšanas vietas, jāanalizē katla darbības apstākļi pirmsavārijas periodā, jāanalizē padeves ūdens, tvaika un nosēdumu kvalitāte, analizēt dizaina iezīmes katls

Pēc ārējās pārbaudes var rasties aizdomas par šādiem korozijas veidiem.

Skābekļa korozija

: tērauda ekonomaizera cauruļu ieplūdes sekcijas; piegādes cauruļvadi, saskaroties ar nepietiekami deoksigenētu (virs parasto) ūdeni - skābekļa “izrāvieni” sliktas atgaisošanas dēļ; barošanas ūdens sildītāji; visas katla mitrās zonas tā izslēgšanas laikā un pasākumu neievērošana, lai novērstu gaisa iekļūšanu katlā, it īpaši stāvošās vietās, novadot ūdeni, no kurienes ir grūti noņemt tvaika kondensātu vai pilnībā piepildīt ar ūdeni, piemēram, vertikāli pārsildītāju caurules. Dīkstāves laikā korozija tiek pastiprināta (lokalizēta) sārmu klātbūtnē (mazāk par 100 mg/l).

Skābekļa korozija reti (kad skābekļa saturs ūdenī ir ievērojami augstāks par normu - 0,3 mg/l) parādās katla trumuļu tvaika atdalīšanas ierīcēs un uz trumuļa sieniņas pie ūdens līmeņa robežas; notekcaurulēs. Stāvvadu caurulēs korozija nenotiek tvaika burbuļu atgaisošanas efekta dēļ.

Bojājuma veids un raksturs. Dažāda dziļuma un diametra čūlas, bieži klātas ar bumbuļiem, kuru augšējā garoza ir sarkanīgi dzelzs oksīdi (iespējams, hematīts Fe 2 O 3). Aktīvās korozijas pierādījumi: zem bumbuļu garozas ir melnas šķidras nogulsnes, iespējams, magnetīts (Fe 3 O 4), kas sajaukts ar sulfātiem un hlorīdiem. Ar izmirušo koroziju zem garozas ir tukšums, un čūlas apakšdaļa ir pārklāta ar katlakmens un dūņu nogulsnēm.

Pie ūdens pH > 8,5 - čūlas ir reti, bet lielākas un dziļākas, pie pH< 8,5 - встречаются чаще, но меньших размеров. Только вскрытие бугорков помогает интерпретировать бугорки не как поверхностные отложения, а как следствие коррозии.

Kad ūdens ātrums ir lielāks par 2 m/s, bumbuļi var iegūt iegarenu formu strūklas kustības virzienā.

. Magnētiskās garozas ir diezgan blīvas un var kalpot kā uzticams šķērslis skābekļa iekļūšanai bumbuļos. Bet tie bieži tiek iznīcināti korozijas noguruma rezultātā, kad ūdens un metāla temperatūra mainās cikliski: bieži katla apstāšanās un iedarbināšana, tvaika-ūdens maisījuma pulsējoša kustība, tvaika-ūdens maisījuma noslāņošanās atsevišķos aizbāžņos. tvaiks un ūdens, sekojot viens otram.

Korozija palielinās, palielinoties temperatūrai (līdz 350 °C) un palielinoties hlorīda saturam katla ūdenī. Dažkārt koroziju pastiprina noteiktu termiskās sadalīšanās produkti organisko vielu baro ūdeni.

Rīsi. 1. Izskats skābekļa korozija

Sārmaina (šaurākā nozīmē - starpkristālu) korozija

Metāla korozijas bojājumu vietas. Caurules lielas jaudas siltuma plūsmas zonās (degļa zonā un pretī iegarenam deglim) - 300-400 kW/m2 un kur metāla temperatūra ir par 5-10 °C augstāka par ūdens viršanas temperatūru noteiktā spiedienā; slīpas un horizontālas caurules, kur ir slikta ūdens cirkulācija; vietas zem bieziem nogulumiem; zonas pie atbalsta gredzeniem un pašās šuvēs, piemēram, vietās, kur tiek metinātas tvaiku atdalīšanas ierīces trumuļa iekšpusē; vietas pie kniedēm.

Bojājuma veids un raksturs. Puslodes vai eliptiskas ieplakas, kas piepildītas ar korozijas produktiem, kas bieži ietver spīdīgus magnetīta kristālus (Fe 3 O 4). Lielāko daļu ieplaku klāj cieta garoza. Cauruļu pusē, kas vērsta pret kurtuvi, var savienoties padziļinājumi, veidojot tā saukto korozijas celiņu 20-40 mm platumā un līdz 2-3 m garumā.

Ja garoza nav pietiekami stabila un blīva, korozija var izraisīt - mehāniskās slodzes apstākļos - plaisu parādīšanos metālā, īpaši plaisu tuvumā: kniedes, velmēšanas savienojumi, tvaika atdalīšanas ierīču metināšanas punkti.

Korozijas bojājumu cēloņi. Augstā temperatūrā - vairāk nekā 200 ° C - un augstā kaustiskā soda (NaOH) koncentrācijā - 10% vai vairāk - tiek iznīcināta metāla aizsargplēve (garoza):

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

Starpprodukts NaFeO 2 tiek hidrolizēts:

4NaFeO2 + 2H2O = 4NaOH + 2Fe2O3 + 2H2 (2)

Tas ir, šajā reakcijā (2) nātrija hidroksīds tiek reducēts, reakcijās (1), (2) tas netiek patērēts, bet darbojas kā katalizators.

Kad magnetīts tiek noņemts, kaustiskā soda un ūdens var tieši reaģēt ar dzelzi, izdalot atomu ūdeņradi:

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

4H2O + 3Fe = Fe3O4 + 8H (4)

Izdalītais ūdeņradis spēj difundēt metālā un ar dzelzs karbīdu veidot metānu (CH 4):

4H + Fe3C = CH4 + 3Fe (5)

Ir iespējams arī apvienot atomu ūdeņradi molekulārajā ūdeņradi (H + H = H 2).

Metāns un molekulārais ūdeņradis nevar iekļūt metālā, tie uzkrājas pie graudu robežām un plaisu klātbūtnē tās izplešas un padziļina. Turklāt šīs gāzes novērš aizsargplēvju veidošanos un sablīvēšanos.

Katla ūdens dziļās iztvaikošanas vietās veidojas koncentrēts kaustiskās sodas šķīdums: blīvas sāļu nogulsnes (subdūņu korozijas veids); kodolu viršanas krīze, kad virs metāla veidojas stabila tvaika plēve - tur metāls gandrīz nav bojāts, bet plēves malās, kur notiek aktīva iztvaikošana, koncentrējas kaustiskā soda; plaisu klātbūtne, kur notiek iztvaikošana, kas atšķiras no iztvaikošanas visā ūdens tilpumā: kaustiskā soda iztvaiko sliktāk nekā ūdens, to nenomazgā ar ūdeni un uzkrājas. Iedarbojoties uz metālu, kaustiskā soda veido plaisas pie graudu robežām, kas vērstas metālā (starpgraudu korozijas veids - plaisa).

Starpkristālu korozija sārmainā katla ūdens ietekmē visbiežāk koncentrējas katla tvertnē.

Rīsi. 3. Starpgranulārā korozija: a - metāla mikrostruktūra pirms korozijas, b - mikrostruktūra korozijas stadijā, plaisu veidošanās gar metāla graudu robežām

Šāda korozīvā ietekme uz metālu ir iespējama tikai ar vienlaicīgu trīs faktoru klātbūtni:

• lokālie stiepes mehāniskie spriegumi, kas ir tuvu tecēšanas robežai vai nedaudz pārsniedz to, tas ir, 2,5 MN/mm 2 ;
• trumuļa detaļu vaļīgi savienojumi (norādīts iepriekš), kur var notikt dziļa katla ūdens iztvaikošana un kur izšķīst uzkrātā kaustiskā soda aizsargplēve dzelzs oksīdi (NaOH koncentrācija vairāk nekā 10%, ūdens temperatūra virs 200 °C un - īpaši - tuvāk 300 °C). Ja katls tiek darbināts ar spiedienu, kas ir zemāks par nominālo spiedienu (piemēram, 0,6-0,7 MPa, nevis 1,4 MPa), tad šāda veida korozijas iespējamība samazinās;
• nelabvēlīga vielu kombinācija katlu ūdenī, kurai trūkst nepieciešamās šāda veida korozijas inhibitoru aizsargājošās koncentrācijas. Nātrija sāļi var darboties kā inhibitori: sulfāti, karbonāti, fosfāti, nitrāti, celulozes sulfīta šķidrums.

Rīsi. 4. Starpgranulārās korozijas izskats

Korozijas plaisas neveidojas, ja tiek ievērota šāda attiecība:

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

kur Na 2 SO 4, Na 2 CO 3, Na 3 PO 4, NaNO 3, NaOH ir attiecīgi nātrija sulfāta, nātrija karbonāta, nātrija fosfāta, nātrija nitrāta un nātrija hidroksīda saturs, mg/kg.

Pašlaik ražotajos katlos nav vismaz viena no norādītajiem korozijas rašanās apstākļiem.

Silīcija savienojumu klātbūtne katla ūdenī var arī palielināt starpkristālu koroziju.

NaCl šajos apstākļos nav korozijas inhibitors. Tas tika parādīts iepriekš: hlora joni (Cl -) ir korozijas paātrinātāji to lielās mobilitātes un mazā izmēra dēļ, tie viegli iekļūst aizsargājošās oksīda plēvēs un slikti šķīstošo dzelzs oksīdu vietā rada labi šķīstošus sāļus ar dzelzi (FeCl 2, FeCl 3); .

Katlu ūdenī tradicionāli tiek kontrolētas kopējās mineralizācijas vērtības, nevis atsevišķu sāļu saturs. Iespējams, šī iemesla dēļ standartizācija tika ieviesta nevis pēc norādītās attiecības (6), bet gan pēc katla ūdens relatīvās sārmainības vērtības:

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

kur Shq rel - katla ūdens relatīvais sārmainība, %; Shch ov rel - attīrītā (papildu) ūdens relatīvais sārmainība, %; Shch ov - attīrītā (papildu) ūdens kopējā sārmainība, mmol/l; S ov - attīrīta (papildu) ūdens mineralizācija (ieskaitot hlorīda saturu), mg/l.

Apstrādātā (papildu) ūdens kopējo sārmainību var uzskatīt par vienādu, mmol/l:

• pēc nātrija katjonizācijas - avota ūdens kopējā sārmainība;
• pēc ūdeņraža-nātrija katjonizācijas paralēli - (0,3-0,4), vai secīgi ar "izsalkušo" ūdeņraža-katjonu apmaiņas filtra reģenerāciju - (0,5-0,7);
• pēc nātrija katjonizācijas ar paskābināšanu un nātrija hlora jonizāciju - (0,5-1,0);
• pēc amonija-nātrija katjonizācijas - (0,5-0,7);
• pēc kaļķošanas 30-40 °C - (0,35-1,0);
• pēc koagulācijas - (Sh ap ref - D k), kur Sh ap ref ir avota ūdens kopējā sārmainība, mmol/l; D k - koagulanta deva, mmol/l;
• pēc sodas kaļķošanas 30-40 °C - (1,0-1,5), un 60-70 °C - (1,0-1,2).

Katla ūdens relatīvās sārmainības vērtības saskaņā ar Rostechnadzor standartiem tiek pieņemtas, %, ne vairāk kā:

• katliem ar kniedētām mucām - 20;
• katliem ar metinātām mucām un tajās velmētām caurulēm - 50;
• katliem ar metinātām mucām un pie tiem piemetinātām caurulēm - jebkura vērtība, nav standartizēta.

Rīsi. 4. Starpgranulārās korozijas rezultāts

Saskaņā ar Rostekhnadzor standartiem Shk kv rel ir viens no kritērijiem drošs darbs katli Pareizāk ir pārbaudīt katla ūdens iespējamās sārmainās agresivitātes kritēriju, kurā nav ņemts vērā hlora jonu saturs:

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

kur Ksh ir katla ūdens potenciālās sārmainās agresivitātes kritērijs; S ov - attīrīta (papildu) ūdens mineralizācija (ieskaitot hlorīda saturu), mg/l; Cl - - hlorīdu saturs attīrītā (papildu) ūdenī, mg/l; Shch ov - apstrādātā (papildu) ūdens kopējā sārmainība, mmol/l.

K sch vērtību var ņemt:

• katliem ar kniedētu mucu spiedienu vairāk nekā 0,8 MPa ≥ 5;
• katliem ar metinātām mucām un tajās velmētām caurulēm ar spiedienu vairāk nekā 1,4 MPa ≥ 2;
• katliem ar metinātām mucām un pie tiem piemetinātām caurulēm, kā arī katliem ar metinātām mucām un tajās velmētām caurulēm ar spiedienu līdz 1,4 MPa un katliem ar kniedētām mucām ar spiedienu līdz 0,8 MPa - nestandartizēt.

Dūņu korozija

Šis nosaukums apvieno vairākus dažādus korozijas veidus (sārmu, skābekļa utt.). Irdenu un porainu nosēdumu un dūņu uzkrāšanās dažādās katla vietās izraisa zem dūņām esošā metāla koroziju. Galvenais iemesls: barības ūdens piesārņojums ar dzelzs oksīdiem.

Nitrītu korozija

. Katla sieta un katla caurules pusē, kas vērsta pret kurtuvi.

Bojājuma veids un raksturs. Retas, strauji ierobežotas lielas čūlas.

. Ja padeves ūdenī ir vairāk nekā 20 μg/l nitrītu jonu (NO - 2) un ūdens temperatūra ir augstāka par 200 ° C, nitrīti kalpo kā elektroķīmiskās korozijas katoda depolarizatori, kas tiek reducēti līdz HNO 2, NO, N 2 (skatīt iepriekš).

Tvaika-ūdens korozija

Metāla korozijas bojājumu vietas. Pārkarsētāja spoļu izplūdes daļa, pārkarsētā tvaika cauruļvadi, horizontālas un nedaudz slīpas tvaika ģenerēšanas caurules sliktas ūdens cirkulācijas zonās, dažreiz gar verdoša ūdens ekonomaizeru izplūdes spoļu augšējo formu.

Bojājuma veids un raksturs. Blīvu melno dzelzs oksīdu (Fe 3 O 4) plāksnītes, stingri pielipušas pie metāla. Svārstoties temperatūrai, tiek traucēta aplikuma (garozas) nepārtrauktība un zvīņas nokrīt. Vienmērīga metāla retināšana ar izciļņiem, gareniskās plaisas, pārtraukumi.

To var identificēt kā apakšdūņu koroziju: dziļu čūlu veidā ar neskaidri norobežotām malām, visbiežāk pie metinājuma šuvēm, kas izvirzītas caurulē, kur uzkrājas dūņas.

Korozijas bojājumu cēloņi:

• mazgāšanas līdzeklis - tvaiks pārkarsētājos, tvaika cauruļvados, tvaika “spilvenos” zem dūņu slāņa;
• metāla temperatūra (tērauds 20) vairāk par 450 °C, siltuma plūsma uz metāla sekciju - 450 kW/m 2;
• degšanas režīma pārkāpums: degļu izsārņošana, palielināts cauruļu piesārņojums iekšpusē un ārpusē, nestabila (vibrējoša) degšana, degļa pagarināšanās pret sieta caurulēm.

Rezultāts: dzelzs tieša ķīmiskā mijiedarbība ar ūdens tvaikiem (skatīt iepriekš).

Mikrobioloģiskā korozija

Izraisa aerobās un anaerobās baktērijas, parādās 20-80 ° C temperatūrā.

Metāla bojājumu vietas. Caurules un tvertnes uz katlu ar ūdeni noteiktā temperatūrā.

Bojājuma veids un raksturs. Bumbuļi ir dažāda izmēra: diametrs no vairākiem milimetriem līdz vairākiem centimetriem, reti - vairāki desmiti centimetru. Bumbuļi ir pārklāti ar blīviem dzelzs oksīdiem - aerobo baktēriju atkritumiem. Iekšā ir melns pulveris un suspensija (dzelzs sulfīds FeS) - sulfātus reducējošo anaerobo baktēriju produkts zem melnā veidojuma ir apaļas čūlas.

Bojājumu cēloņi. Dabīgais ūdens vienmēr satur dzelzs sulfātus, skābekli un dažādas baktērijas.

Dzelzs baktērijas skābekļa klātbūtnē veido dzelzs oksīdu plēvi, zem kuras anaerobās baktērijas reducē sulfātus līdz dzelzs sulfīdam (FeS) un sērūdeņradim (H 2 S). Savukārt sērūdeņradis sāk sērskābju (ļoti nestabilo) un sērskābju veidošanos, un metāls korodē.

Šim tipam ir netieša ietekme uz katla koroziju: ūdens plūsma ar ātrumu 2-3 m/s norauj bumbuļus, ienes to saturu katlā, palielinot dūņu uzkrāšanos.

Retos gadījumos šī korozija var rasties pašā katlā, ja katla ilgstošas ​​izslēgšanas laikā rezerve tiek piepildīta ar ūdeni 50-60 o C temperatūrā, un temperatūra tiek uzturēta nejaušu tvaika izplūdes rezultātā no ūdens. kaimiņu katli.

Helātu korozija

Korozijas bojājumu vietas. Iekārtas, kurās tvaiks tiek atdalīts no ūdens: katla cilindrs, tvaika atdalīšanas ierīces bungā un ārpusē, arī - reti - padeves ūdens cauruļvados un ekonomaizerā.

Bojājuma veids un raksturs. Metāla virsma ir gluda, bet, ja vide pārvietojas lielā ātrumā, tad korozijas virsma nav gluda, tajā ir pakavveida ieplakas un kustības virzienā orientētas “astes”. Virsma ir pārklāta ar plānu matētu vai melnu spīdīgu plēvi. Nav acīmredzamu nosēdumu, nav arī korozijas produktu, jo “helāts” (organiskie poliamīna savienojumi, kas speciāli ievadīti katlā) jau ir reaģējuši.

Skābekļa klātbūtnē, kas normāli strādājošā katlā notiek reti, sarūsējušā virsma tiek “uzdzīvināta”: raupjums, metāla saliņas.

Korozijas bojājumu cēloņi. “Helāta” darbības mehānisms tika aprakstīts iepriekš (“Rūpniecības un apkures katlu mājas un mini-CHP”, 1(6)΄ 2011, 40. lpp.).

“Helātu” korozija rodas, ja tiek pārdozēts “helāts”, bet tas ir iespējams arī ar parasto devu, jo “helāts” koncentrējas vietās, kur notiek intensīva ūdens iztvaikošana: kodolu viršanu aizstāj ar plēves vārīšanu. Tvaika atdalīšanas ierīcēs ir īpaši destruktīvas “helātu” korozijas gadījumi ūdens un tvaika-ūdens maisījuma lielo turbulento ātrumu dēļ.

Visiem aprakstītajiem korozijas bojājumiem var būt sinenerģētisks efekts, līdz ar to kopējais dažādu korozijas faktoru kopējās iedarbības radītais kaitējums var pārsniegt atsevišķu korozijas veidu bojājumu summu.

Kodīgo vielu iedarbība parasti pastiprina katla nestabilo termisko režīmu, kas izraisa korozijas nogurumu un izraisa termiskā noguruma koroziju: iedarbināšanu skaits no aukstuma ir vairāk nekā 100, kopējais skaits sākumi - vairāk nekā 200. Tā kā šāda veida metāla bojājumi rodas reti, plaisām un cauruļu plīsumiem pēc izskata ir identisks dažādu korozijas veidu metāla bojājumiem.

Parasti, lai noteiktu metālu iznīcināšanas cēloni, ir nepieciešami papildu metalogrāfiskie pētījumi: radiogrāfija, ultraskaņa, krāsu un magnētisko daļiņu defektu noteikšana.

Dažādi pētnieki ir ierosinājuši programmas katlu tēraudu korozijas bojājumu veidu diagnosticēšanai. VTI programma ir zināma (A.F. Bogačovs un kolēģi) - galvenokārt jaudas katliem augsts spiediens, un Energochermet asociācijas izstrāde - galvenokārt zema un vidēja spiediena jaudas katliem un atkritumu siltuma katliem.

Tērauda korozija tvaika katlos, kas notiek ūdens tvaika ietekmē, galvenokārt ir saistīta ar šādu reakciju:

3Fe + 4H20 = Fe2O3 + 4H2

Var pieņemt, ka katla iekšējā virsma attēlo plānu magnētiskā dzelzs oksīda kārtiņu. Katla darbības laikā oksīda plēve tiek nepārtraukti iznīcināta un atkal veidojas, un tiek atbrīvots ūdeņradis. Tā kā magnētiskā dzelzs oksīda virsmas plēve ir galvenā tērauda aizsardzība, tā jāuztur tādā stāvoklī, kurā ir vismazākā ūdens caurlaidība.
Katliem, veidgabaliem, ūdens un tvaika cauruļvadiem galvenokārt izmanto vienkāršus oglekļa vai mazleģētus tēraudus. Kodīga vide visos gadījumos ir ūdens vai dažādas tīrības pakāpes ūdens tvaiki.
Temperatūra, kurā var notikt korozijas process, svārstās no telpas temperatūras, kurā atrodas neaktīvais katls, līdz piesātināto šķīdumu viršanas temperatūrai, kad katls darbojas, dažreiz sasniedzot 700°. Šķīduma temperatūra var būt ievērojami augstāka par kritiskā temperatūra tīrs ūdens(374°). Tomēr liela sāls koncentrācija katlos ir reti sastopama.
Mehānisms, ar kuru fizikāli un ķīmiski cēloņi var izraisīt plēves atteici tvaika katlos, būtiski atšķiras no mehānisma, kas pētīts zemākā temperatūrā mazāk kritiskās iekārtās. Atšķirība ir tāda, ka korozijas ātrums katlos ir daudz lielāks augstās temperatūras un spiediena dēļ. Arī lielais siltuma pārneses ātrums no katla sienām uz vidi, sasniedzot 15 cal/cm2sek, palielina koroziju.

PODU KOROZIJA

Punktu korozijas atpazīšana

Noteikt noteikta veida korozijas bojājumu rašanās cēloni bieži ir ļoti grūti, jo vienlaikus var darboties vairāki cēloņi; turklāt vairākas izmaiņas, kas rodas, kad katls atdziest no augstas temperatūras un kad tiek izvadīts ūdens, dažkārt maskē darbības laikā notikušās parādības. Tomēr pieredze ļoti palīdz atpazīt katlu punktveida koroziju. Piemēram, tika novērots, ka melnā magnētiskā dzelzs oksīda klātbūtne korozijas apvalkā vai tuberkula virsmā norāda, ka katlā norisinājās aktīvs process. Šādus novērojumus bieži izmanto, lai pārbaudītu pasākumus, kas veikti, lai aizsargātu pret koroziju.
Dzelzs oksīdu, kas veidojas aktīvās korozijas zonās, nedrīkst sajaukt ar melno magnētisko dzelzs oksīdu, kas dažkārt ir suspensijas veidā katla ūdenī. Jāatceras, ka ne kopējais smalki izkliedētā magnētiskā dzelzs oksīda daudzums, ne katlā izdalītā ūdeņraža daudzums nevar kalpot par ticamu korozijas pakāpes un apjoma rādītāju. Dzelzs hidrāts, kas katlā nonāk no svešiem avotiem, piemēram, kondensāta tvertnēm vai katla padeves caurulēm, var daļēji izskaidrot gan dzelzs oksīda, gan ūdeņraža klātbūtni katlā. Dzelzs hidroksīds, kas tiek piegādāts kopā ar padeves ūdeni, reaģē katlā ar reakciju.

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

Iemesli, kas ietekmē punktkorozijas attīstību

Ārvalstu piemaisījumi un stress. Nemetāliski ieslēgumi tēraudā, kā arī spriegums var radīt anodiskas zonas uz metāla virsmas. Parasti korozijas bedrēm ir dažādi izmēri un tās ir nejauši izkaisītas pa virsmu. Spriegumu klātbūtnē čaulu izvietojums pakļaujas pieliktā sprieguma virzienam. Tipiski piemēri ir spuru caurules, kurās spuras ir ieplaisājušas, kā arī katla cauruļu uzliesmojuma vietas.
Izšķīdināts skābeklis.
Iespējams, ka visspēcīgākais punktkorozijas aktivators ir ūdenī izšķīdināts skābeklis. Visās temperatūrās, pat sārmainā šķīdumā, skābeklis kalpo kā aktīvs depolarizators. Turklāt skābekļa koncentrācijas elementi var viegli rasties katlos, īpaši zem mēroga vai piesārņojuma, kur veidojas stagnējošas zonas. Parastais pasākums šāda veida korozijas apkarošanai ir atgaisošana.
Izšķīdināts ogļskābes anhidrīds.
Tā kā ogļskābes anhidrīda šķīdumiem ir nedaudz skāba reakcija, tas paātrina koroziju katlos. Sārmains katla ūdens samazina izšķīdušā ogļskābā anhidrīda agresivitāti, bet iegūtais ieguvums neattiecas uz virsmām, kas tiek padotas ar tvaiku vai kondensāta līnijām. Ogļskābes anhidrīda noņemšana kopā ar izšķīdušo skābekli ar mehānisku atgaisošanu ir izplatīta.
Pēdējā laikā ir veikti mēģinājumi izmantot cikloheksilamīnu, lai novērstu koroziju tvaika un kondensāta cauruļvados apkures sistēmās.
Nosēdumi uz katla sienām.
Ļoti bieži korozijas bedres var atrast gar nogulšņu ārējo virsmu (vai zem virsmas), piemēram, dzirnavu nogulsnes, katlu nogulsnes, katlu nogulsnes, korozijas produktus un eļļas plēves. Pēc sākšanas punktveida korozija turpinās attīstīties, ja vien korozijas produkti netiks noņemti. Šāda veida lokālo koroziju pastiprina nogulšņu katodiskais raksturs (attiecībā uz katla tēraudu) vai skābekļa samazināšanās zem nogulsnēm.
Varš katla ūdenī.
Ja ņemam vērā lielos daudzumos izmantotos vara sakausējumus palīgiekārtas(kondensatori, sūkņi utt.), tad nav pārsteidzoši, ka vairumā gadījumu katlu nogulsnēs ir varš. Parasti tas ir metāliskā stāvoklī, dažreiz oksīda formā. Vara daudzums nogulsnēs svārstās no procenta daļām līdz gandrīz tīram vara.
Jautājumu par vara nogulšņu nozīmi katla korozijā nevar uzskatīt par atrisinātu. Daži apgalvo, ka varš atrodas tikai korozijas procesā un to nekādā veidā neietekmē, bet citi uzskata, ka varš, kas ir katods attiecībā pret tēraudu, var veicināt punktveida koroziju. Neviens no šiem viedokļiem nav apstiprināts ar tiešiem eksperimentiem.
Daudzos gadījumos tika novērota neliela (vai pat vispār) korozija, neskatoties uz nogulsnēm visā katlā, kas satur ievērojamu daudzumu vara metāla. Ir arī pierādījumi, ka, kad varš nonāk saskarē ar zema oglekļa satura tēraudu sārmainā katla ūdenī paaugstinātā temperatūrā, varš tiek iznīcināts ātrāk nekā tērauds. Vara gredzeni, uzliesmojošu cauruļu gofrēšanas gali, vara kniedes un palīgiekārtu sieti, caur kuriem iet katla ūdens, gandrīz pilnībā tiek iznīcināti pat salīdzinoši zemās temperatūrās. Ņemot to vērā, tiek uzskatīts, ka vara metāls nepalielina katlu tērauda koroziju. Nogulsnēto varu var uzskatīt vienkārši par galaproduktu vara oksīda reducēšanai ar ūdeņradi tā veidošanās brīdī.
Gluži pretēji, katlu metāla ļoti spēcīga korozijas punktēšana bieži tiek novērota ar varu īpaši bagātu atradņu tuvumā. Šie novērojumi lika domāt, ka varš, jo tas ir katodisks pret tēraudu, veicina punktveida koroziju.
Katlu virsmā reti ir atklāts metālisks dzelzs. Visbiežāk tam ir aizsargslānis, kas sastāv galvenokārt no dzelzs oksīda. Iespējams, ka vietā, kur šajā slānī veidojas plaisas, tiek pakļauta virsma, kas ir anodiska pret varu. Šādās vietās palielinās korozijas bedru veidošanās. Ar to atsevišķos gadījumos var izskaidrot arī paātrinātu koroziju vietās, kur izveidojies apvalks, kā arī smagu punktkoroziju, kas dažkārt novērota pēc katlu tīrīšanas ar skābju izmantošanu.
Nepareiza tukšgaitas katlu apkope.
Viens no visvairāk izplatīti iemesli Korozijas apvalku veidošanos izraisa tukšgaitas katlu pienācīgas kopšanas trūkums. Tukšgaitas katls ir jātur vai nu pilnīgi sauss, vai jāpiepilda ar ūdeni, kas apstrādāts tā, lai nebūtu iespējama korozija.
Ūdens, kas paliek uz neaktīvā katla iekšējās virsmas, izšķīdina skābekli no gaisa, kas noved pie čaulu veidošanās, kas vēlāk kļūs par centriem, ap kuriem attīstīsies korozijas process.
Parastie norādījumi tukšgaitas katlu aizsardzībai pret koroziju ir šādi:
1) ūdens novadīšana no vēl karsta katla (apmēram 90°); pūšot gaisu caur katlu, līdz tas ir pilnībā izžuvis un noturēts sauss;
2) katla piepildīšana ar sārmainu ūdeni (pH = 11), kas satur SO3 jonu pārpalikumu (apmēram 0,01%), un uzglabāšana zem ūdens vai tvaika blīvējuma;
3) katla piepildīšana ar sārma šķīdumu, kas satur hromskābes sāļus (0,02-0,03% CrO4").
Veicot katlu ķīmisko tīrīšanu, daudzviet tiks noņemts dzelzs oksīda aizsargslānis. Pēc tam šīs vietas var nebūt pārklātas ar jaunizveidotu nepārtrauktu slāni un uz tām parādīsies čaumalas, pat ja nav vara. Tāpēc ieteicams nekavējoties pēc ķīmiskās tīrīšanas atjaunot dzelzs oksīda slāni, apstrādājot ar verdošu sārma šķīdumu (līdzīgi kā tiek darīts jaunu katlu ekspluatācijā).

Ekonomaizeru korozija

Vispārīgie noteikumi par katlu koroziju vienlīdz attiecas arī uz ekonomaizeriem. Taču ekonomaizers, kas silda padeves ūdeni un atrodas katla priekšā, ir īpaši jutīgs pret korozijas bedru veidošanos. Tā ir pirmā augstas temperatūras virsma, kas piedzīvo barības ūdenī izšķīdinātā skābekļa postošo darbību. Turklāt ūdenim, kas iet cauri ekonomaizeram, parasti ir zema pH vērtība un tas nesatur ķīmiskus aizkavētājus.
Cīņa pret ekonomaizeru koroziju ietver ūdens atgaisošanu un sārmu un ķīmisko palēninātāju pievienošanu.
Dažreiz katla ūdeni attīra, daļu no tā izlaižot caur ekonomaizeru. Šajā gadījumā jāizvairās no dūņu nogulsnēm ekonomaizerā. Jāņem vērā arī šādas katla ūdens recirkulācijas ietekme uz tvaika kvalitāti.

KATLU ŪDENS APSTRĀDE

KOROZIJA KONCENTRĒTAJĀ KATLA ŪDENĪ

SĀRMAMS TRAUSLĀ TĒRAUDA

Stress, kas nepieciešams, lai izraisītu sārmu trauslumu

Prakse liecina, ka tradicionālā katlu tērauda trauslā lūzuma iespējamība ir zema, ja spriegumi nepārsniedz tecēšanas robežu. Spriegumi, ko rada tvaika spiediens vai vienmērīgi sadalīta slodze no pašas konstrukcijas svara nevar izraisīt plaisu veidošanos. Tomēr spriegumi, ko rada velmēšana lokšņu materiāls paredzēts katlu ražošanai, deformācija kniedēšanas laikā vai jebkura aukstā apstrāde, kas saistīta ar paliekošu deformāciju, var izraisīt plaisu veidošanos.
Plaisu veidošanai nav nepieciešama ārēji pielietoto spriegumu klātbūtne. Katla tērauda paraugs, kas iepriekš tika turēts pastāvīgā lieces spriedzē un pēc tam atbrīvots, var saplaisāt sārmainā šķīdumā, kura koncentrācija ir vienāda ar palielināto sārma koncentrāciju katla ūdenī.

Sārmu koncentrācija

Parastā sārmu koncentrācija katla cilindrā nevar radīt plaisas, jo tā nepārsniedz 0,1% NaOH, un zemākā koncentrācija, pie kuras tiek novērots sārmu trauslums, ir aptuveni 100 reizes lielāka par normu.
Šādas augstas koncentrācijas var rasties ļoti lēnas ūdens izsūkšanās rezultātā caur kniedes šuvi vai kādu citu spraugu. Tas izskaidro cieto sāļu parādīšanos vairuma kniežu šuvju ārpusē tvaika katlos. Visbīstamākā noplūde ir tāda, kuru ir grūti noteikt. Tā atstāj cieta materiāla atlikumus kniedes savienojuma iekšpusē, kur ir liels atlikušais spriegums. Sprieguma un koncentrēta šķīduma kombinācija var izraisīt sārmu trausluma plaisu parādīšanos.

Sārmu trausluma noteikšanas ierīce

Īpaša ierīce ūdens sastāva uzraudzībai atveido ūdens iztvaikošanas procesu, palielinoties sārmu koncentrācijai nospriegotā tērauda paraugā tādos pašos apstākļos, kādos tas notiek kniedes šuves zonā. Kontrolparauga plaisāšana liecina, ka šāda sastāva katla ūdens var izraisīt sārmu trauslumu. Tāpēc šajā gadījumā ir nepieciešama ūdens attīrīšana, lai novērstu tās bīstamās īpašības. Taču kontrolparauga plaisāšana nenozīmē, ka plaisas jau ir parādījušās vai parādīsies katlā. Kniedes šuvēs vai citos savienojumos ne vienmēr ir gan noplūde (tvaicēšana), gan spriegums, gan sārmu koncentrācijas palielināšanās, kā tas ir kontroles paraugā.
Vadības ierīce ir uzstādīta tieši uz tvaika katla un ļauj spriest par katla ūdens kvalitāti.
Pārbaude ilgst 30 dienas vai ilgāk ar pastāvīgu ūdens cirkulāciju caur vadības ierīci.

Sārmu trausluma plaisu atpazīšana

Sārmu trausluma plaisām parastajā katlu tēraudā ir atšķirīgs raksturs nekā noguruma vai augsta sprieguma plaisām. Tas ir parādīts attēlā. I9, kas parāda šādu plaisu starpkristālu raksturu, veidojot smalku tīklu. Salīdzinājumā var redzēt atšķirību starp starpgranulu sārmu trausluma plaisām un intragranulārām plaisām, ko izraisa korozijas nogurums.
Leģētajos tēraudos (piemēram, niķeļa vai silīcija-mangāna), ko izmanto lokomotīvju katliem, arī plaisas ir sakārtotas režģī, bet ne vienmēr iziet starp kristalītiem, kā tas ir parasta katlu tērauda gadījumā.

Sārmu trausluma teorija

Metāla kristāla režģa atomi, kas atrodas pie kristalītu robežām, izjūt mazāk simetrisku ietekmi no saviem kaimiņiem nekā atomi pārējā graudu masā. Tāpēc tie vieglāk pamet kristāla režģi. Varētu domāt, ka, rūpīgi izvēloties agresīvu vidi, būs iespējams panākt šādu selektīvu atomu noņemšanu no kristalītu robežām. Patiešām, eksperimenti rāda, ka skābos, neitrālos (ar vājas elektriskās strāvas palīdzību, radot korozijai labvēlīgus apstākļus) un koncentrētos sārmu šķīdumos var iegūt starpkristālu plaisāšanu. Ja vispārēju koroziju izraisošo šķīdumu modificē, pievienojot kādu vielu, kas veido aizsargplēvi uz kristalītu virsmas, korozija koncentrējas uz robežām starp kristalītiem.
Agresīvs risinājums šajā gadījumā ir kaustiskās sodas šķīdums. Nātrija silīcija sāls var aizsargāt kristalītu virsmas, neietekmējot robežas starp tām. Kombinētās aizsargājošās un agresīvās iedarbības rezultāts ir atkarīgs no daudziem apstākļiem: koncentrācijas, temperatūras, metāla spriedzes stāvokļa un šķīduma sastāva.
Ir arī koloidālā teorija par sārmu trauslumu un teorija par ūdeņraža šķīdināšanu tēraudā.

Veidi, kā cīnīties ar sārmainu trauslumu

Viens no veidiem, kā cīnīties ar sārmu trauslumu, ir katla kniedēšanas aizstāšana ar metināšanu, kas novērš noplūdes iespēju. Trauslumu var novērst arī izmantojot tēraudu, kas ir izturīgs pret starpkristālu koroziju, vai ķīmiski apstrādājot katla ūdeni. Pašlaik izmantotajos kniedētajos katlos pēdējā metode ir vienīgā pieņemamā metode.
Iepriekšējas pārbaudes, izmantojot kontrolparaugu, ir labākais veids, kā noteikt noteiktu ūdeni aizsargājošu piedevu efektivitāti. Nātrija sulfīda sāls nenovērš plaisāšanu. Nātrija slāpekļa sāls ir veiksmīgi izmantots aizsardzībai pret plaisāšanu pie spiediena līdz 52,5 kg/cm2. Koncentrēti nātrija slāpekļa sāls šķīdumi, vārās plkst atmosfēras spiediens, var izraisīt sprieguma korozijas plaisas vieglā tēraudā.
Pašlaik nātrija slāpekļa sāli plaši izmanto stacionārajos katlos. Nātrija slāpekļa sāls koncentrācija atbilst 20-30% no sārmu koncentrācijas.

TVAIKA SILDĪTĀJU KOROZIJA

Ūdeņradis kā korozijas ātruma mērs

Tvaika temperatūra iekšā mūsdienīgi apkures katli tuvojas temperatūrai, ko izmanto ūdeņraža rūpnieciskajā ražošanā, tieši reaģējot starp tvaiku un dzelzi.
Oglekļa un leģētā tērauda cauruļu korozijas ātrumu tvaika ietekmē temperatūrā līdz 650° var spriest pēc izdalītā ūdeņraža tilpuma. Ūdeņraža izdalīšanās dažkārt tiek izmantota kā vispārējās korozijas mērs.
IN pēdējā laikā Amerikas Savienoto Valstu spēkstacijās gāzu un gaisa noņemšanai izmanto trīs veidu miniatūras iekārtas. Tie nodrošina pilnīgu gāzu izvadīšanu, un degazētais kondensāts ir piemērots sāļu noteikšanai, ko no katla aiznes tvaiks. Aptuvenu pārkarsētāja kopējās korozijas vērtību katla darbības laikā var iegūt, nosakot ūdeņraža koncentrācijas starpību tvaika paraugos, kas ņemti pirms un pēc tā iziešanas caur pārkarsētāju.

Korozija, ko izraisa tvaika piemaisījumi

Piesātinātais tvaiks, kas nonāk pārkarsētā, nes sev līdzi nelielus, bet izmērāmus daudzumus gāzu un sāļu no katla ūdens. Visbiežāk sastopamās gāzes ir skābeklis, amonjaks un oglekļa dioksīds. Kad tvaiks iet cauri pārkarsējam, nav novērojamas ievērojamas šo gāzu koncentrācijas izmaiņas. Šo gāzu darbība var izraisīt tikai nelielu metāla pārkarsētāja koroziju. Vēl nav pierādīts, ka sāļi, kas izšķīdināti ūdenī, izžuvuši vai nogulsnēti uz pārkarsētāja elementiem, var veicināt koroziju. Tomēr kaustiskā soda, kas ir galvenais neatņemama sastāvdaļa sāļi, ko aiznes katla ūdens, var veicināt ļoti karstas caurules koroziju, īpaši, ja sārms pielīp pie metāla sienas.
Piesātinātā tvaika tīrības paaugstināšana tiek panākta, rūpīgi izvadot gāzes no padeves ūdens. Tvaika sastāvā esošo sāļu daudzumu var samazināt, rūpīgi tīrot augšējo kolektoru, izmantojot mehāniskos separatorus, piesātinātā tvaika skalošanu ar padeves ūdeni vai atbilstošu ūdens ķīmisku apstrādi.
Piesātinātā tvaika aiznesto gāzu koncentrācijas un rakstura noteikšana tiek veikta, izmantojot iepriekš minētās ierīces un ķīmisko analīzi. Sāļu koncentrāciju piesātinātā tvaikā ir ērti noteikt, mērot ūdens elektrisko vadītspēju vai iztvaikošanu liels daudzums kondensāts
Tiek piedāvāta uzlabota elektriskās vadītspējas mērīšanas metode, kā arī sniegtas attiecīgas korekcijas dažām izšķīdušajām gāzēm. Iepriekš minētajās miniatūrajās degazēšanas iekārtās esošo kondensātu var izmantot arī elektriskās vadītspējas mērīšanai.
Kad katls ir dīkstāvē, pārkarsētājs ir ledusskapis, kurā uzkrājas kondensāts; Šajā gadījumā ir iespējama normāla zemūdens bedrīšu veidošanās, ja tvaiks satur skābekli vai oglekļa dioksīdu.

Populāri raksti