Tegn på korrosiv aggressivitet av vann i kjeleanlegg. Korrosjonsskader på veggrør til gassoljekjeler

Eierne av patentet RU 2503747:

TEKNOLOGISK FELTE

SUBSTANS: Oppfinnelsen vedrører termisk kraftteknikk og kan brukes til å beskytte varmerør til damp- og varmtvannskjeler, varmevekslere, kjeleanlegg, fordampere, varmeledninger, varmesystemer til boligbygg og industrianlegg mot skala under nåværende drift.

OPPFINNELSENS BAKGRUNN

Driften av dampkjeler er assosiert med samtidig eksponering for høye temperaturer, trykk, mekanisk stress og et aggressivt miljø, som er kjelevann. Kjelevann og metall på kjelevarmeflater er separate faser komplekst system, som dannes under deres kontakt. Resultatet av interaksjonen mellom disse fasene er overflateprosesser som skjer i grensesnittet mellom dem. Som et resultat oppstår korrosjon og kalkdannelse i metallet på varmeoverflater, noe som fører til en endring i strukturen og mekaniske egenskaper metall, og som bidrar til utvikling av ulike skader. Siden den termiske ledningsevnen til skalaen er femti ganger lavere enn jernet til varmerørene, er det tap av termisk energi under varmeoverføring - med en skalatykkelse på 1 mm fra 7 til 12%, og med 3 mm - 25 %. Alvorlig avleiring i et kontinuerlig dampkjelesystem fører ofte til at produksjonen stoppes flere dager i året for å fjerne avleiringen.

Kvaliteten på fôret og derfor kjelevannet bestemmes av tilstedeværelsen av urenheter som kan forårsake ulike typer korrosjon av metallet på de indre varmeoverflatene, dannelsen av primærskala på dem, så vel som slam, som en kilde av sekundær skaladannelse. I tillegg avhenger kvaliteten på kjelevann også av egenskapene til stoffer som dannes som følge av overflatefenomener under transport av vann, og kondensat gjennom rørledninger, i vannbehandlingsprosesser. Fjerning av urenheter fra tilførselsvannet er en av måtene å forhindre dannelse av avleiring og korrosjon og utføres ved metoder for foreløpig (forkjele) vannbehandling, som tar sikte på å maksimere fjerning av urenheter i kildevannet . Metodene som brukes eliminerer imidlertid ikke fullstendig innholdet av urenheter i vann, noe som ikke bare er forbundet med tekniske vanskeligheter, men også med den økonomiske gjennomførbarheten av å bruke vannbehandlingsmetoder før kjele. I tillegg, siden vannbehandling er et komplekst teknisk system, er det overflødig for små og mellomstore kjeler.

Kjente metoder for å fjerne avleiringer som allerede er dannet, bruker hovedsakelig mekaniske og kjemiske metoder rengjøring. Ulempen med disse metodene er at de ikke kan utføres under driften av kjelene. I tillegg måter kjemisk rengjøring krever ofte bruk av dyre kjemikalier.

Det er også kjente måter å forhindre dannelse av avleiring og korrosjon, utført under driften av kjelene.

US-patent nr. 1 877 389 foreslår en fremgangsmåte for å fjerne avleiring og forhindre dannelse av det i varmt vann og dampkjeler. I denne metoden er overflaten av kjelen katoden, og anoden er plassert inne i rørledningen. Metoden består i å føre likestrøm eller vekselstrøm gjennom systemet. Forfatterne bemerker at mekanismen til metoden er at det under påvirkning av en elektrisk strøm dannes gassbobler på overflaten av kjelen, noe som fører til eksfoliering av den eksisterende skalaen og forhindrer dannelsen av en ny. Ulempen med denne metoden er behovet for konstant å opprettholde strømmen av elektrisk strøm i systemet.

US-patent nr. 5.667.677 foreslår en fremgangsmåte for behandling av en væske, spesielt vann, i en rørledning for å bremse avleiringsdannelse. Denne metoden er basert på dannelsen av et elektromagnetisk felt i rør, som frastøter kalsium- og magnesiumioner oppløst i vann fra veggene til rør og utstyr, og hindrer dem i å krystallisere i form av skala, som gjør det mulig å betjene kjeler, kjeler , varmevekslere og kjølesystemer for hardt vann. Ulempen med denne metoden er den høye kostnaden og kompleksiteten til utstyret som brukes.

WO 2004016833 foreslår en fremgangsmåte for å redusere beleggdannelse på en metalloverflate eksponert for en overmettet alkalisk vandig løsning som er i stand til beleggdannelse etter en eksponeringsperiode, omfattende påføring av et katodepotensial på nevnte overflate.

Denne metoden kan brukes i ulike teknologiske prosesser hvor metallet er i kontakt med vandig løsning spesielt i varmevekslere. Ulempen med denne metoden er at den ikke beskytter metalloverflaten mot korrosjon etter fjerning av katodepotensialet.

Det er derfor i dag et behov for å utvikle en forbedret metode for å forhindre avleiring av varmerør, varmtvann og dampkjeler, som er økonomisk og svært effektiv og gir anti-korrosjonsbeskyttelse av overflaten i lang tid etter eksponering.

I den foreliggende oppfinnelse løses dette problemet ved å bruke en fremgangsmåte hvorved et strømførende elektrisk potensial skapes på en metalloverflate, tilstrekkelig til å nøytralisere den elektrostatiske komponenten av adhesjonskraften til kolloidale partikler og ioner til metalloverflaten.

KORT BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN

Det er et formål med den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en forbedret fremgangsmåte for å forhindre avleiring av varmerør i varmtvanns- og dampkjeler.

Et annet formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe muligheten for å eliminere eller vesentlig redusere behovet for avkalking under drift av varmtvanns- og dampkjeler.

Et annet formål med den foreliggende oppfinnelse er å eliminere behovet for bruk av forbruksreagenser for å forhindre dannelse av belegg og korrosjon av varmerørene til varmtvanns- og dampkjeler.

Enda et annet formål med foreliggende oppfinnelse er å gjøre det mulig å starte arbeid for å forhindre avleiring og korrosjon av varmtvanns- og dampkjelvarmerør på forurensede kjelerør.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for å forhindre dannelse av belegg og korrosjon på en metalloverflate laget av en jernholdig legering i kontakt med et vann-dampmiljø fra hvilket belegg er i stand til å dannes. Nevnte fremgangsmåte består i å påføre metalloverflaten et strømførende elektrisk potensial som er tilstrekkelig til å nøytralisere den elektrostatiske komponenten av adhesjonskraften av kolloidale partikler og ioner til metalloverflaten.

I henhold til noen spesielle utførelsesformer av fremgangsmåten ifølge krav, er det strømførende potensialet satt i området 61-150 V. I henhold til noen spesielle utførelsesformer av fremgangsmåten ifølge krav er den ovennevnte jernholdige legeringen stål. I noen utførelsesformer er metalloverflaten den indre overflaten av varmerørene til en varmtvanns- eller dampkjele.

Fremgangsmåten er beskrevet i denne beskrivelsen og har følgende fordeler. En fordel med metoden er redusert avleiring. En annen fordel med den foreliggende oppfinnelse er muligheten for å bruke en gang kjøpt et elektrofysisk apparat uten behov for forbrukbare syntetiske reagenser. En annen fordel er muligheten for å starte arbeidet med forurensede kjelerør.

Det tekniske resultatet av den foreliggende oppfinnelsen er derfor å øke effektiviteten til varmtvanns- og dampkjeler, øke produktiviteten, øke varmeoverføringseffektiviteten, redusere drivstofforbruket for oppvarming av kjelen, spare energi, etc.

Andre tekniske resultater og fordeler ved den foreliggende oppfinnelse inkluderer muligheten for lag-for-lag-ødeleggelse og fjerning av allerede dannet avleiring, så vel som å forhindre ny dannelse.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

Figur 1 viser arten av fordelingen av innskudd på indre overflater kjele som et resultat av anvendelse av fremgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelse.

DETALJERT BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN

Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse består i å påføre en metalloverflate som er utsatt for beleggdannelse et ledende elektrisk potensial som er tilstrekkelig til å nøytralisere den elektrostatiske komponenten av adhesjonskraften til kolloidale partikler og avleiringsdannende ioner til metalloverflaten.

Begrepet "ledende elektrisk potensial" i den forstand det brukes i denne søknaden betyr et alternerende potensial som nøytraliserer det elektriske dobbeltlaget ved grenseflaten mellom metallet og damp-vann-mediet som inneholder salter som fører til dannelse av belegg.

Som kjent for en fagmann på området, er elektriske ladningsbærere i et metall, som er langsomme sammenlignet med hovedladningsbærerne - elektroner, dislokasjoner av dets krystallstruktur, som bærer en elektrisk ladning og danner dislokasjonsstrømmer. Når de kommer til overflaten av varmerørene til kjelen, er disse strømmene en del av det doble elektriske laget under dannelsen av skala. Det strømførende, elektriske, pulserende (det vil si alternerende) potensialet setter i gang fjerningen av den elektriske ladningen av dislokasjoner fra metalloverflaten til bakken. I denne forbindelse er det en strømførende dislokasjonsstrøm. Som et resultat av dette ledende elektriske potensialet blir det elektriske dobbeltlaget ødelagt, og skalaen går gradvis i oppløsning og går over i kjelevannet i form av slam, som fjernes fra kjelen under periodiske utblåsninger.

Begrepet "strømfjernende potensial" er således forståelig for en spesialist på dette teknologiområdet og er i tillegg kjent fra teknikkens stand (se f.eks. patent RU 2128804 C1).

Enheten beskrevet i RU 2100492 C1, som inkluderer en omformer med en frekvensomformer og en pulserende potensialkontroller, samt en pulsformkontroller, kan brukes som en enhet for å skape et strømførende elektrisk potensial, for eksempel. Detaljert beskrivelse denne enheten er gitt i RU 2100492 C1. En hvilken som helst annen lignende anordning kan også brukes, som det vil forstås av en fagmann på området.

Det ledende elektriske potensialet i henhold til den foreliggende oppfinnelse kan påføres en hvilken som helst del av metalloverflaten fjernt fra bunnen av kjelen. Påføringsstedet bestemmes av bekvemmeligheten og/eller effektiviteten ved anvendelsen av den påståtte metoden. En fagmann på området, ved å bruke informasjonen som er beskrevet her og ved bruk av standard testprosedyrer, vil være i stand til å bestemme det optimale stedet for å påføre det strømavvisende elektriske potensialet.

I noen utførelsesformer av den foreliggende oppfinnelse er det ledende elektriske potensialet variabelt.

Det ledende elektriske potensialet ifølge den foreliggende oppfinnelse kan påføres i forskjellige tidsperioder. Den potensielle påføringstiden bestemmes av arten og graden av forurensning av metalloverflaten, sammensetningen av vannet som brukes, temperaturregime og funksjoner ved driften av varmeteknisk enhet og andre faktorer kjent for spesialister innen dette teknologifeltet. En fagmann på området vil ved å bruke informasjonen beskrevet i denne spesifikasjonen og ved å bruke standard testprosedyrer være i stand til å bestemme optimal tid anvendelser av det strømførende elektriske potensialet, basert på målene, forholdene og tilstanden til den varmetekniske enheten.

Verdien av det strømførende potensialet som kreves for å nøytralisere den elektrostatiske komponenten av adhesjonskraften kan bestemmes av en spesialist innen kolloidkjemi på grunnlag av informasjon kjent fra teknikkens stand, for eksempel fra boken Deryagin B.V., Churaev N.V., Muller V.M. "Surface Forces", Moscow, "Nauka", 1985. Ifølge noen utførelsesformer er verdien av det strømførende elektriske potensialet i området fra 10 V til 200 V, mer foretrukket fra 60 V til 150 V, enda mer foretrukket fra 61 V til 150 V. Verdiene til det strømførende elektriske potensialet i området fra 61 V til 150 V fører til utladning av det elektriske dobbeltlaget, som er grunnlaget for den elektrostatiske komponenten av adhesjonskreftene i vekten og, som et resultat, til ødeleggelse av vekten. Strømfjernende potensialverdier under 61 V er utilstrekkelige for skaleringsødeleggelse, og ved strømfjernende potensialverdier over 150 V vil uønsket elektroerosiv ødeleggelse av metallet i varmerørene sannsynligvis begynne.

Metalloverflaten som fremgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelse kan anvendes på kan være en del av følgende varmetekniske anordninger: varmerør til damp- og varmtvannskjeler, varmevekslere, kjeleanlegg, fordampere, varmeledninger, varmesystemer for boligbygg. og industrianlegg under pågående drift. Denne listen er illustrativ og begrenser ikke listen over enheter som fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse kan anvendes på.

I noen utførelsesformer kan den jernholdige legeringen som metalloverflaten som fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse kan brukes på, være stål eller annet jernholdig materiale som støpejern, kovar, fechral, ​​transformatorstål, alsifer, magnico, alnico, kromstål, invar, etc. Denne listen er illustrativ og begrenser ikke listen over jernlegeringer som fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse kan anvendes på. En fagmann på området vil på grunnlag av kunnskap kjent fra teknikkens stand være i stand til slike jernholdige legeringer som kan benyttes i henhold til foreliggende oppfinnelse.

Det vandige medium som avleiring er i stand til å dannes fra, ifølge noen utførelsesformer av den foreliggende oppfinnelse, er vann fra springen. Det vandige medium kan også være vann som inneholder oppløste metallforbindelser. De oppløste metallforbindelsene kan være jern- og/eller jordalkalimetallforbindelser. Det vandige mediet kan også være en vandig suspensjon av kolloidale partikler av jern og/eller jordalkalimetallforbindelser.

Fremgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelse fjerner tidligere dannede avleiringer og tjener som et reagensfritt middel for rengjøring av de indre overflatene under driften av en oppvarmingsanordning, og sikrer dens kalkfri drift. Samtidig overskrider størrelsen på sonen der forebygging av kalkdannelse og korrosjon oppnås, betydelig størrelsen på den effektive skala ødeleggelsessonen.

Fremgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelse har følgende fordeler:

Krever ikke bruk av reagenser, dvs. miljøvennlig;

Enkel å implementere, krever ikke spesielle enheter;

Lar deg øke varmeoverføringskoeffisienten og øke effektiviteten til kjeler, noe som påvirker betydelig økonomiske indikatorer hans verk;

Den kan brukes som et tillegg til de anvendte metodene for vannbehandling før kjele, eller separat;

Lar deg forlate prosessene med mykning og avlufting av vann, noe som i stor grad forenkler teknologisk ordning fyrrom og gjør det mulig å redusere kostnadene betydelig under bygging og drift.

Mulige metodeobjekter kan være varmtvannskjeler, spillvarmekjeler, lukkede systemer varmeforsyning, installasjoner for termisk avsalting av sjøvann, dampkonverteringsanlegg m.m.

Fraværet av korrosjonsskader, kalkdannelse på de indre overflatene åpner muligheten for utvikling av fundamentalt nye design- og layoutløsninger for dampkjeler med liten og middels kraft. Dette vil tillate, på grunn av intensiveringen av termiske prosesser, å oppnå en betydelig reduksjon i massen og dimensjonene til dampkjeler. For å sikre det spesifiserte temperaturnivået til oppvarmingsflater og følgelig redusere drivstofforbruket, volumet av røykgasser og redusere deres utslipp til atmosfæren.

IMPLEMENTERINGSEKSEMPEL

Metoden som kreves i den foreliggende oppfinnelsen ble testet ved kjeleanleggene "Admiralty Shipyards" og "Red Chemist". Det er vist at fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse effektivt renser de indre overflatene til kjeler fra avleiringer. I løpet av disse arbeidene ble det oppnådd besparelser referansedrivstoff 3-10 %, mens spredningen av spareverdier er forbundet med varierende grad av forurensning av kjelenes indre overflater. Målet med arbeidet var å evaluere effektiviteten til den påståtte metoden for å sikre en reagensfri, skalafri drift av mellomstore dampkjeler under forhold med vannbehandling av høy kvalitet, overholdelse av det vannkjemiske regimet og en høy profesjonelt nivå av utstyrsdrift.

Testen av fremgangsmåten som kreves i den foreliggende oppfinnelsen ble utført på dampkjeleenheten nr. 3 DKVr 20/13 av det fjerde Krasnoselskaya-kjelehuset til den sørvestlige grenen av State Unitary Enterprise "TEK SPb". Driften av kjeleenheten ble utført i strengt samsvar med kravene i forskriftsdokumenter. Kjelen er utstyrt med alle nødvendige midler for å overvåke driftsparameterne (trykk og strømningshastighet for generert damp, temperatur og strømningshastighet for matevann, trykk av blåseluft og drivstoff på brennerne, vakuum i hoveddelene av gassbanen av kjeleenheten). Dampkapasiteten til kjelen ble holdt på 18 t/t, damptrykket i kjelen var 8,1...8,3 kg/cm 2 . Economizeren fungerte i oppvarmingsmodus. Som kildevann byvannforsyning ble brukt, som oppfylte kravene i GOST 2874-82 "Drikkevann". Det skal bemerkes at mengden jernforbindelser ved inngangen til det spesifiserte fyrrommet som regel overstiger forskriftskravene (0,3 mg/l) og utgjør 0,3-0,5 mg/l, noe som fører til intensiv gjengroing av indre overflater med jernholdige forbindelser.

Evaluering av effektiviteten til metoden ble utført i henhold til tilstanden til kjelens indre overflater.

Evaluering av påvirkningen av fremgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelse på tilstanden til de indre varmeflatene til kjeleenheten.

Før testene startet, ble det utført en innvendig inspeksjon av kjeleenheten og den innledende tilstanden til de innvendige overflatene ble registrert. Den foreløpige inspeksjonen av kjelen ble utført i begynnelsen av fyringssesongen, en måned etter den kjemiske rengjøringen. Som et resultat av inspeksjonen ble det avslørt: På overflaten av tromlene er det solide mørkebrune avleiringer med paramagnetiske egenskaper og, antagelig, bestående av jernoksider. Tykkelsen på avsetningene var opp til 0,4 mm visuelt. I den synlige delen av kjelerørene, hovedsakelig på siden som vender mot ovnen, ble det funnet ikke-kontinuerlige faste avleiringer (opptil fem flekker pr. 100 mm av rørlengden med en størrelse på 2 til 15 mm og en tykkelse på opptil 0,5 mm visuelt).

Enheten for å skape et strømfjernende potensial, beskrevet i EN 2100492 C1, ble festet ved punkt (1) til luken (2) på den øvre trommelen fra baksiden av kjelen (se fig.1). Det strømførende elektriske potensialet var lik 100 V. Det strømførende elektriske potensialet ble opprettholdt kontinuerlig i 1,5 måned. På slutten av denne perioden ble kjeleenheten åpnet. Som et resultat av en intern inspeksjon av kjelen ble det funnet at det nesten ikke var noen avleiringer (ikke mer enn 0,1 mm visuelt) på overflaten (3) av øvre og nedre fat innen 2-2,5 meter (sone (4). ) fra lukene til tromlene (tilkoblingspunkter for enheten for å skape et strømførende potensial (1)). I en avstand på 2,5-3,0 m (sone (5)) fra luker er avsetninger (6) bevart i form av individuelle tuberkler (flekker) opp til 0,3 mm tykke (se fig.1). Videre, når du beveger deg mot fronten, (i en avstand på 3,0-3,5 m fra lukene), begynner kontinuerlige avsetninger (7) opp til 0,4 mm visuelt, dvs. ved denne avstanden fra anordningens tilkoblingspunkt ble effekten av rengjøringsmetoden i henhold til den foreliggende oppfinnelse praktisk talt ikke manifestert. Det strømførende elektriske potensialet var lik 100 V. Det strømførende elektriske potensialet ble opprettholdt kontinuerlig i 1,5 måned. På slutten av denne perioden ble kjeleenheten åpnet. Som et resultat av en intern inspeksjon av kjelen, ble det funnet at det nesten ikke var noen avleiringer (ikke mer enn 0,1 mm visuelt) på overflaten av øvre og nedre fat innen 2-2,5 meter fra lukene til fatene (denne tilkoblingspunkt for enheten for å skape et strømutladningspotensial). I en avstand på 2,5-3,0 m fra lukene ble avsetningene bevart i form av individuelle tuberkler (flekker) opp til 0,3 mm tykke (se fig.1). Videre, når du beveger deg mot fronten (i en avstand på 3,0-3,5 m fra lukene), begynner kontinuerlige avsetninger opp til 0,4 mm visuelt, dvs. ved denne avstanden fra anordningens tilkoblingspunkt ble effekten av rengjøringsmetoden i henhold til den foreliggende oppfinnelse praktisk talt ikke manifestert.

I den synlige delen av kjelerørene, innenfor 3,5-4,0 m fra lukene til tromlene, var det nesten fullstendig fravær av avleiringer. Videre, mens vi beveger oss mot fronten, ble det funnet ikke-kontinuerlige faste avsetninger (opptil fem flekker per 100 lineære mm med en størrelse på 2 til 15 mm og en tykkelse på opptil 0,5 mm visuelt).

Som et resultat av dette teststadiet ble det konkludert med at fremgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelse, uten bruk av noen reagenser, effektivt ødelegger tidligere dannede avleiringer og gir en kalkfri drift av kjelen.

På neste teststadium ble en enhet for å skape et strømførende potensial koblet til ved punkt "B", og testene fortsatte i ytterligere 30-45 dager.

Den neste åpningen av kjeleenheten ble gjort etter 3,5 måneder med kontinuerlig drift av enheten.

Inspeksjon av kjeleenheten viste at de tidligere gjenværende avsetningene var fullstendig ødelagt og kun en liten mengde var igjen på de nedre delene av kjelerørene.

Dette førte til følgende konklusjoner:

Størrelsen på sonen der den skalafrie driften av kjeleenheten er sikret, overstiger betydelig størrelsen på sonen for effektiv ødeleggelse av avleiringer, noe som muliggjør etterfølgende overføring av tilkoblingspunktet til strømfjerningspotensialet for å rense hele det indre overflaten av kjeleenheten og videre opprettholde dens skalafrie driftsmodus;

Ødeleggelsen av tidligere dannede forekomster og forebygging av dannelsen av nye er gitt av prosesser av forskjellig natur.

Basert på resultatene fra kontrollen ble det besluttet å fortsette testingen til slutten av oppvarmingsperioden for å endelig rense fat og kjelerør og fastslå påliteligheten av å sikre kjelens kalkfrie drift. Neste åpning av kjeleenheten ble utført etter 210 dager.

Resultatene av den innvendige inspeksjonen av kjelen viste at prosessen med å rense kjelens indre overflater i øvre og nedre fat og kjelerør endte med nesten fullstendig fjerning av avleiringer. På hele overflaten av metallet ble det dannet et tynt tett belegg, som hadde en svart farge med en blå fargetone, hvis tykkelse selv i våt tilstand (nesten umiddelbart etter åpning av kjelen) ikke oversteg 0,1 mm visuelt.

Samtidig ble påliteligheten av å sikre kalkfri drift av kjeleenheten bekreftet ved bruk av fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse.

Den beskyttende effekten av magnetittfilmen vedvarte i opptil 2 måneder etter at enheten ble frakoblet, noe som er nok til å sikre tørr bevaring av kjeleenheten når den overføres til reserve eller for reparasjoner.

Selv om den foreliggende oppfinnelse er blitt beskrevet i forhold til forskjellige spesifikke eksempler og utførelsesformer av oppfinnelsen, skal det forstås at denne oppfinnelsen ikke er begrenset til dem og at den kan praktiseres innenfor rammen av de etterfølgende kravene.

1. En fremgangsmåte for å forhindre dannelse av belegg på en metalloverflate laget av en jernholdig legering og i kontakt med et damp-vannmedium som belegg kan dannes, inkludert påføring av et strømførende elektrisk potensial i området fra 61 V til 150 V til den spesifiserte metalloverflaten for å nøytralisere den elektrostatiske komponenten av kraftadhesjonen mellom metalloverflaten og kolloidale partikler og avleiringsdannende ioner.

SUBSTANS: oppfinnelsen angår termisk kraftteknikk og kan brukes til å beskytte varmerør til damp- og varmtvannskjeler, varmevekslere, kjeleanlegg, fordampere, varmeledninger, varmesystemer til boligbygg og industrianlegg mot skala og korrosjon under drift. En fremgangsmåte for å forhindre dannelse av belegg på en metalloverflate laget av en jernholdig legering og i kontakt med et damp-vann-medium fra hvilket belegg er i stand til å dannes inkluderer påføring av et strømfjernende elektrisk potensial i området fra 61 V til 150 V til den spesifiserte metalloverflaten for å nøytralisere den elektrostatiske komponenten av adhesjonskraften mellom den spesifiserte metalloverflaten og kolloidale partikler og avleiringsdannende ioner. Det tekniske resultatet er en økning i effektiviteten og produktiviteten til varmtvanns- og dampkjeler, en økning i effektiviteten av varmeoverføring, som sikrer lag-for-lag ødeleggelse og fjerning av den dannede skalaen, samt forhindrer ny dannelse. 2 w.p. fly, 1 pr., 1 ill.

En rekke kjelehus bruker elve- og tappevann med lav pH-verdi og lav hardhet til å mate varmenett. Ytterligere behandling av elvevann ved et vannverk fører vanligvis til en nedgang i pH, en nedgang i alkalitet og en økning i innholdet av etsende karbondioksid. Utseendet til aggressiv karbondioksid er også mulig i forbindelsesordninger som brukes til store varmeforsyningssystemer med direkte vanninntak. varmt vann(2000h3000 t/t). Vannmykning i henhold til Na-kationiseringsskjemaet øker dens aggressivitet på grunn av fjerning av naturlige korrosjonsinhibitorer - hardhetssalter.

Med dårlig justert vannavlufting og mulige økninger i oksygen- og karbondioksidkonsentrasjoner, på grunn av mangelen på ytterligere beskyttelsestiltak i varmeforsyningssystemene, er varmekraftutstyret til CHPP utsatt for intern korrosjon.

Ved undersøkelse av sminkekanalen til en av kraftvarmeanleggene i Leningrad, ble følgende data oppnådd om korrosjonshastigheten, g/(m2 4):

Sted for installasjon av korrosjonsindikatorer

I etterfyllingsvannledningen etter varmenettvarmerne foran avlufterne ble det dannet rør 7 mm tykke tynnet i løpet av driftsåret på steder opp til 1 mm i enkelte seksjoner gjennomgående hull.

Årsakene til gropkorrosjon av rør til varmtvannskjeler er som følger:

utilstrekkelig fjerning av oksygen fra sminkevann;

lav pH-verdi på grunn av tilstedeværelsen av aggressiv karbondioksid

(opptil 10h15 mg/l);

akkumulering av oksygenkorrosjonsprodukter av jern (Fe2O3;) på varmeoverføringsoverflater.

Driften av utstyr på nettverksvann med en jernkonsentrasjon på mer enn 600 μg / l fører vanligvis til at det i flere tusen timers drift av varmtvannskjeler er en intensiv (over 1000 g / m2) drift av jernoksidavsetninger på varmeflatene deres. Samtidig noteres hyppige lekkasjer i rørene til den konvektive delen. I sammensetningen av avsetninger når innholdet av jernoksider vanligvis 80–90%.

Spesielt viktig for drift av varmtvannskjeler er oppstartsperioder. I løpet av den første driftsperioden sørget ikke en CHPP for fjerning av oksygen til standardene fastsatt av PTE. Oksygeninnholdet i etterfyllingsvannet oversteg disse normene med 10 ganger.

Konsentrasjonen av jern i påfyllingsvannet nådde 1000 µg/l, og i returvannet til varmenettet - 3500 µg/l. Etter det første driftsåret ble det laget kutt fra nettverkets vannrørledninger, det viste seg at forurensning av overflaten deres med korrosjonsprodukter var mer enn 2000 g/m2.

Det skal bemerkes at ved denne CHPP, før kjelen ble satt i drift, ble de indre overflatene av silrørene og rørene til den konvektive bunten utsatt for kjemisk rengjøring. Ved utskjæring av veggrørprøvene hadde kjelen fungert i 5300 timer.Veggrørprøven hadde et ujevnt lag av svartbrune jernoksidavleiringer fast bundet til metallet; tuberkler høyde 10x12 mm; spesifikk forurensning 2303 g/m2.

Innskuddssammensetning, %

Overflaten av metallet under laget av avleiringer ble påvirket av sår på opptil 1 mm dype. Konvektiv bjelkerør med innsiden ble dekket med avleiringer av typen jernoksid av sortbrun farge med tuberkler opp til 3x4 mm høye. Overflaten av metallet under avleiringene er dekket med sår ulike størrelser med en dybde på 0,3x1,2 og en diameter på 0,35x0,5 mm. Separate rør hadde gjennomgående hull (fistler).

Når varmtvannskjeler er installert i gamle fjernvarmeanlegg hvor det har samlet seg en betydelig mengde jernoksider, er det tilfeller av avleiringer av disse oksidene i de oppvarmede rørene til kjelen. Før du slår på kjelene, er det nødvendig å skylle hele systemet grundig.

En rekke forskere anerkjenner en viktig rolle i forekomsten av underslamkorrosjon i prosessen med å ruste rørene til vannvarmekjeler under nedetid, når det ikke tas riktige tiltak for å forhindre parkeringskorrosjon. Korrosjonssentrene som oppstår under påvirkning av atmosfærisk luft på de våte overflatene til kjelene fortsetter å fungere under driften av kjelene.

2.1. varmeflater.

De mest typiske skadene på rør av varmeflater er: sprekker i overflaten av skjerm- og kjelerør, korrosiv erosjon av ytre og indre overflater av rør, brudd, tynning av rørvegger, sprekker og ødeleggelse av bjeller.

Årsakene til utseendet på sprekker, brudd og fistler: avleiringer i rørene til kjeler av salter, korrosjonsprodukter, sveiseblits, som bremser sirkulasjonen og forårsaker overoppheting av metallet, ekstern mekanisk skade, brudd på det vannkjemiske regimet.

Korrosjon av den ytre overflaten av rør er delt inn i lav temperatur og høy temperatur. Lavtemperaturkorrosjon oppstår ved vifteinstallasjoner når det som følge av feil drift tillates kondens på sotdekkede varmeflater. Høytemperaturkorrosjon kan finne sted i andre trinn av overheteren ved brenning av svovelholdig fyringsolje.

Den vanligste korrosjonen på den indre overflaten av rør oppstår når etsende gasser (oksygen, karbondioksid) eller salter (klorider og sulfater) inneholdt i kjelevann samhandler med rørmetall. Korrosjon av den indre overflaten av rør manifesteres i dannelsen av pockmarks, sår, skjell og sprekker.

Korrosjon av rørenes indre overflate inkluderer også: oksygenparkeringskorrosjon, underslam alkalisk korrosjon av kjele- og silrør, korrosjonsutmatting, som viser seg i form av sprekker i kjele- og silrør.

Rørskader på grunn av kryp er preget av en økning i diameter og dannelse av langsgående sprekker. Deformasjoner på steder med rørbøy og sveisede skjøter kan ha forskjellige retninger.

Utbrenthet og avleiring i rør oppstår som følge av deres overoppheting til temperaturer som overstiger den beregnede.

Hovedtypene for skade på sveiser laget ved manuell buesveising er fistler som oppstår på grunn av manglende penetrering, slagginneslutninger, gassporer og ikke-fusjon langs kantene på rørene.

De viktigste defektene og skadene på overflaten til overheteren er: korrosjon og avleiring på ytre og indre overflater av rør, sprekker, risiko og delaminering av rørmetall, fistler og brudd på rør, defekter i rørsveiser, gjenværende deformasjon som en resultat av krypning.

Skader på kilsveisene til spolene og beslag til overskriftene, som forårsaker brudd på sveiseteknologien, har form av ringsprekker langs smeltelinjen fra siden av spolen eller beslagene.

Typiske funksjonsfeil som oppstår under driften av overflatedesuperheateren til kjelen DE-25-24-380GM er: intern og ekstern korrosjon av rør, sprekker og fistler i sveiset

sømmer og bøyninger av rør, skall som kan oppstå under reparasjoner, risikoer på speil av flenser, lekkasje av flensforbindelser på grunn av feiljustering av flenser. Ved hydraulisk testing av kjelen kan du

fastslå bare tilstedeværelsen av lekkasjer i desuperheateren. Å identifisere skjulte feil desuperheateren bør testes individuelt hydrostatisk.

2.2. Kjelefat.

Typiske skader på kjelefatene er: sprekker-rifter på indre og ytre overflater av skall og bunner, sprekker-rift rundt rørhullene på innsiden av fatene og på den sylindriske overflaten av rørhullene, intergranulær korrosjon av skjellene og bunnene, korrosjonsseparasjon av overflatene til skjellene og bunnene, ovale trommelbuler (buler) på overflatene av trommelen som vender mot ovnen, forårsaket av temperatureffekten til fakkelen i tilfeller av ødeleggelse (eller tap) av individuelle deler av foringen.

2.3. Metallkonstruksjoner og foring av kjelen.

Avhengig av kvaliteten på det forebyggende arbeidet, så vel som av kjelens driftsmoduser og -perioder, kan metallstrukturene ha følgende defekter og skader: brudd og bøyninger av stativer og tilkoblinger, sprekker, korrosjonsskader på metalloverflaten.

Som et resultat av langvarig eksponering for temperaturer, sprekker og brudd på integriteten til den formede mursteinen, festet på pinner til den øvre trommelen fra siden av ovnen, samt sprekker i murverket langs den nedre trommelen og ildstedet til ovnen. ovn, finne sted.

Ødeleggelsen av brennerens murstein og brudd på de geometriske dimensjonene på grunn av smeltingen av mursteinen er spesielt vanlig.

3. Kontroll av tilstanden til kjeleelementene.

Kontroll av tilstanden til elementene i kjelen, tatt ut for reparasjon, utføres i henhold til resultatene av en hydraulisk test, ekstern og intern inspeksjon, samt andre typer kontroll utført i omfanget og i samsvar med programmet av sakkyndig undersøkelse av kjelen (avsnitt "Program for sakkyndig undersøkelse av kjeler").

3.1. Kontroll av varmeflater.

Inspeksjon av ytre overflater av rørformede elementer bør utføres spesielt nøye på steder der rør passerer gjennom foring, kappe, i områder med maksimal termisk spenning - i området med brennere, luker, mannhull, så vel som på steder der skjermen rør er bøyd og ved sveiser.

For å forhindre ulykker knyttet til tynning av rørveggene på grunn av svovel og parkeringskorrosjon, er det nødvendig under de årlige tekniske undersøkelsene utført av virksomhetens administrasjon å inspisere rørene til varmeflatene til kjeler som har vært i drift i mer enn to år.

Kontrollen utføres ved ekstern inspeksjon med banking av de tidligere rengjorte ytre overflatene av rørene med en hammer som veier ikke mer enn 0,5 kg og måler tykkelsen på rørveggene. I dette tilfellet er det nødvendig å velge seksjoner av rør som har gjennomgått størst slitasje og korrosjon (horisontale seksjoner, seksjoner med sotavleiringer og dekket med koksavleiringer).

Rørveggtykkelse måles med ultralydtykkelsesmålere. Det er mulig å kutte seksjoner av rør på to eller tre rør av ovnsskjermer og rør av en konvektiv bjelke plassert ved innløpet og utløpet av gasser inn i den. Den gjenværende tykkelsen på rørveggene må være minst den beregnede i henhold til styrkeberegningen (festet til kjelens pass), under hensyntagen til korrosjonstillatelsen for perioden med videre drift til neste undersøkelse og en økning i margen på 0,5 mm.

Den beregnede veggtykkelsen på skjermen og kjelerørene for et arbeidstrykk på 1,3 MPa (13 kgf / cm 2) er 0,8 mm, for 2,3 MPa (23 kgf / cm 2) - 1,1 mm. Tillegget for korrosjon aksepteres basert på resultatene av målingene og tar hensyn til driftsvarigheten mellom undersøkelsene.

I virksomheter hvor det ikke ble observert intensiv slitasje på rør av varmeflater som følge av langvarig drift, kan kontroll av tykkelsen på rørveggene utføres under større reparasjoner, men minst en gang hvert 4. år.

Samleren, overheteren og bakskjermen er gjenstand for intern inspeksjon. Obligatorisk åpning og inspeksjon bør utsettes for lukene til den øvre oppsamleren på bakskjermen.

Rørenes ytre diameter skal måles i sonen med maksimale temperaturer. For målinger, bruk spesielle maler (stifter) eller skyvelære. På røroverflaten er bulker med jevne overganger med en dybde på ikke mer enn 4 mm tillatt, hvis de ikke tar veggtykkelsen utover grensene for minusavvik.

Tillatt forskjell i veggtykkelse på rør - 10%.

Resultatene av inspeksjonen og målingene registreres i reparasjonsloggen.

3.2. Trommelsjekk.

Før du identifiserer områder av trommelen som er skadet av korrosjon, er det nødvendig å inspisere overflaten før innvendig rengjøring for å bestemme korrosjonsintensiteten og måle dybden av metallkorrosjon.

Ensartet korrosjon måles langs veggtykkelsen, hvor det for dette formålet bores et hull med en diameter på 8 mm. Etter måling, installer en plugg i hullet og sveis den på begge sider eller, i ekstreme tilfeller, bare fra innsiden av trommelen. Målingen kan også gjøres med en ultrasonisk tykkelsesmåler.

Hovedkorrosjonen og gropdannelsen bør måles ut fra avtrykkene. For dette formålet, rengjør det skadede området av metalloverflaten fra avleiringer og smør lett med teknisk vaselin. Det mest nøyaktige avtrykket oppnås hvis det skadede området er plassert på en horisontal overflate, og i dette tilfellet er det mulig å fylle det med smeltet metall med lavt smeltepunkt. Det herdede metallet danner en nøyaktig avstøpning av den skadede overflaten.

For å få utskrifter, bruk en tretnik, babbitt, tinn, og, hvis mulig, bruk gips.

Inntrykk av skade på vertikale takflater oppnås ved hjelp av voks og plasticine.

Inspeksjon av rørhull, tromler utføres i følgende rekkefølge.

Etter å ha fjernet de utvidede rørene, kontroller diameteren på hullene ved hjelp av en mal. Hvis malen går inn i hullet opp til stoppelisten, betyr dette at diameteren på hullet er økt utover normen. Målingen av den nøyaktige verdien av diameteren utføres med en skyvelære og noteres i reparasjonsloggen.

Når du sjekker de sveisede sømmene på tromler, er det nødvendig å inspisere grunnmetallet ved siden av dem for en bredde på 20-25 mm på begge sider av sømmen.

Ovaliteten til trommelen måles minst hver 500 mm langs trommelens lengde, i tvilsomme tilfeller og oftere.

Måling av trommelens avbøyning utføres ved å strekke strengen langs overflaten av trommelen og måle gapene langs lengden av strengen.

Kontrollen av overflaten til trommelen, rørhull og sveisede skjøter utføres ved ekstern inspeksjon, metoder, magnetisk partikkel-, farge- og ultralydfeildeteksjon.

Humper og bulker utenfor sonen med sømmer og hull er tillatt (krever ikke retting), forutsatt at deres høyde (avbøyning), i prosent av den minste størrelsen på basen, ikke vil overstige:

mot atmosfærisk trykk (buler) - 2%;

i retning av damptrykk (bulker) - 5%.

Tillatt reduksjon i bunnveggtykkelse - 15%.

Tillatt økning i diameteren av hull for rør (for sveising) - 10%.

Identifikasjon av korrosjonstyper er vanskelig, og derfor er feil ikke uvanlige når det gjelder å bestemme teknologisk og økonomisk optimale tiltak for å motvirke korrosjon. De viktigste nødvendige tiltakene iverksettes i samsvar med forskriftene, som setter grensene for de viktigste initiativtakerne til korrosjon.

GOST 20995-75 "Stasjonære dampkjeler med trykk opp til 3,9 MPa. Kvalitetsindikatorer for fôrvann og damp" standardiserer indikatorene i fôrvann: gjennomsiktighet, det vil si mengden av suspenderte urenheter; generell hardhet, innhold av jern- og kobberforbindelser - forebygging av kalkdannelse og jern- og kobberoksidavsetninger; pH-verdi - forebygging av alkali- og syrekorrosjon og også skumdannelse i kjeletrommelen; oksygeninnhold - forebygging av oksygenkorrosjon; nitrittinnhold - forebygging av nitrittkorrosjon; oljeinnhold - forebygging av skumdannelse i kjeletrommelen.

Verdiene til normene bestemmes av GOST avhengig av trykket i kjelen (derav temperaturen på vannet), kraften til den lokale varmestrømmen og teknologien for vannbehandling.

Når man undersøker årsakene til korrosjon, er det først og fremst nødvendig å inspisere (der tilgjengelig) stedene for metallødeleggelse, analysere driftsforholdene til kjelen i perioden før ulykken, analysere kvaliteten på matvann, damp og avleiringer. , analysere designfunksjoner kjele.

Ved ekstern undersøkelse kan det mistenkes følgende typer korrosjon.

Oksygenkorrosjon

: innløpsrørseksjoner av ståløkonomiser; tilførsel av rørledninger ved møte med utilstrekkelig deoksygenert (over normalt) vann - "gjennombrudd" av oksygen i tilfelle dårlig avlufting; feed vannvarmere; alle våte områder av kjelen under avstenging og unnlatelse av å iverksette tiltak for å hindre at luft kommer inn i kjelen, spesielt i stillestående områder, når man drenerer vann, hvor det er vanskelig å fjerne dampkondensat eller fylle det helt med vann, for eksempel, vertikale rør av overhetere. Under nedetid forsterkes (lokalisert) korrosjon i nærvær av alkali (mindre enn 100 mg/l).

Oksygenkorrosjon manifesterer seg sjelden (når oksygeninnholdet i vann er betydelig høyere enn normen - 0,3 mg / l) i dampseparasjonsinnretningene til kjeletromlene og på veggen til fatene ved vannnivågrensen; i nedløpsrør. I stigende rør oppstår det ikke korrosjon på grunn av den avluftende effekten av dampbobler.

Type og art av skade. Sår av forskjellige dybder og diametre, ofte dekket med tuberkler, hvis øvre skorpe er rødlige jernoksider (sannsynligvis hematitt Fe 2 O 3). Bevis på aktiv korrosjon: under skorpen av tuberkler - et svart flytende bunnfall, sannsynligvis magnetitt (Fe 3 O 4) blandet med sulfater og klorider. Ved dempet korrosjon er det et tomrom under skorpen, og bunnen av såret er dekket med avleiringer av kalk og slam.

Ved pH > 8,5 - sår er sjeldne, men større og dypere, ved pH< 8,5 - встречаются чаще, но меньших размеров. Только вскрытие бугорков помогает интерпретировать бугорки не как поверхностные отложения, а как следствие коррозии.

Ved en vannhastighet på mer enn 2 m/s kan tuberklene få en avlang form i strålens retning.

. Magnetittskorpene er tilstrekkelig tette og kan tjene som en pålitelig barriere for penetrering av oksygen inn i tuberklene. Men de blir ofte ødelagt som et resultat av korrosjonsutmattelse, når temperaturen på vann og metall endres syklisk: hyppige avstengninger og oppstart av kjelen, pulserende bevegelse av damp-vannblandingen, lagdeling av damp-vannblandingen til separat damp og vannplugger følger etter hverandre.

Korrosjon forsterkes med en økning i temperaturen (opptil 350 °C) og en økning i kloridinnholdet i kjelevannet. Noen ganger forsterkes korrosjon av termiske nedbrytningsprodukter av visse organisk materiale matevann.

Ris. en. Utseende oksygenkorrosjon

Alkalisk (i en smalere forstand - intergranulær) korrosjon

Steder med korrosjonsskader på metallet. Rør i varmestrømningssoner med høy effekt (brennerområde og overfor den langstrakte fakkelen) - 300-400 kW / m 2 og hvor metalltemperaturen er 5-10 ° C høyere enn kokepunktet for vann ved et gitt trykk; skrånende og horisontale rør, der det er dårlig vannsirkulasjon; steder under tykke avleiringer; soner nær støtteringene og i selve sveisene, for eksempel på sveisestedene for dampseparatorinnretninger i trommelen; steder i nærheten av naglene.

Type og art av skade. Halvkuleformede eller elliptiske fordypninger fylt med korrosjonsprodukter, ofte inkludert skinnende krystaller av magnetitt (Fe 3 O 4). De fleste fordypningene er dekket med en hard skorpe. På siden av rørene som vender mot ovnen kan utsparingene kobles sammen, og danner en såkalt korrosjonsbane 20-40 mm bred og opptil 2-3 m lang.

Hvis skorpen ikke er tilstrekkelig stabil og tett, kan korrosjon føre - under forhold med mekanisk stress - til utseendet av sprekker i metallet, spesielt i nærheten av sprekker: nagler, rulleskjøter, sveisepunkter til dampseparasjonsanordninger.

Årsaker til korrosjonsskader. Ved høye temperaturer - mer enn 200 ° C - og en høy konsentrasjon av kaustisk soda (NaOH) - 10% eller mer - blir den beskyttende filmen (skorpen) på metallet ødelagt:

4NaOH + Fe 3 O 4 \u003d 2NaFeO 2 + Na 2 FeO 2 + 2H 2 O (1)

Mellomproduktet NaFeO 2 gjennomgår hydrolyse:

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

Det vil si i denne reaksjonen (2) natriumhydroksid reduseres, i reaksjoner (1), (2) forbrukes det ikke, men fungerer som en katalysator.

Når magnetitt fjernes, kan natriumhydroksid og vann reagere med jern direkte for å frigjøre atomært hydrogen:

2NaOH + Fe \u003d Na 2 FeO 2 + 2H (3)

4H 2 O + 3Fe \u003d Fe 3 O 4 + 8H (4)

Det frigjorte hydrogenet er i stand til å diffundere inn i metallet og danne metan (CH 4) med jernkarbid:

4H + Fe 3 C \u003d CH 4 + 3Fe (5)

Det er også mulig å kombinere atomært hydrogen til molekylært hydrogen (H + H = H 2).

Metan og molekylært hydrogen kan ikke trenge inn i metallet; de samler seg ved korngrensene og, i nærvær av sprekker, utvider og utdyper dem. I tillegg forhindrer disse gassene dannelse og komprimering av beskyttende filmer.

En konsentrert løsning av kaustisk soda dannes på steder med dyp fordampning av kjelevann: tette avleiringer av salter (en type underslamkorrosjon); boblekokingskrise, når en stabil dampfilm dannes over metallet - der er metallet nesten ikke skadet, men kaustisk soda konsentreres langs kantene av filmen, hvor aktiv fordampning finner sted; tilstedeværelsen av sprekker der fordampning oppstår, som er forskjellig fra fordampning i hele vannvolumet: kaustisk soda fordamper verre enn vann, vaskes ikke bort av vann og samler seg. Påvirkende på metallet danner kaustisk soda sprekker ved korngrensene rettet inne i metallet (en type intergranulær korrosjon er sprekkkorrosjon).

Intergranulær korrosjon under påvirkning av alkalisk kjelevann er oftest konsentrert i kjeletrommelen.

Ris. Fig. 3. Intergranulær korrosjon: a - metallmikrostruktur før korrosjon, b - mikrostruktur på korrosjonsstadiet, dannelse av sprekker langs metallkorngrensen

En slik korrosiv effekt på metallet er bare mulig med samtidig tilstedeværelse av tre faktorer:

• lokale mekaniske strekkspenninger nær eller litt over flytegrensen, det vil si 2,5 MN/mm 2 ;
• løse skjøter av trommeldeler (oppført ovenfor), hvor dyp fordampning av kjelevann kan forekomme og hvor den akkumulerte kaustiske sodaen løses opp beskyttelsesfilm jernoksider (NaOH-konsentrasjon mer enn 10 %, vanntemperatur over 200 °C og - spesielt - nærmere 300 °C). Hvis kjelen drives med et trykk lavere enn passet (for eksempel 0,6-0,7 MPa i stedet for 1,4 MPa), reduseres sannsynligheten for denne typen korrosjon;
• en ugunstig kombinasjon av stoffer i kjelevann, der det ikke er nødvendige beskyttende konsentrasjoner av inhibitorer av denne typen korrosjon. Natriumsalter kan virke som inhibitorer: sulfater, karbonater, fosfater, nitrater, sulfittcellulosevæske.

Ris. 4. Utseende av intergranulær korrosjon

Korrosjonssprekker utvikles ikke hvis forholdet observeres:

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

hvor Na 2 SO 4, Na 2 CO 3, Na 3 PO 4, NaNO 3, NaOH - innholdet av henholdsvis natriumsulfat, natriumkarbonat, natriumfosfat, natriumnitrat og natriumhydroksid, mg / kg.

Kjeler som produseres i dag har ikke minst én av disse korrosjonsforholdene.

Tilstedeværelsen av silisiumforbindelser i kjelevann kan også øke intergranulær korrosjon.

NaCl under disse forholdene er ikke en korrosjonsinhibitor. Det ble vist ovenfor: klorioner (Сl -) er korrosjonsakseleratorer, på grunn av deres høye mobilitet og lille størrelse trenger de lett gjennom beskyttende oksidfilmer og danner svært løselige salter med jern (FeCl 2, FeCl 3) i stedet for dårlig løselige jernoksider .

I vannet i kjelehus er verdiene av den totale mineraliseringen tradisjonelt kontrollert, og ikke innholdet av individuelle salter. Sannsynligvis, av denne grunn, ble rasjonering ikke introdusert i henhold til det angitte forholdet (6), men i henhold til verdien av den relative alkaliniteten til kjelevann:

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

hvor U q rel - relativ alkalitet av kjelevann,%; Shch ov rel - relativ alkalitet av behandlet (ekstra) vann, %; Shch ov - total alkalitet av behandlet (ekstra) vann, mmol/l; S ov - mineralisering av det behandlede (ekstra) vannet (inkludert innholdet av klorider), mg / l.

Den totale alkaliniteten til det behandlede (ekstra) vannet kan tas lik, mmol/l:

• etter natriumkationisering - total alkalitet til kildevannet;
• etter hydrogen-natrium-kationisering parallelt - (0,3-0,4), eller sekvensielt med "sulten" regenerering av hydrogen-kationitt-filteret - (0,5-0,7);
• etter natriumkationisering med surgjøring og natriumklorionisering - (0,5-1,0);
• etter ammonium-natrium kationisering - (0,5-0,7);
• etter kalking ved 30-40 ° C - (0,35-1,0);
• etter koagulering - (W ca ref - D til), hvor W ca ref - total alkalitet til kildevannet, mmol/l; D til - dose koagulant, mmol/l;
• etter bruskalk ved 30-40 °C - (1,0-1,5), og ved 60-70 °C - (1,0-1,2).

Verdiene for den relative alkaliniteten til kjelevann i henhold til normene til Rostekhnadzor er akseptert, %, ikke mer enn:

• for kjeler med klinkede trommer - 20;
• for kjeler med sveisede tromler og rør rullet inn i dem - 50;
• for kjeler med sveisede tromler og rør sveiset til dem - enhver verdi, ikke standardisert.

Ris. 4. Resultatet av intergranulær korrosjon

I følge normene til Rostekhnadzor er U kv rel et av kriteriene sikkert arbeid kjeler. Det er mer riktig å sjekke kriteriet om potensiell alkalisk aggressivitet av kjelevann, som ikke tar hensyn til innholdet av klorion:

K u = (S ov - [Сl - ]) / 40 u ov, (8)

hvor K u - kriterium for potensiell alkalisk aggressivitet av kjelevann; S s - saltholdighet av behandlet (tilleggs)vann (inkludert innhold av klorider), mg/l; Cl - - innholdet av klorider i det behandlede (ekstra) vannet, mg/l; Shch ov - total alkalitet av behandlet (ekstra) vann, mmol/l.

Verdien av K u kan tas:

• for kjeler med klinkede tromler med et trykk på mer enn 0,8 MPa ≥ 5;
• for kjeler med sveisede tromler og rør rullet inn i dem med et trykk på mer enn 1,4 MPa ≥ 2;
• for kjeler med sveisede tromler og rør sveiset til dem, samt for kjeler med sveisede tromler og rør rullet inn i dem med et trykk på opptil 1,4 MPa og kjeler med klinkede tromler med et trykk på opptil 0,8 MPa - standardiser ikke.

Subslurry korrosjon

Dette navnet kombinerer flere forskjellige typer korrosjon (alkalisk, oksygen, etc.). Opphopning av løse og porøse avleiringer og slam i forskjellige soner i kjelen forårsaker korrosjon av metallet under slammet. Hovedårsaken: forurensning av fødevannet med jernoksider.

Nitrittkorrosjon

. Skjerm og kjelerør av kjelen på siden som vender mot ovnen.

Type og art av skade. Sjeldne, sterkt begrensede store sår.

. I nærvær av nitrittioner (NO - 2) i tilførselsvannet på mer enn 20 μg / l, er vanntemperaturen mer enn 200 ° C, nitritt tjener som katodiske depolarisatorer av elektrokjemisk korrosjon, og gjenvinnes til HNO 2, NO, N 2 (se ovenfor).

Damp-vann korrosjon

Steder med korrosjonsskader på metallet. Utløpsdel ​​av overhetingsspoler, overhetede damprørledninger, horisontale og svakt skrånende dampgenererende rør i områder med dårlig vannsirkulasjon, noen ganger langs den øvre generatrisen til utløpsspolene til kokende vannøkonomisatorer.

Type og art av skade. Plakker av tette svarte jernoksider (Fe 3 O 4), fast bundet til metallet. Med svingninger i temperaturen brytes kontinuiteten til plaketten (skorpen), skjellene faller av. Ensartet tynning av metall med buler, langsgående sprekker, pauser.

Det kan identifiseres som underslurry-korrosjon: i form av dype groper med utydelig avgrensede kanter, oftere nær sveiser som stikker ut inne i røret, hvor slurry samler seg.

Årsaker til korrosjonsskader:

• vaskemedium - damp i overhetere, damprørledninger, damp "puter" under et lag med slam;
• temperaturen på metallet (stål 20) er mer enn 450 ° C, varmefluksen til metalldelen er 450 kW / m 2;
• brudd på forbrenningsmodus: slaggdannelse av brennere, økt forurensning av rør innvendig og utvendig, ustabil (vibrasjon) forbrenning, forlengelse av brenneren mot rørene til skjermene.

Som et resultat: direkte kjemisk interaksjon av jern med vanndamp (se ovenfor).

Mikrobiologisk korrosjon

Forårsaket av aerobe og anaerobe bakterier, vises ved temperaturer på 20-80 °C.

Steder med metallskader. Rør og beholdere til kjelen med vann av spesifisert temperatur.

Type og art av skade. Tuberkler av forskjellige størrelser: diameter fra flere millimeter til flere centimeter, sjelden - flere titalls centimeter. Tuberklene er dekket med tette jernoksider - et avfallsprodukt av aerobe bakterier. Inne - svart pulver og suspensjon (jernsulfid FeS) - et produkt av sulfatreduserende anaerobe bakterier, under den svarte formasjonen - runde sår.

Årsaker til skade. Jernsulfater, oksygen og ulike bakterier finnes alltid i naturlig vann.

Jernbakterier i nærvær av oksygen danner en film av jernoksider, hvorunder anaerobe bakterier reduserer sulfater til jernsulfid (FeS) og hydrogensulfid (H 2 S). I sin tur gir hydrogensulfid opphav til dannelse av svovelholdige (svært ustabile) og svovelsyrer, og metallet korroderer.

Denne typen korrosjon har en indirekte effekt på kjelens korrosjon: vannstrømmen med en hastighet på 2-3 m / s river av tuberklene, fører innholdet inn i kjelen, noe som øker akkumuleringen av slam.

I sjeldne tilfeller kan denne korrosjonen oppstå i selve kjelen, hvis den under en lang stans av kjelen i reserven fylles med vann med en temperatur på 50-60 ° C, og temperaturen opprettholdes på grunn av utilsiktede dampgjennombrudd fra nabokjeler.

"Chelated" korrosjon

Steder for korrosjonsskader. Utstyr der damp skilles fra vann: kjele, dampseparatorer inn og ut av trommelen, også - sjelden - i matevannsrør og economizer.

Type og art av skade. Metallets overflate er glatt, men hvis mediet beveger seg med høy hastighet, er den korroderte overflaten ikke glatt, har hesteskoformede fordypninger og "haler" orientert i bevegelsesretningen. Overflaten er dekket med en tynn matt eller svart skinnende film. Det er ingen åpenbare avleiringer, og det er ingen korrosjonsprodukter, fordi "chelatet" (organiske forbindelser av polyaminer spesielt introdusert i kjelen) allerede har reagert.

I nærvær av oksygen, noe som sjelden skjer i en normalt fungerende kjele, "oppmuntres" den korroderte overflaten: ruhet, metalløyer.

Årsaker til korrosjonsskader. Virkningsmekanismen til "chelatet" ble beskrevet tidligere ("Industrial and heating boiler houses and mini-CHP", 1 (6) ΄ 2011, s. 40).

"Chelat"-korrosjon oppstår med en overdose av "chelat", men selv med en normal dose er det mulig, siden "chelat" er konsentrert i områder der det er intensiv fordampning av vann: kjernekoking erstattes av filmaktig. I dampseparasjonsanordninger er det tilfeller av spesielt ødeleggende effekt av "chelat"-korrosjon på grunn av høye turbulente hastigheter av vann og damp-vannblanding.

Alle beskrevne korrosjonsskader kan ha en synergistisk effekt, slik at den totale skaden fra den kombinerte virkningen av ulike korrosjonsfaktorer kan overstige skademengden fra individuelle typer korrosjon.

Som regel forsterker virkningen av etsende midler det ustabile termiske regimet til kjelen, noe som forårsaker korrosjonstretthet og eksiterer termisk tretthetskorrosjon: antall starter fra en kald tilstand er mer enn 100, totalt antall starter - mer enn 200. Siden disse typer metallødeleggelser er sjeldne, ser sprekker, rørbrudd ut identiske med metallskader fra ulike typer korrosjon.

Vanligvis, for å identifisere årsaken til metallødeleggelse, kreves det ytterligere metallografiske studier: røntgen, ultralyd, farge- og magnetisk pulverfeildeteksjon.

Ulike forskere har foreslått programmer for å diagnostisere typer korrosjonsskader på kjelestål. VTI-programmet er kjent (A.F. Bogachev med ansatte) - hovedsakelig for kraftkjeler høytrykk, og utviklingen av foreningen Energochermet - hovedsakelig for kraftkjeler av lav- og middeltrykks- og spillvarmekjeler.

Korrosjon av stål i dampkjeler, som fortsetter under påvirkning av vanndamp, reduseres hovedsakelig til følgende reaksjon:

3Fe + 4H20 = Fe203 + 4H2

Vi kan anta at den indre overflaten av kjelen er en tynn film av magnetisk jernoksid. Under driften av kjelen blir oksidfilmen kontinuerlig ødelagt og omdannet, og hydrogen frigjøres. Siden overflatefilmen av magnetisk jernoksid er hovedbeskyttelsen for stål, bør den holdes i en tilstand med minst vannpermeabilitet.
For kjeler, armaturer, vann- og damprørledninger brukes hovedsakelig enkle karbon- eller lavlegerte stål. Det korrosive mediet er i alle tilfeller vann eller vanndamp av varierende renhetsgrad.
Temperaturen som korrosjonsprosessen kan fortsette ved varierer fra temperaturen i rommet der kjelen er inaktiv til kokepunktet for mettede løsninger under kjeledrift, noen ganger når 700 °. Løsningen kan ha en temperatur mye høyere enn kritisk temperatur rent vann(374°). Høye saltkonsentrasjoner i kjeler er imidlertid sjeldne.
Mekanismen som fysiske og kjemiske årsaker kan føre til filmfeil i dampkjeler er vesentlig forskjellig fra den som utforskes ved lavere temperaturer i mindre kritisk utstyr. Forskjellen er at korrosjonshastigheten i kjeler er mye høyere på grunn av høy temperatur og trykk. Den høye varmeoverføringshastigheten fra kjeleveggene til mediet, som når 15 cal/cm2sec, forsterker også korrosjon.

GRØPINGKORROSJON

Anerkjennelse av pitting

Å finne ut årsaken til dannelsen av korrosjonsskader av en viss type er ofte svært vanskelig, siden flere årsaker kan virke samtidig; i tillegg maskerer en rekke endringer som oppstår når kjelen avkjøles fra høy temperatur og når vannet tappes, noen ganger de fenomenene som oppstod under drift. Erfaring hjelper imidlertid i stor grad å gjenkjenne gropdannelse i kjeler. For eksempel har det blitt observert at tilstedeværelsen av svart magnetisk jernoksid i et korrosivt hulrom eller på overflaten av en tuberkel indikerer at en aktiv prosess fant sted i kjelen. Slike observasjoner brukes ofte i verifiseringen av tiltak som er tatt for å beskytte mot korrosjon.
Ikke bland jernoksidet som dannes i områder med aktiv korrosjon med svart magnetisk jernoksid, som noen ganger er tilstede som en suspensjon i kjelevann. Det må huskes at verken den totale mengden finfordelt magnetisk jernoksid eller mengden hydrogen som frigjøres i kjelen kan tjene som en pålitelig indikator på graden og omfanget av den pågående korrosjonen. Jernoksidhydrat som kommer inn i kjelen fra eksterne kilder, som kondensattanker eller rørledninger som mater kjelen, kan delvis forklare tilstedeværelsen av både jernoksid og hydrogen i kjelen. Jernholdig oksidhydrat, forsynt med matevann, interagerer i kjelen i henhold til reaksjonen.

ZFe (OH) 2 \u003d Fe3O4 + 2H2O + H2.

Årsaker som påvirker utviklingen av gropkorrosjon

Fremmede urenheter og påkjenninger. Ikke-metalliske inneslutninger i stål, så vel som spenninger, er i stand til å skape anodiske områder på en metalloverflate. Vanligvis kommer etsende skall i forskjellige størrelser og er spredt over overflaten på en uryddig måte. I nærvær av spenninger adlyder plasseringen av skjellene retningen til den påførte spenningen. Typiske eksempler er finnerør hvor finnene er sprukket, og hvor finnene er utstrakte.
oppløst oksygen.
Det er mulig at den kraftigste gropkorrosjonsaktivatoren er oksygen oppløst i vann. Ved alle temperaturer, selv i en alkalisk løsning, fungerer oksygen som en aktiv depolarisator. I tillegg kan oksygenkonsentrasjonselementer lett dannes i kjeler, spesielt under avleiring eller forurensning, hvor stillestående områder skapes. Det vanlige tiltaket for å bekjempe denne typen korrosjon er avlufting.
Oppløst karbonsyreanhydrid.
Siden løsninger av karbonsyre har en lett sur reaksjon, akselererer det korrosjon i kjeler. Alkalisk kjelevann reduserer korrosiviteten til oppløst karbonsyreanhydrid, men den resulterende fordelen strekker seg ikke til dampskyllede overflater eller kondensatrør. Fjerning av karbonsyreanhydrid sammen med oppløst oksygen ved mekanisk avlufting er en vanlig praksis.
Nylig er det gjort forsøk på å bruke cykloheksylamin for å eliminere korrosjon i damp- og kondensatrør i varmesystemer.
Avleiringer på kjelens vegger.
Svært ofte kan det finnes korrosjonsgroper langs den ytre overflaten (eller under overflaten) av avsetninger som mølleskala, kjelslam, kjelebelegg, korrosjonsprodukter, oljefilmer. Når den er startet, vil gropdannelse fortsette å utvikle seg hvis korrosjonsprodukter ikke fjernes. Denne typen lokalisert korrosjon forverres av den katodiske (i forhold til kjelestål) karakter av nedbør eller utarming av oksygen under avsetningene.
Kobber i kjelevann.
Hvis vi tar i betraktning de store mengder kobberlegeringer som brukes til hjelpeutstyr(kondensatorer, pumper, etc.), er det ikke noe overraskende i det faktum at kjeleavsetninger i de fleste tilfeller inneholder kobber. Det er vanligvis til stede i metallisk tilstand, noen ganger i form av et oksid. Mengden kobber i forekomster varierer fra brøkdeler av en prosent til nesten rent kobber.
Spørsmålet om betydningen av kobberforekomster i kjelekorrosjon kan ikke anses som løst. Noen hevder at kobber bare er tilstede i korrosjonsprosessen og ikke påvirker den på noen måte, andre mener tvert imot at kobber, som er en katode i forhold til stål, kan bidra til gropdannelse. Ingen av disse synspunktene bekreftes av direkte eksperimenter.
I mange tilfeller ble det observert liten eller ingen korrosjon, til tross for at avleiringer i hele kjelen inneholdt betydelige mengder metallisk kobber. Det er også bevis på at når kobber kommer i kontakt med bløtt stål i alkalisk kjelevann, ved forhøyede temperaturer, ødelegges kobber raskere enn stål. Kobberringer som presser endene av utvidede rør, kobbernagler og skjermer av hjelpeutstyr som kjelevann passerer gjennom, blir nesten fullstendig ødelagt selv ved relativt lave temperaturer. I lys av dette antas det at metallisk kobber ikke øker korrosjonen av kjelestål. Det avsatte kobberet kan ganske enkelt betraktes som sluttproduktet av reduksjonen av kobberoksid med hydrogen på tidspunktet for dannelsen.
Tvert imot observeres ofte svært sterke korrosjonsgroper i kjelemetall i nærheten av avsetninger som er spesielt rike på kobber. Disse observasjonene førte til antydningen om at kobber, fordi det er katodisk med hensyn til stål, fremmer pitting.
Overflaten på grytene presenterer sjelden eksponert metallisk jern. Oftest har den et beskyttende lag, hovedsakelig bestående av jernoksid. Det er mulig at der det dannes sprekker i dette laget, avdekkes en overflate som er anodisk i forhold til kobber. På slike steder forsterkes dannelsen av korrosjonsskall. Dette kan også forklare den akselererte korrosjonen i noen tilfeller der skallet har dannet seg, samt den alvorlige gropdannelsen som noen ganger observeres etter rengjøring av kjeler med syrer.
Feil vedlikehold av inaktive kjeler.
En av de mest vanlige årsaker dannelsen av korrosjonsgroper er mangelen på riktig omsorg for tomgangskjeler. Den inaktive kjelen må enten holdes helt tørr eller fylt med vann behandlet på en slik måte at korrosjon ikke er mulig.
Vannet som blir igjen på den indre overflaten av den inaktive kjelen løser opp oksygen fra luften, noe som fører til dannelse av skjell, som senere blir sentre som korrosjonsprosessen vil utvikle seg rundt.
De vanlige instruksjonene for å forhindre at inaktive kjeler ruster er som følger:
1) drenering av vann fra den fortsatt varme kjelen (ca. 90°); blåser kjelen med luft til den er helt drenert og holdt i tørr tilstand;
2) fylle kjelen med alkalisk vann (pH = 11), som inneholder et overskudd av SO3"-ioner (ca. 0,01%), og lagre under en vann- eller damplås;
3) fylle kjelen med en alkalisk løsning som inneholder salter av kromsyre (0,02-0,03% CrO4").
Ved kjemisk rensing av kjeler vil det beskyttende laget av jernoksid fjernes mange steder. Deretter kan disse stedene ikke dekkes med et nydannet kontinuerlig lag, og skjell vil vises på dem, selv i fravær av kobber. Derfor anbefales det umiddelbart etter kjemisk rengjøring å fornye jernoksidlaget ved behandling med en kokende alkalisk løsning (i likhet med hvordan det gjøres for nye kjeler som kommer i drift).

Korrosjon av economizers

De generelle bestemmelsene om kjelekorrosjon gjelder også for economizers. Economizeren, som varmer opp tilførselsvannet og er plassert foran kjelen, er imidlertid spesielt følsom for dannelsen av korrosjonsgroper. Den representerer den første høytemperaturoverflaten som blir utsatt for de skadelige effektene av oksygen oppløst i fødevannet. I tillegg har vannet som passerer gjennom economizeren generelt lav pH og inneholder ikke kjemiske retardere.
Kampen mot korrosjon av economizers består i avlufting av vann og tilsetning av alkaliske og kjemiske retardere.
Noen ganger utføres behandlingen av kjelevann ved å føre en del av det gjennom en economizer. I dette tilfellet bør avleiringer av slam i economizer unngås. Effekten av slik kjelevannresirkulering på dampkvaliteten må også tas i betraktning.

BEHANDLING AV KJELE VANN

KORROSJON I KONSENTRERT KELEVANN

ALKALINE SPRØDHET AV STÅL

Stress som kreves for at alkaliskjørhet skal oppstå

Praksis viser lav sannsynlighet for sprøbrudd av konvensjonelt kjelestål dersom spenningene ikke overstiger flytegrensen. Spenninger generert av damptrykk eller jevnt fordelt belastning fra strukturens egen vekt, kan ikke føre til dannelse av sprekker. Men påkjenningene skapt ved å rulle arkmateriale, beregnet for produksjon av kjeler, deformasjon under nagling eller kaldbearbeiding, kombinert med permanent deformasjon, kan føre til dannelse av sprekker.
Tilstedeværelsen av eksternt påførte spenninger er ikke nødvendig for dannelse av sprekker. En prøve av kjelestål, tidligere holdt ved konstant bøyespenning og deretter frigjort, kan sprekke i en alkalisk løsning, hvis konsentrasjon er lik den økte konsentrasjonen av alkali i kjelevannet.

Alkalikonsentrasjon

Den normale konsentrasjonen av alkali i kjeletrommelen kan ikke forårsake sprekker, fordi den ikke overstiger 0,1% NaOH, og den laveste konsentrasjonen hvor alkalisk sprøhet observeres er omtrent 100 ganger høyere enn normalt.
Slike høye konsentrasjoner kan skyldes ekstremt sakte infiltrasjon av vann gjennom naglesømmen eller et annet gap. Dette forklarer utseendet til harde salter på utsiden av de fleste nagleskjøter i dampkjeler. Den farligste lekkasjen er en som er vanskelig å oppdage.Den etterlater seg et solid avleiring inne i nagleskjøten der det er høye restspenninger. Den kombinerte virkningen av stress og konsentrert løsning kan forårsake alkalisprø sprekker.

Alkalisk sprø enhet

En spesiell enhet for å kontrollere sammensetningen av vann reproduserer prosessen med fordampning av vann med en økning i konsentrasjonen av alkali på en stresset stålprøve under de samme forholdene som dette skjer i naglesømmens område. Sprekking av testprøven indikerer at kjelevann med denne sammensetningen er i stand til å forårsake alkalisk sprøhet. Derfor, i dette tilfellet, er vannbehandling nødvendig for å eliminere dens farlige egenskaper. Sprekking av kontrollprøven betyr imidlertid ikke at det allerede har oppstått sprekker eller vil oppstå i kjelen. I naglesømmer eller i andre skjøter er det ikke nødvendigvis lekkasje (damping), spenninger og økning i alkalikonsentrasjon, som i kontrollprøven.
Kontrollenheten er installert direkte på dampkjelen og gjør det mulig å bedømme kvaliteten på kjelevannet.
Testen varer i 30 dager eller mer med konstant sirkulasjon av vann gjennom kontrollenheten.

Gjenkjenning av alkalisprø sprekker

Alkalisk sprø sprekker i konvensjonelt kjelestål er av en annen karakter enn utmattingssprekker eller sprekker dannet på grunn av høye påkjenninger. Dette er illustrert i fig. I9, som viser den intergranulære naturen til slike sprekker som danner et fint nettverk. Forskjellen mellom intergranulære alkalisprø sprekker og intragranulære sprekker forårsaket av korrosjonsutmattelse kan sees ved sammenligning.
I legert stål (for eksempel nikkel eller silisium-mangan) som brukes til lokomotivkjeler, er det også anordnet sprekker i et gitter, men passerer ikke alltid mellom krystallittene, som i tilfellet med vanlig kjelestål.

Teori om alkalisk sprøhet

Atomene i metallets krystallgitter, som ligger ved grensene til krystallittene, opplever en mindre symmetrisk effekt av naboene enn atomene i resten av kornmassen. Derfor forlater de lettere krystallgitteret. Man skulle kanskje tro at med et nøye utvalg av et aggressivt medium, vil en slik selektiv fjerning av atomer fra grensene til krystallitter være mulig. Faktisk viser eksperimenter at i sure, nøytrale (ved hjelp av en svak elektrisk strøm som skaper forhold som er gunstige for korrosjon) og konsentrerte alkaliløsninger, kan intergranulær sprekking oppnås. Hvis løsningen som forårsaker generell korrosjon endres ved tilsetning av noe stoff som danner en beskyttende film på overflaten av krystallittene, konsentreres korrosjonen ved grensene mellom krystallittene.
Aggressiv løsning i dette tilfellet er en løsning av kaustisk soda. Silisiumnatriumsalt kan beskytte overflatene til krystallitter uten å påvirke grensene mellom dem. Resultatet av en felles beskyttende og aggressiv handling avhenger av mange omstendigheter: konsentrasjon, temperatur, stresstilstand av metallet og sammensetningen av løsningen.
Det er også en kolloidal teori om alkalisk sprøhet og en teori om effekten av at hydrogen løses opp i stål.

Måter å bekjempe alkalisk sprøhet

En av måtene å bekjempe alkalisk sprøhet er å erstatte naglingen av kjelene med sveising, noe som eliminerer muligheten for lekkasje. Sprøhet kan også elimineres ved å bruke stål som er motstandsdyktig mot intergranulær korrosjon eller ved kjemisk behandling av kjelevannet. I de klinkede kjelene som brukes i dag, er sistnevnte metode den eneste akseptable.
Foreløpig testing med en kontrollprøve er den beste måten å bestemme effektiviteten til visse vannkonserveringsmidler. Natriumsulfidsalt forhindrer ikke sprekkdannelse. Nitrogen-natriumsalt brukes med hell for å forhindre sprekkdannelse ved trykk opp til 52,5 kg/cm2. Konsentrerte løsninger av natriumnitrogensalt, kokende ved atmosfærisk trykk, kan forårsake spenningskorrosjonssprekker i bløtt stål.
For tiden er natriumnitrogensalt mye brukt i stasjonære kjeler. Konsentrasjonen av natriumnitrogensalt tilsvarer 20-30 % av alkalikonsentrasjonen.

KORROSJON AV DAMPOVERHETERE

Hydrogen som et mål på korrosjonshastighet

Damptemperatur inn moderne kjeler nærmer seg temperaturene som brukes i industriell produksjon av hydrogen ved direkte reaksjon mellom damp og jern.
Korrosjonshastigheten til rør laget av karbon og legert stål under påvirkning av damp, ved temperaturer opp til 650 °, kan bedømmes av volumet av hydrogen som frigjøres. Hydrogenutvikling brukes noen ganger som et mål på generell korrosjon.
PÅ i det siste Tre typer miniatyrgass- og luftfjerningsenheter brukes i amerikanske kraftverk. De gir fullstendig fjerning av gasser, og det avgassede kondensatet er egnet for bestemmelse av salter som føres bort av damp fra kjelen. En omtrentlig verdi av den generelle korrosjonen til overheteren under drift av kjelen kan oppnås ved å bestemme forskjellen i hydrogenkonsentrasjoner i dampprøver tatt før og etter dens passasje gjennom overheteren.

Korrosjon forårsaket av urenheter i damp

Den mettede dampen som kommer inn i overheteren fører med seg små, men målbare mengder gasser og salter fra kjelevannet. De vanligste gassene er oksygen, ammoniakk og karbondioksid. Når damp passerer gjennom overheteren, observeres ingen merkbar endring i konsentrasjonen av disse gassene. Bare mindre korrosjon av metalloverheteren kan tilskrives disse gassene. Så langt er det ikke påvist at salter oppløst i vann, i tørr form eller avsatt på overheterelementer, kan bidra til korrosjon. Imidlertid kaustisk soda, som er den viktigste integrert del salter medført i kjelevann kan bidra til korrosjon av et veldig varmt rør, spesielt hvis alkaliet fester seg til metallveggen.
Økning av renheten til mettet damp oppnås ved foreløpig forsiktig fjerning av gasser fra matevannet. Reduksjon av saltmengden medført i dampen oppnås ved nøye rengjøring i øvre samlerør, ved bruk av mekaniske separatorer, ved å spyle den mettede dampen med matevann, eller ved egnet kjemisk behandling av vannet.
Bestemmelse av konsentrasjonen og naturen til gasser medført i mettet damp utføres ved å bruke enhetene ovenfor og kjemisk analyse. Det er praktisk å bestemme konsentrasjonen av salter i mettet damp ved å måle den elektriske ledningsevnen til vann eller fordampning et stort antall kondensat.
En forbedret metode for å måle elektrisk ledningsevne er foreslått, og passende korreksjoner for noen oppløste gasser er gitt. Kondensatet i miniatyravgasserne nevnt ovenfor kan også brukes til å måle elektrisk ledningsevne.
Når kjelen er inaktiv, er overheteren et kjøleskap der kondensat samler seg; i dette tilfellet er normal undervannsgroper mulig hvis dampen inneholdt oksygen eller karbondioksid.

Populære artikler