See korrosioon on sageli märkimisväärsem ja ohtlikum suuruse ja intensiivsusega kui katelde korrosioon töötamise ajal.
Kui vesi jäetakse süsteemidesse, võib olenevalt selle temperatuurist ja õhu juurdepääsust tekkida mitmesuguseid seismajäämise korrosiooni juhtumeid. Esiteks tuleb märkida, et vee olemasolu seadmete torudes, kui need on reservi, on äärmiselt ebasoovitav.
Kui vesi ühel või teisel põhjusel süsteemi jääb, siis 60-70°C veetemperatuuri juures võib aurus ja eriti paagi veeruumis (peamiselt mööda veeliini) täheldada tugevat staatilist korrosiooni. Seetõttu täheldatakse praktikas sageli erineva intensiivsusega stop-time korrosiooni, hoolimata süsteemi samadest väljalülitusrežiimidest ja neis sisalduva vee kvaliteedist; olulise soojusakumulatsiooniga seadmed on tugevama korrosiooni all kui tulekolde suuruse ja küttepinnaga seadmed, kuna neis olev katlavesi jahtub kiiremini; selle temperatuur langeb alla 60-70°C.
Veetemperatuuril üle 85-90°C (näiteks aparatuuri lühiajalise seiskamise ajal) väheneb üldine korrosioon ja aururuumi metalli korrosioon, mille puhul täheldatakse aurude suurenenud kondenseerumist, võib tekkida. ületada veeruumi metalli korrosiooni. Aururuumi seisukorrosioon on igal juhul ühtlasem kui katla veeruumis.
Seisakukorrosiooni teket soodustab oluliselt katla pindadele kogunev muda, mis tavaliselt hoiab niiskust. Sellega seoses leitakse sageli olulisi korrosiooniauke seadmetes ja torudes piki alumist generaatorit ja nende otstes, st piirkondades, kus muda koguneb kõige rohkem.
Varustuse säilitamise meetodid
Seadmete säilitamiseks võib kasutada järgmisi meetodeid:
a) kuivatamine - vee ja niiskuse eemaldamine täitematerjalidest;
b) nende täitmine seebikivi, fosfaadi, silikaadi, naatriumnitriti, hüdrasiini lahustega;
c) täitmine tehnoloogiline süsteem lämmastik.
Säilitusmeetod tuleks valida sõltuvalt seisaku laadist ja kestusest, samuti tüübist ja disainifunktsioonid varustus.
Seadmete seisakuajad võib kestuse alusel jagada kahte rühma: lühiajaline – mitte rohkem kui 3 päeva ja pikaajaline – üle 3 päeva.
Lühiajalisi seisakuid on kahte tüüpi:
a) planeeritud, mis on seotud koormuse vähenemise tõttu nädalavahetustel reservi võtmisega või öösel reservi võtmisega;
b) sunnitud - torude rikke või muude seadmekomponentide kahjustuste tõttu, mille kõrvaldamine ei nõua pikemat seiskamist.
Sõltuvalt eesmärgist võib pikaajalise seisaku jagada järgmistesse rühmadesse: a) seadmete reservi panemine; b) jooksev remont; c) kapitaalremont.
Lühiajaliste seadmete seisaku ajal on vaja kasutada konserveerimist, täites õhuvaba veega ja hooldades ülerõhk või gaasi (lämmastiku) meetod. Kui hädaseiskamine on vajalik, on lämmastiku säilitamine ainus vastuvõetav meetod.
Süsteemi reservi jätmisel või pikemaks seisakuajaks ilma remonditöid tegemata on soovitav see konserveerida, täites nitriti või naatriumsilikaadi lahusega. Nendel juhtudel võib kasutada ka lämmastiku säästmist, tagades kindlasti meetmete võtmise süsteemi tiheduse loomiseks, et vältida gaasi liigset tarbimist ja lämmastikujaama ebaproduktiivset tööd, samuti luua ohutud tingimused seadmete hooldamisel.
Säilitusmeetodeid ülerõhu tekitamise ja lämmastikuga täitmisega saab kasutada sõltumata seadmete küttepindade konstruktsioonilistest iseärasustest.
Metalli parkimiskorrosiooni vältimiseks suuremate ja jooksvad remonditööd Kasutatakse ainult konserveerimismeetodeid, mis võimaldavad luua metallpinnale kaitsekile, säilitades oma omadused vähemalt 1-2 kuud pärast säilituslahuse tühjendamist, kuna süsteemi tühjendamine ja rõhu vähendamine on vältimatu. Kaitsekile kehtivusaeg metallpinnal pärast selle töötlemist naatriumnitritiga võib ulatuda 3 kuuni.
Vee- ja reaktiivilahuseid kasutavad konserveerimismeetodid on praktiliselt vastuvõetamatud katla vahepealsete ülekuumendite kaitsmiseks paigalseisva korrosiooni eest, kuna nende täitmise ja hilisema puhastamisega kaasnevad raskused.
Kuuma vee ja aurukatelde konserveerimise meetodid madal rõhk, aga ka muud soojus- ja veevarustuse suletud tehnoloogiliste ahelate seadmed erinevad paljuski praegu kasutusel olevatest meetoditest soojuselektrijaamades peatumisaja korrosiooni ennetamiseks. Allpool kirjeldame peamisi viise korrosiooni vältimiseks selliste seadmete nagu seadmete tühikäigu ajal tsirkulatsioonisüsteemid võttes arvesse nende töö eripära.
Lihtsustatud säilitusmeetodid
Neid meetodeid on soovitav kasutada väikeste katelde puhul. Need koosnevad vee täielikust eemaldamisest kateldest ja nendesse kuivatusaine asetamisest: kaltsineeritud kaltsiumkloriid, kustutamata lubi, silikageel kiirusega 1–2 kg 1 m 3 mahu kohta.
See säilitusmeetod sobib toatemperatuuril alla ja üle nulli. Sisse köetavates ruumides talvine aeg, saab rakendada ühte kontaktide säilitamise meetoditest. See taandub kogu seadme sisemahu täitmisele leeliselise lahusega (NaOH, Na 3 P0 4 jne), tagades metallpinnal oleva kaitsekile täieliku stabiilsuse isegi siis, kui vedelik on hapnikuga küllastunud.
Tavaliselt kasutatakse lahuseid, mis sisaldavad 1,5–2–10 kg/m3 NaOH või 5–20 kg/m3 Na3P04, olenevalt neutraalsete soolade sisaldusest lähtevees. Madalamad väärtused kehtivad kondensaadile, kõrgemad väärtused kehtivad veele, mis sisaldab kuni 3000 mg/l neutraalseid sooli.
Korrosiooni saab ära hoida ka ülerõhu meetodiga, mille puhul hoitakse seisatud seadmes pidevalt aururõhku kõrgemal tasemel. atmosfääri rõhk, ja vee temperatuur püsib üle 100°C, mis takistab peamise söövitava aine – hapniku – ligipääsu.
Iga kaitsemeetodi tõhususe ja tõhususe oluline tingimus on auru-vee liitmike maksimaalne võimalik tihedus, et vältida liiga kiiret rõhu langust, kaitselahuse (või gaasi) kadu või niiskuse sissepääsu. Lisaks on see paljudel juhtudel kasulik eelpuhastus pinnad alates mitmesugused hoiused(soolad, muda, katlakivi).
Parkimiskorrosioonivastase kaitse erinevate meetodite rakendamisel tuleb silmas pidada järgmist.
1. Igat tüüpi konserveerimisel on vaja esmalt eemaldada (loputada) kergesti lahustuvate soolade sademed (vt ülal), et vältida suurenenud parkimiskorrosiooni kaitstud üksuse teatud piirkondades. See meede on kohustuslik teostada kontaktide konserveerimisel, vastasel juhul on võimalik intensiivne lokaalne korrosioon.
2. Sarnastel põhjustel on soovitav enne pikaajalist säilitamist eemaldada kõik lahustumatud ladestused (muda, katlakivi, raudoksiidid).
3. Kui ventiilid on ebausaldusväärsed, tuleb varuseadmed pistikute abil töösõlmedest lahti ühendada.
Auru ja vee lekkimine on kontakti säilitamise korral vähem ohtlik, kuid kuiv- ja gaasikaitsemeetodite korral on see vastuvõetamatu.
Kuivatusaine valiku määrab reaktiivi suhteline saadavus ja soov saavutada võimalikult suur niiskuse erimahtuvus. Parim kuivatusaine on granuleeritud kaltsiumkloriid. Kustutatud lubi on palju hullem kui kaltsiumkloriid, seda mitte ainult oma väiksema niiskustaluvuse, vaid ka aktiivsuse kiire kadumise tõttu. Lubi imab õhust mitte ainult niiskust, vaid ka süsihappegaasi, mille tulemusena kaetakse see kaltsiumkarbonaadi kihiga, mis takistab niiskuse edasist imendumist.
NSV Liidu ENERGIA- JA ELEKTRIMISMINISTEERIUM
ENERGIA- JA ELEKTRISEERIMISE TEADUS- JA TEHNILINE PÕHIDIREKTORIAAT
METOODILISED JUHISED
HOIATUSEGA
MADAL TEMPERATUUR
PINNAKORROOSIOON
KATLADE KÜTE JA GAASI VOOLU
RD 34.26.105-84
SOYUZTEKHENERGO
Moskva 1986
VÄLJATÖÖTATUD F.E. järgi nimetatud üleliidulise Punalipulise Töösoojustehnika Uurimisinstituudi kahekordse ordeni poolt. Dzeržinski
ESINEJAD R.A. PETROSYAN, I.I. NADIROV
KINNITATUD PEALEKS tehniline juhtimine elektrisüsteemide töö kohta 22.04.84
Peadirektori asetäitja D.Ya. ŠAMARAKOV
|
METOODILISED JUHISED KÜTTEPINDADE JA GAASILÕRUDE MADALTEMPERATIIVSE KORROSIONE VÄLTIMISEKS |
RD 34.26.105-84 |
Aegumiskuupäev määratud
alates 01.07.85
kuni 01.07.2005
Käesolevad juhised kehtivad auru- ja kuumaveekatelde madala temperatuuriga küttepindadele (ökonomaiserid, gaasiaurustid, erinevat tüüpi õhusoojendid jne), samuti õhusoojendite taga olevale gaasiteele (gaasikanalid, tuhakollektorid, suitsukollektorid). väljalasketorud, korstnad) ning kehtestada meetodid kuumenevate pindade kaitsmiseks madalatemperatuurilise korrosiooni eest.
Juhend on mõeldud väävlikütusel töötavatele soojuselektrijaamadele ja katlaseadmeid projekteerivatele organisatsioonidele.
1. Madaltemperatuuriline korrosioon on katelde sabaküttepindade, gaasikanalite ja korstnate korrosioon neile kondenseerumise mõjul. suitsugaasid väävelhappe aur.
2. Väävelhappe aurude kondenseerumine, mille mahuline sisaldus suitsugaasides väävlikütuste põletamisel on vaid mõni tuhandik protsenti, toimub veeauru kondenseerumistemperatuurist oluliselt (50 - 100 °C) kõrgematel temperatuuridel.
4. Küttepindade korrosiooni vältimiseks töö ajal peab nende seinte temperatuur ületama suitsugaaside kastepunkti temperatuuri kõigil katla koormustel.
Kõrge soojusülekandeteguriga ainega jahutatavate küttepindade puhul (ökonomaiserid, gaasiaurustid jne) peaks keskkonna temperatuur nende sisselaskeava juures ületama kastepunkti temperatuuri ligikaudu 10 °C võrra.
5. Väävelkütteõlil töötavate kuumaveeboilerite küttepindade puhul ei ole võimalik realiseerida tingimusi madaltemperatuuri korrosiooni täielikuks kõrvaldamiseks. Selle vähendamiseks on vaja jälgida, et vee temperatuur katla sisselaskeava juures oleks 105 - 110 °C. Veekütteboilerite kasutamisel tippkateldena saab selle režiimi tagada võrguveeboilerite täieliku kasutamisega. Kuumaveeboilerite kasutamisel põhirežiimis saab boilerisse siseneva vee temperatuuri tõsta kuuma vee retsirkulatsiooniga.
Käitistes, mis kasutavad soojaveeboilerite ühendamise skeemi küttevõrku läbi vesisoojusvahetite, on täielikult tagatud tingimused küttepindade madaltemperatuuri korrosiooni vähendamiseks.
6. Aurukatelde õhusoojendite puhul on madaltemperatuuri korrosiooni täielik välistamine tagatud, kui kõige külmema sektsiooni seina arvestuslik temperatuur ületab kastepunkti temperatuuri katla kõikidel koormustel 5 - 10 °C (minimaalne väärtus viitab minimaalne koormus).
7. Torukujuliste (TVP) ja regeneratiivsete (RVP) õhusoojendite seinatemperatuuri arvutamine toimub vastavalt “Katlasõlmede soojusarvutus” soovitustele. Normatiivne meetod" (Moskva: Energy, 1973).
8. Kui kasutate vahetatavaid külmkuubikuid või happekindla kattega (emailitud jne) torudest valmistatud kuubikuid, samuti korrosioonikindlatest materjalidest valmistatud kuubikuid esimese (õhk)taktina torukujulistes õhusoojendites: kontrollitakse õhusoojendi madalatemperatuurse korrosiooni (õhuga) metallikuubikute täieliku välistamise tingimuste suhtes. Sel juhul peaks külmade metallkuubikute, nii vahetatavate kui ka korrosioonikindlate kuubikute seinatemperatuuri valik välistama torude intensiivse saastumise, mille puhul peaks nende minimaalne seinatemperatuur väävlikütuse põletamisel olema alla kastepunkti. suitsugaasid mitte rohkem kui 30–40 °C. Tahkete väävlikütuste põletamisel minimaalne temperatuur Toruseina intensiivse saastumise vältimiseks peab temperatuur olema vähemalt 80 °C.
9. RVP-s arvutatakse madala temperatuuriga korrosiooni täieliku välistamise tingimustes nende kuum osa. RVP külm osa on korrosioonikindel (emailitud, keraamiline, vähelegeeritud teras jne) või vahetatav 1,0 - 1,2 mm paksustest tasapinnalistest metalllehtedest, valmistatud madala süsinikusisaldusega terasest. Pakendi intensiivse saastumise vältimise tingimused on täidetud, kui käesoleva dokumendi lõigete nõuded on täidetud.
10. Emailitud pakend on valmistatud metalllehtedest paksusega 0,6 mm. TU 34-38-10336-89 järgi valmistatud emailpakendite kasutusiga on 4 aastat.
Portselantorusid saab kasutada keraamilise täidisena, keraamilised plokid või eenditega portselantaldrikud.
Arvestades kütteõli tarbimise vähenemist soojuselektrijaamade poolt, on RVP külma osa jaoks soovitatav kasutada madala legeeritud terasest 10KhNDP või 10KhSND tihendit, mille korrosioonikindlus on 2–2,5 korda kõrgem kui madalal. -süsinikteras.
11. Õhusoojendite kaitsmiseks madalatemperatuurse korrosiooni eest käivitusperioodil tuleks rakendada meetmeid, mis on sätestatud "Juhised traatribidega energiasoojendite projekteerimiseks ja kasutamiseks" (M.: SPO Soyuztekhenergo, 1981).
Väävelkütteõliga katla süütamine peaks toimuma eelnevalt sisse lülitatud õhkküttesüsteemiga. Õhutemperatuur küttekeha ees peaks süttimise algperioodil olema reeglina 90 °C.
11a. Õhusoojendite kaitsmiseks madalatemperatuurse (“ooterežiimi”) korrosiooni eest katla seiskamisel, mille tase on töötamise ajal ligikaudu kaks korda suurem kui korrosioonikiirus, tuleks enne katla seiskamist õhusoojendid põhjalikult puhastada välistest sadestustest. Sel juhul on enne katla seiskamist soovitatav hoida õhutemperatuuri õhusoojendi sisselaskeava juures selle väärtuse tasemel katla nimikoormusel.
TVP puhastamine toimub haavliga, mille etteandetihedus on vähemalt 0,4 kg/m.s (käesoleva dokumendi punkt).
Tahkekütuste puhul tuleks tuhakollektorite märkimisväärset korrosiooniohtu arvestades valida suitsugaaside temperatuur suitsugaaside kastepunktist 15 - 20 °C kõrgem.
Väävliga kütteõlide puhul peaks suitsugaaside temperatuur ületama kastepunkti temperatuuri katla nimikoormusel ligikaudu 10 °C võrra.
Sõltuvalt kütteõli väävlisisaldusest tuleks võtta allpool näidatud suitsugaaside temperatuuri arvutatud väärtus katla nimikoormusel:
Suitsugaaside temperatuur, ºС...... 140 150 160 165
Väävlilise kütteõli põletamisel ülimadala liigõhuga (α ≤ 1,02) saab kastepunkti mõõtmise tulemusi arvestades võtta suitsugaaside temperatuuri madalamaks. Keskmiselt vähendab üleminek väikeselt liigõhult üliväikesele kastepunkti temperatuuri 15 - 20 °C võrra.
Korstna töökindluse tagamise ja selle seinte niiskuskadude vältimise tingimusi ei mõjuta mitte ainult suitsugaaside temperatuur, vaid ka nende voolukiirus. Toru kasutamine konstruktsioonist oluliselt madalamate koormustingimuste korral suurendab madala temperatuuriga korrosiooni tõenäosust.
Maagaasi põletamisel on soovitav suitsugaaside temperatuur olla vähemalt 80 °C.
13. Katla koormuse vähendamisel vahemikus 100 - 50% nimiväärtusest tuleb püüda suitsugaaside temperatuuri stabiliseerida, mitte lasta sellel nominaalsest langeda rohkem kui 10 °C.
Kõige ökonoomsem viis suitsugaaside temperatuuri stabiliseerimiseks on õhusoojendites õhu eelsoojenduse temperatuuri tõstmine koormuse vähenedes.
Õhu eelsoojenduse temperatuuride minimaalsed lubatud väärtused enne RAH-i võetakse vastu vastavalt "Elektrijaamade ja võrkude tehnilise käitamise eeskirjade" punktile 4.3.28 (M.: Energoatomizdat, 1989).
Juhtudel, kui optimaalsed temperatuurid suitsugaase ei ole võimalik tagada RAH ebapiisava küttepinna tõttu, tuleb võtta kasutusele õhu eelsoojendustemperatuurid, mille juures suitsugaaside temperatuur ei ületa käesoleva juhendi punktis toodud väärtusi.
16. Kuna puuduvad usaldusväärsed happekindlad katted, mis kaitseksid metalllõõre madaltemperatuurse korrosiooni eest, saab nende töökindluse tagada hoolika isolatsiooniga, tagades suitsugaaside ja seina temperatuuride erinevuse mitte üle 5 °C. .
Praegu kasutusel olevad isolatsioonimaterjalid ja -konstruktsioonid ei ole pikaajaliseks tööks piisavalt töökindlad, mistõttu tuleb perioodiliselt, vähemalt kord aastas, jälgida nende seisukorda ning vajadusel teostada remondi- ja taastamistöid.
17. Gaasikanalite madalatemperatuurse korrosiooni eest kaitsmiseks katseliselt erinevate kattekihtide kasutamisel tuleb arvestada, et viimane peab tagama kuumakindluse ja gaasitiheduse suitsugaaside temperatuuri vähemalt 10 °C võrra kõrgemal temperatuuril. , vastupidavus väävelhappe kontsentratsioonile 50–80% temperatuurivahemikus vastavalt 60–150 ° C ja nende parandamise ja taastamise võimalus.
18. Madala temperatuuriga pindade, RVP konstruktsioonielementide ja katelde gaasikanalite jaoks on soovitatav kasutada madala legeeritud teraseid 10KhNDP ja 10KhSND, mis on süsinikterasest 2–2,5 korda parema korrosioonikindluse poolest.
Absoluutne korrosioonikindlus on ainult väga vähestel ja kallitel kõrglegeeritud terastel (näiteks EI943 teras, mis sisaldab kuni 25% kroomi ja kuni 30% niklit).
Rakendus
1. Teoreetiliselt võib antud väävelhappe ja veeauru sisaldusega suitsugaaside kastepunkti temperatuuri määratleda sellise kontsentratsiooniga väävelhappe lahuse keemistemperatuurina, mille juures on sama veeauru ja väävelhappe sisaldus. lahenduse kohal.
Kastepunkti temperatuuri mõõdetud väärtus, olenevalt mõõtmistehnikast, ei pruugi kattuda teoreetilisega. Nendes soovitustes suitsugaaside kastepunkti temperatuuri kohta t r 7 mm pikkuste, üksteisest 7 mm kaugusel joodetud plaatina elektroodidega standardse klaasanduri pinna temperatuur, mille juures kastekile takistus jääb vahele. y elektroodid püsiolekus on võrdne 107 oomi. Elektroodide mõõteahelas kasutatakse madalpinge vahelduvvoolu (6 - 12 V).
2. Väävlisisaldusega kütteõlide põletamisel liigse õhusisaldusega 3 - 5%, sõltub suitsugaaside kastepunkti temperatuur kütuse väävlisisaldusest. S p(riis.).
Väävlisisaldusega kütteõlide põletamisel ülimadala liigõhuga (α ≤ 1,02) tuleks suitsugaaside kastepunkti temperatuuri mõõta erimõõtmiste tulemuste põhjal. Tingimused katelde üleviimiseks režiimile α ≤ 1,02 on sätestatud "Juhised väävlikütusel töötavate katelde üleviimiseks ülimadala liigõhuga põlemisrežiimile" (M.: SPO Soyuztekhenergo, 1980).
3. Väävlisisaldusega tahkekütuste tolmuses olekus põletamisel suitsugaaside kastepunkti temperatuur t lk saab arvutada kütuse etteantud väävli- ja tuhasisalduse põhjal S r pr, A r pr ja veeauru kondenseerumise temperatuur t con valemi järgi
Kus a un- tuha osakaal ülekantavas koguses (tavaliselt võetakse 0,85).
Riis. 1. Suitsugaaside kastepunkti temperatuuri sõltuvus väävlisisaldusest põletatud kütteõlis
Selle valemi esimese liikme väärtus at a un= 0,85 saab määrata jooniselt fig. .
Riis. 2. Suitsugaaside kastepunkti ja neis veeauru kondenseerumise temperatuuri erinevused olenevalt antud väävlisisaldusest ( S r pr) ja tuhk ( A r pr) kütuses
4. Gaasiliste väävlikütuste põletamisel saab suitsugaaside kastepunkti määrata jooniselt fig. tingimusel, et gaasi väävlisisaldus arvutatakse antud viisil, st massiprotsendina gaasi kütteväärtuse 4186,8 kJ/kg (1000 kcal/kg) kohta.
Sest gaasikütus antud väävlisisaldust massiprotsentides saab määrata valemiga
Kus m- väävli aatomite arv väävlit sisaldava komponendi molekulis;
q- väävli mahuprotsent (väävlit sisaldav komponent);
Q n- gaasi põlemissoojus kJ/m 3 (kcal/nm 3);
KOOS- koefitsient 4,187, kui Q n väljendatud kJ/m 3 ja 1,0, kui kcal/m 3.
5. Õhusoojendite vahetatava metallpakendi korrosioonikiirus kütteõli põletamisel sõltub metalli temperatuurist ja suitsugaaside söövitusastmest.
Väävlilise kütteõli põletamisel õhuliigiga 3 - 5% ja pinnale auruga puhumisel saab RVP-pakendi korrosioonikiirust (mõlemal küljel mm/aastas) ligikaudselt hinnata tabelis toodud andmete põhjal. .
Tabel 1
|
Tabel 2
6. Söe puhul, mille tuhas on palju kaltsiumoksiidi, on kastepunkti temperatuurid madalamad kui käesolevate suuniste lõigete kohaselt arvutatud. Selliste kütuste puhul on soovitatav kasutada otsemõõtmiste tulemusi. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Katelde korrosiooninähtused ilmnevad kõige sagedamini sisemisel kuumapingelisel pinnal ja suhteliselt harvem välispinnal.
Viimasel juhul põhjustab metalli hävimise - enamikul juhtudel - korrosiooni ja erosiooni koosmõju, millel on mõnikord ülekaalukas tähendus.
Erosiooni hävitamise väline märk on puhas metallpind. Korrosiooniga kokkupuutel jäävad korrosioonitooted tavaliselt selle pinnale.
Sisemised (veekeskkonnas) korrosiooni- ja katlakiviprotsessid võivad süvendada väliskorrosiooni (gaasilises keskkonnas), mis on tingitud katlakivikihi soojustakistusest ja korrosiooniladestustest ning sellest tulenevalt ka metallipinna temperatuuri tõusust.
Väline metallikorrosioon (katla ahju küljelt) sõltub erinevatest teguritest, kuid ennekõike põletatava kütuse liigist ja koostisest.
Gaasiõlikatelde korrosioon
Kütteõli sisaldab vanaadiumi ja naatriumi orgaanilisi ühendeid. Kui toru ahjupoolsele seinale koguneb vanaadiumi (V) ühendeid sisaldava räbu sulanud ladestus, siis suure õhuliigiga ja/või metallipinna temperatuuriga 520-880 oC tekivad järgmised reaktsioonid:
4Fe + 3V2O5 = 2Fe2O3 + 3V2O3 (1)
V2O3 + O2 = V2O5 (2)
Fe2O3 + V2O5 = 2FeVO4 (3)
7Fe + 8FeVO4 = 5Fe3O4 + 4V2O3 (4)
(Naatriumiühendid) + O2 = Na2O (5)
Võimalik on ka teine korrosioonimehhanism, mis hõlmab vanaadiumi (vedel eutektiline segu):
2Na2O. V2O4. 5V2O5 + O2 = 2Na2O. 6V2O5 (6)
Na2O. 6V2O5 + M = Na2O. V2O4. 5V2O5 + MO (7)
(M – metall)
Vanaadium- ja naatriumiühendid oksüdeeritakse kütuse põlemisel V2O5-ks ja Na2O-ks. Metalli pinnale kleepuvates ladestustes on Na2O sideaine. Reaktsioonide (1)-(7) tulemusena tekkinud vedelik sulatab magnetiidi (Fe3O4) kaitsekile, mis toob kaasa lademete all oleva metalli oksüdeerumise (ladestiste (räbu) sulamistemperatuur - 590-880 oC).
Nende protsesside tulemusena muutuvad tulekolde poole suunatud sõelatorude seinad ühtlaselt õhemaks.
Metalli temperatuuri tõusu, mille juures vanaadiumiühendid muutuvad vedelaks, soodustavad torude sisemised katlakiviladestused. Ja seega, kui saavutatakse metalli voolavuspiiri temperatuur, tekib toru rebend - väliste ja sisemiste setete koosmõju tagajärg.
Korrodeeruvad ka torusõelte kinnitusosad, aga ka torude keevisõmbluste väljaulatuvad osad - temperatuuri tõus nende pinnal kiireneb: neid ei jahuta auru-vee segu nagu torusidki.
Kütteõli võib sisaldada kujul väävlit (2,0-3,5%) orgaanilised ühendid, elementaarne väävel, naatriumsulfaat (Na2SO4), mis siseneb moodustumisveest õli. Metalli pinnal sellistes tingimustes kaasneb vanaadiumi korrosiooniga sulfiidoksiidkorrosioon. Nende koosmõju avaldub enim siis, kui setetes on 87% V2O5 ja 13% Na2SO4, mis vastab vanaadiumi ja naatriumi sisaldusele kütteõlis vahekorras 13/1.
Talvel kütteõli kütmisel auruga mahutites (tühjendamise hõlbustamiseks) siseneb sinna lisaks vett 0,5-5,0%. Tagajärg: katla madalatemperatuurilistel pindadel suureneb sademete hulk ning ilmselgelt suureneb kütteõlitorude ja kütteõlipaakide korrosioon.
Lisaks ülalkirjeldatud katla sõeltorude hävitamise skeemile on auruülekuumendite, ülekuumutitorude, katlakimpude, ökonomaiserite korrosioonil mõningaid iseärasusi, mis tulenevad suurenenud - mõnes sektsioonis - gaasi kiirustest, eriti nendel, mis sisaldavad põlemata kütteõli osakesi ja koorunud. räbu osakesed.
Korrosiooni tuvastamine
Torude välispind on kaetud tiheda emailitaolise halli ja tumehalli sademekihiga. Küttekoldepoolsel küljel on toru hõrenemine: tasased alad ja madalad praod "skooride" kujul on selgelt nähtavad, kui pind puhastatakse settest ja oksiidkiledest.
Kui toru kogemata hävib, on näha pikisuunalist kitsast läbivat pragu.
Tolmsöe katelde korrosioon
Söe põlemisproduktide toimel tekkivas korrosioonis on väävel ja selle ühendid määrava tähtsusega. Lisaks mõjutavad korrosiooniprotsesside kulgu kloriidid (peamiselt NaCl) ja leelismetallide ühendid. Korrosioon on kõige tõenäolisem, kui kivisüsi sisaldab rohkem kui 3,5% väävlit ja 0,25% kloori.
Leeliselisi ühendeid ja vääveloksiide sisaldav lendtuhk sadestub metalli pinnale temperatuuril 560-730 oC. Sel juhul tekivad toimuvate reaktsioonide tulemusena leelissulfaadid, näiteks K3Fe(SO4)3 ja Na3Fe(SO4)3. See sularäbu omakorda hävitab (sulatab) metallil oleva kaitsva oksiidikihi – magnetiidi (Fe3O4).
Korrosioonikiirus on maksimaalne metalli temperatuuril 680-730 °C, selle suurenedes kiirus söövitavate ainete termilise lagunemise tõttu väheneb.
Suurim korrosioon tekib ülekuumendi väljalasketorudes, kus auru temperatuur on kõrgeim.
Korrosiooni tuvastamine
Ekraantorudel näete toru mõlemal küljel tasaseid alasid, mis on korrosioonikahjustustega seotud. Need alad paiknevad üksteise suhtes 30-45°C nurga all ja on kaetud settekihiga. Nende vahel on suhteliselt "puhas" ala, mis on avatud gaasivoolu "eesmisele" mõjule.
Ladestused koosnevad kolmest kihist: välimine kiht on poorne lendtuhk, vahekiht valkjad veeslahustuvad leeliselised sulfaadid, sisemine kiht- läikivad mustad raudoksiidid (Fe3O4) ja sulfiidid (FeS).
Katelde madalatemperatuurilistel osadel - ökonomaiser, õhukütteseade, väljatõmbeventilaator - langeb metalli temperatuur alla väävelhappe "kastepunkti".
Põlemisel tahke kütus gaasi temperatuur langeb 1650 °C-lt leegi korral kuni 120 °C-ni korstnas.
Gaaside jahtumisel tekib aurufaasis väävelhape ja kokkupuutel külmema metallpinnaga aurud kondenseeruvad, moodustades vedela väävelhappe. Väävelhappe “kastepunkt” on 115-170 °C (võib olla ka rohkem – sõltub veeauru ja vääveloksiidi (SO3) sisaldusest gaasivoolus).
Protsessi kirjeldavad reaktsioonid:
S + O2 = SO2 (8)
SO3 + H2O = H2SO4 (9)
H2SO4 + Fe = FeSO4 + H2 (10)
Raua- ja vanaadiumoksiidide juuresolekul on võimalik SO3 katalüütiline oksüdeerumine:
2SO2 + O2 = 2SO3 (11)
Mõnel juhul on väävelhappe korrosioon kivisöe põletamisel vähem oluline kui pruunsöe, põlevkivi, turba ja isegi maagaasi põletamisel - tänu suhteliselt suuremale veeauru vabanemisele neist.
Korrosiooni tuvastamine
Seda tüüpi korrosioon põhjustab metalli ühtlase hävimise. Tavaliselt on pind kare, kergelt roosteta ja sarnaneb mittesöövitava pinnaga. Pikaajalisel kokkupuutel võib metall katta korrosioonitoodete ladestustega, mis tuleb kontrollimise ajal hoolikalt eemaldada.
Korrosioon tööpauside ajal
Seda tüüpi korrosioon tekib ökonomaiseril ja nendes katla piirkondades, kus välispinnad on kaetud väävliühenditega. Katla jahtudes langeb metalli temperatuur alla “kastepunkti” ja nagu eespool kirjeldatud, tekib väävliladestuste korral väävelhape. Võimalik vaheühend on väävelhape (H2SO3), kuid see on väga ebastabiilne ja muutub koheselt väävelhappeks.
Korrosiooni tuvastamine
Metallpinnad on tavaliselt kaetud katetega. Kui need eemaldate, leiate metallide hävitamise kohad, kus oli väävli ladestusi, ja roosteta metalli alasid. Selline välimus eristab seisatud katla korrosiooni ülalkirjeldatud ökonomaiseri metalli ja muude töötava katla “külmade” osade korrosioonist.
Katla pesemisel jaotuvad korrosiooninähtused enam-vähem ühtlaselt üle metallpinna väävliladestuste erosiooni ja pindade ebapiisava kuivamise tõttu. Ebapiisava puhastamise korral lokaliseerub korrosioon seal, kus olid väävliühendid.
Metalli erosioon
Teatud tingimustel võivad erinevad katlasüsteemid metalli erosioonselt hävitada nii kuumutatud metalli seest kui väljast ning kus turbulentsed voolud toimuvad suurel kiirusel.
Allpool käsitletakse ainult turbiini erosiooni.
Turbiinid võivad tahkete osakeste ja aurukondensaadi tilkade mõju tõttu erosioonile. Tahked osakesed (oksiidid) kihistuvad ülekuumendite ja aurutorude sisepindadelt, eriti termiliste üleminekutingimuste korral.
Aurukondensaadi tilgad hävitavad peamiselt turbiini ja drenaažitorustike viimase etapi labade pindu. Aurukondensaadi erosiooni-söövitav toime on võimalik, kui kondensaat on “happeline” – pH on alla viie ühiku. Korrosioon on ohtlik ka kloriidi aurude (kuni 12% sademe massist) ja seebikivi olemasolul veepiiskades.
Erosiooni tuvastamine
Kondensaaditilkade kokkupõrkest tulenev metallide purunemine on kõige märgatavam turbiinilabade esiservades. Servad on kaetud õhukeste põikihammaste ja -soontega (soontega), võib esineda löökide poole suunatud koonusekujulisi kaldprojektsioone. Terade esiservadel on väljaulatuvad osad ja need peaaegu puuduvad nende tagumistel tasapindadel.
Tahkete osakeste tekitatud kahjustused tekivad lõiketerade esiservadel olevate rebendite, mikromõlkide ja sisselõigete kujul. Puuduvad sooned ega kaldus koonused.
Patendi RU 2503747 omanikud:
TEHNILINE VALDKOND
Leiutis käsitleb soojusenergeetikat ja seda saab kasutada auru- ja kuumaveekatelde küttetorude, soojusvahetite, katlasõlmede, aurustite, küttetrasside, küttesüsteemide kaitsmiseks katlakivi eest. elamud Ja tööstusrajatised praeguse töö ajal.
KUNSTI TAUST
Aurukatelde töö on seotud samaaegse kokkupuutega kõrgete temperatuuride, rõhu, mehaanilise pinge ja agressiivse keskkonnaga, milleks on boileri vesi. Katla vesi ja katla küttepindade metall on nende kokkupuutel tekkiva komplekssüsteemi eraldiseisvad faasid. Nende faaside interaktsiooni tulemuseks on pinnaprotsessid, mis toimuvad nende liideses. Selle tulemusena tekib küttepindade metallis korrosioon ja katlakivi teke, mis toob kaasa metalli struktuuri ja mehaaniliste omaduste muutumise ning aitab kaasa erinevate kahjustuste tekkele. Kuna katlakivi soojusjuhtivus on viiskümmend korda madalam kui rauast küttetorudel, tekivad soojusülekande ajal soojusenergia kaod - 1 mm paksuse skaala paksusega 7 kuni 12% ja 3 mm korral - 25%. Tõsine katlakivi moodustumine pidevas aurukatlasüsteemis põhjustab katlakivi eemaldamiseks igal aastal mitmeks päevaks tootmise seiskamise.
Toitevee ja seega ka katlavee kvaliteedi määrab lisandite olemasolu, mis võivad põhjustada sisemiste küttepindade metalli erinevat tüüpi korrosiooni, primaarse katlakivi teket neile, aga ka muda kui sekundaarsete küttepindade allikat. mastaabi moodustamine. Lisaks sõltub katlavee kvaliteet ka vee transportimisel pinnanähtuste tagajärjel tekkivate ainete ja veepuhastusprotsesside käigus torustike kaudu tekkiva kondensaadi omadustest. Lisandite eemaldamine toiteveest on üks viise katlakivi tekke ja korrosiooni vältimiseks ning seda teostatakse vee eeltöötluse (boilerieelse) meetoditega, mis on suunatud lähtevees leiduvate lisandite maksimaalsele eemaldamisele. Kuid kasutatavad meetodid ei võimalda meil täielikult kõrvaldada lisandite sisaldust vees, mis on seotud mitte ainult tehniliste raskustega, vaid ka majanduslik teostatavus katlaeelse veetöötluse meetodite rakendamine. Lisaks, kuna veetöötlus on keeruline tehniline süsteem, on see madala ja keskmise tootlikkusega katelde puhul üleliigne.
Tuntud meetodid juba moodustunud sademete eemaldamiseks kasutavad peamiselt mehaanilisi ja keemilised meetodid puhastamine. Nende meetodite puuduseks on see, et katelde töötamise ajal ei saa neid toota. Lisaks nõuavad keemilised puhastusmeetodid sageli kallete kemikaalide kasutamist.
Samuti on teada meetodid katlakivi tekke ja korrosiooni vältimiseks, mida kasutatakse katelde töötamise ajal.
USA patent 1877389 pakub välja meetodi katlakivi eemaldamiseks ja selle tekke vältimiseks kuumas vees ja aurukatel. Selle meetodi puhul on katla pind katood ja anood asetatakse torujuhtme sisse. Meetod seisneb konstandi läbimises või vahelduvvoolu süsteemi kaudu. Autorid märgivad, et meetodi toimemehhanism on mõju all elektrivool Katla pinnale tekivad gaasimullid, mis viivad olemasoleva katlakivi eraldumiseni ja takistavad uue moodustumist. Selle meetodi puuduseks on vajadus pidevalt säilitada elektrivoolu voolu süsteemis.
USA patent nr 5 667 677 pakub välja meetodi vedeliku, eriti vee, töötlemiseks torustikus, et aeglustada katlakivi teket. See meetod põhineb elektromagnetvälja tekitamisel torudes, mis tõrjub vees lahustunud kaltsiumi ja magneesiumi ioone torude ja seadmete seintelt, takistades nende kristalliseerumist katlakivi kujul, mis võimaldab töötada kateldes, kateldes, soojusvahetid ja kareda vee jahutussüsteemid. Selle meetodi puuduseks on kasutatud seadmete kõrge hind ja keerukus.
Patenditaotluses WO 2004016833 pakutakse välja meetod katlakivi moodustumise vähendamiseks metallpinnal, mis on avatud üleküllastunud leeliselise vesilahusega, mis on võimeline pärast teatud kokkupuuteperioodi moodustama katlakivi, mis hõlmab katoodpotentsiaali rakendamist nimetatud pinnale.
Seda meetodit saab kasutada erinevates tehnoloogilised protsessid, milles metall puutub kokku vesilahusega, eriti soojusvahetites. Selle meetodi puuduseks on see, et see ei kaitse metalli pinda korrosiooni eest pärast katoodpotentsiaali eemaldamist.
Seega on hetkel vaja välja töötada täiustatud meetod küttetorude, soojaveeboileri ja aurukatelde katlakivi tekke vältimiseks, mis oleks ökonoomne ja kõrge efektiivsusega ning tagaks pinna korrosioonivastase kaitse pikaajaliseks pärast. kokkupuude.
Käesolevas leiutises lahendatakse see probleem meetodi abil, mille kohaselt luuakse metallpinnale voolu kandev elektripotentsiaal, mis on piisav kolloidosakeste ja ioonide metallipinnaga haardumisjõu elektrostaatilise komponendi neutraliseerimiseks.
LEIUTISE LÜHIKIRJELDUS
Käesoleva leiutise eesmärgiks on pakkuda täiustatud meetodit katlakivi tekke vältimiseks kuumavee- ja aurukatelde küttetorudes.
Käesoleva leiutise teiseks eesmärgiks on pakkuda võimalust kõrvaldada või oluliselt vähendada katlakivi eemaldamise vajadust kuuma vee- ja aurukatelde töötamise ajal.
Veel üheks käesoleva leiutise eesmärgiks on kõrvaldada vajadus kasutada kuluvaid reaktiive, et vältida katlakivi teket ja korrosiooni veekütte- ja aurukatelde küttetorudes.
Käesoleva leiutise teiseks eesmärgiks on võimaldada alustada tööd, et vältida katlakivi teket ja kuumavee- ja aurukatelde küttetorude korrosiooni saastunud katla torudel.
Käesolev leiutis käsitleb meetodit katlakivi tekke ja korrosiooni vältimiseks rauda sisaldavast sulamist valmistatud metallpinnal, mis puutub kokku auru-vee keskkonnaga, millest võib tekkida katlakivi. See meetod seisneb kindlaksmääratud metallpinnale voolu kandva elektripotentsiaali rakendamises, mis on piisav, et neutraliseerida kolloidosakeste ja ioonide adhesioonijõu elektrostaatiline komponent metalli pinnale.
Nõudlusega nõutud meetodi mõningate privaatsete teostuste kohaselt on voolutugevus seatud vahemikku 61-150 V. Nõudlusega nõutud meetodi mõne erateostuse kohaselt on ülaltoodud rauda sisaldav sulam teras. Mõnes teostuses on metallpind kuumavee- või aurukatla küttetorude sisepind.
Ilmnes aastal see kirjeldus Meetodil on järgmised eelised. Meetodi üheks eeliseks on katlakivi moodustumise vähenemine. Veel üheks käesoleva leiutise eeliseks on võimalus kasutada töökorras elektrofüüsikalist seadet, kui see on ostetud, ilma et oleks vaja kasutada kuluvaid sünteetilisi reaktiive. Teine eelis on võimalus alustada tööd määrdunud katla torudega.
Käesoleva leiutise tehniliseks tulemuseks on seega kuumavee- ja aurukatelde tööefektiivsuse tõstmine, tootlikkuse tõstmine, soojusülekande efektiivsuse tõstmine, kütusekulu vähendamine katla kütmiseks, energia säästmine jne.
Teised käesoleva leiutise tehnilised tulemused ja eelised hõlmavad võimalust juba moodustunud katlakivi kihtide kaupa hävitamiseks ja eemaldamiseks, samuti selle uue moodustumise vältimist.
JOONISTE LÜHIKIRJELDUS
Joonisel fig 1 on kujutatud sademete jaotumist katla sisepindadel käesolevale leiutisele vastava meetodi rakendamise tulemusena.
LEIUTISE ÜKSIKASJALIK KIRJELDUS
Käesoleva leiutise kohane meetod hõlmab katlakivi moodustumisele allutatud metallpinnale voolu kandva elektripotentsiaali rakendamist, mis on piisav kolloidosakeste ja katlakivi moodustavate ioonide adhesioonijõu elektrostaatilise komponendi neutraliseerimiseks metallpinnaga.
Termin "elektrijuhtiv potentsiaal" tähendab selles taotluses vahelduvat potentsiaali, mis neutraliseerib elektrilise topeltkihi metalli ja auru-vee keskkonna liidesel, mis sisaldab sooli, mis põhjustavad katlakivi moodustumist.
Eriala asjatundjale on teada, et elektrilaengu kandjad metallis, võrreldes peamiste laengukandjatega - elektronidega, on selle kristallstruktuuri dislokatsioonid, mis kannavad elektrilaengut ja moodustavad dislokatsioonivoolusid. Katla küttetorude pinnale jõudes muutuvad need voolud katlakivi moodustumise käigus osaks kahekordsest elektrikihist. Voolu kandev, elektriline, pulseeriv (st vahelduv) potentsiaal algatab dislokatsioonide elektrilaengu eemaldamise metalli pinnalt maapinnale. Selles suhtes on see dislokatsioonivoolude juht. Selle voolu kandva elektripotentsiaali toimel hävib kahekordne elektrikiht ning katlakivi laguneb järk-järgult ja läheb katlavette muda kujul, mis perioodilise läbipuhastuse käigus katlast eemaldatakse.
Seega on mõiste "voolu kandevõime" vastava ala asjatundjale arusaadav ja lisaks on see tehnika tasemest tuntud (vt näiteks patent RU 2128804 C1).
Voolu kandva elektripotentsiaali tekitamise seadmena saab kasutada näiteks RU 2100492 C1 kirjeldatud seadet, mis sisaldab muundurit koos sagedusmuunduri ja pulseeriva potentsiaali regulaatoriga, samuti impulsi kuju regulaatorit. Täpsem kirjeldus selle seadme osa on esitatud dokumendis RU 2100492 C1. Samuti võib kasutada mis tahes muud sarnast seadet, nagu on selle ala asjatundjale mõistetav.
Käesolevale leiutisele vastavat juhtivat elektripotentsiaali saab rakendada metallpinna mis tahes osale, mis on katla alusest eemal. Kasutuskoha määrab väidetava meetodi kasutamise mugavus ja/või tõhusus. Selle ala asjatundja suudab siin avaldatud informatsiooni ja standardseid testimistehnikaid kasutades määrata optimaalse asukoha voolu kahaneva elektripotentsiaali rakendamiseks.
Mõnes käesoleva leiutise teostuses on voolu vähendav elektripotentsiaal muutuv.
Käesolevale leiutisele vastavat voolu neelduvat elektripotentsiaali saab rakendada erinevatel ajavahemikel. Potentsiaali rakendamise aja määrab metallpinna saastatuse iseloom ja määr, kasutatava vee koostis, temperatuurirežiim ja kütteseadme tööomadused ning muud selle tehnikavaldkonna spetsialistidele teadaolevad tegurid. . Selle ala asjatundja suudab siin avaldatud teavet kasutades ja standardseid testimistehnikaid kasutades kindlaks teha optimaalne aeg voolu kandva elektripotentsiaali rakendamine, lähtudes kütteseadme eesmärkidest, tingimustest ja olekust.
Adhesioonijõu elektrostaatilise komponendi neutraliseerimiseks vajaliku voolu kandevõime suuruse saab määrata kolloidkeemia spetsialist tehnika tasemest tuntud teabe põhjal, näiteks raamatust B. V. Deryagin, N. V. Churaev, V. M. Muller. "Surface Forces", Moskva, "Nauka", 1985. Mõne teostuse kohaselt on voolu kandva elektripotentsiaali suurus vahemikus 10 V kuni 200 V, eelistatavamalt 60 V kuni 150 V, veelgi eelistatumalt 61 V kuni 150 V. Voolu kandva elektripotentsiaali väärtused vahemikus 61 V kuni 150 V põhjustavad kahekordse elektrikihi tühjenemist, mis on skaala adhesioonijõudude elektrostaatilise komponendi aluseks ja selle tulemusena mastaabi hävimine. Voolu läbilaskevõime väärtused alla 61 V ei ole katlakivi hävitamiseks piisavad ja üle 150 V voolupotentsiaali väärtuste korral algab tõenäoliselt küttetorude metalli soovimatu elektriline erosioon.
Metallpind, millele saab käesolevale leiutisele vastavat meetodit rakendada, võib olla osa järgmistest soojusseadmetest: auru- ja kuumaveekatelde küttetorud, soojusvahetid, katlasõlmed, aurustid, soojustrassid, elamute küttesüsteemid ja tööstusrajatised käimasoleva töö ajal. See loetelu on illustreeriv ega piira seadmete loendit, mille puhul käesolevale leiutisele vastavat meetodit saab rakendada.
Mõnes teostuses võib rauda sisaldav sulam, millest valmistatakse metallpind, millele käesoleva leiutise meetodit saab rakendada, olla teras või muu rauda sisaldav materjal, näiteks malm, kovar, fekraal, trafoteras, alsifer, magneto, alnico, kroomteras, invar jne. See loetelu on illustratiivne ega piira rauda sisaldavate sulamite loendit, mille puhul käesolevale leiutisele vastavat meetodit saab rakendada. Eriala asjatundja suudab erialaselt tuntud teadmiste põhjal tuvastada sellised rauda sisaldavad sulamid, mida saab kasutada vastavalt käesolevale leiutisele.
Vesikeskkond, millest võib moodustuda katlakivi, on käesoleva leiutise mõne teostuse kohaselt kraanivesi. Vesikeskkonnaks võib olla ka vesi, mis sisaldab lahustunud metalliühendeid. Lahustunud metalliühendid võivad olla raua- ja/või leelismuldmetalliühendid. Vesikeskkond võib olla ka raua- ja/või leelismuldmetalliühendite kolloidsete osakeste vesisuspensioon.
Käesolevale leiutisele vastav meetod eemaldab eelnevalt tekkinud sadestused ja toimib reaktiivivaba vahendina sisepindade puhastamiseks kütteseadme töötamise ajal, tagades seejärel selle katlakivivaba töö. Sel juhul ületab selle tsooni suurus, mille piires saavutatakse katlakivi ja korrosiooni vältimine, oluliselt tõhusa katlakivi hävitamise tsooni suurust.
Käesolevale leiutisele vastaval meetodil on järgmised eelised:
Ei nõua reaktiivide kasutamist, st. keskkonnasõbralik;
Lihtne rakendada, ei vaja eriseadmeid;
Võimaldab suurendada soojusülekandetegurit ja tõsta katelde efektiivsust, mis mõjutab oluliselt selle töö majandusnäitajaid;
Võib kasutada lisandina katlaeelse veetöötluse rakendatud meetoditele või eraldi;
Võimaldab loobuda vee pehmendamise ja õhutustamise protsessidest, mis lihtsustab oluliselt katlamajade tehnoloogilist skeemi ning võimaldab oluliselt vähendada kulusid ehituse ja ekspluatatsiooni ajal.
Meetodi võimalikud objektid võivad olla soojaveeboilerid, heitsoojuskatlad, suletud süsteemid soojusvarustus, merevee termilise magestamise seadmed, auru muundamise tehased jne.
Korrosioonikahjustuste ja katlakivi tekke puudumine sisepindadel avab võimaluse töötada välja põhimõtteliselt uued väikese ja keskmise võimsusega aurukatelde disaini- ja paigutuslahendused. See võimaldab termiliste protsesside intensiivistumise tõttu saavutada aurukatelde kaalu ja mõõtmete olulist vähenemist. Tagada küttepindade etteantud temperatuuritase ning sellest tulenevalt vähendada kütusekulu, suitsugaaside mahtu ning vähendada nende eraldumist atmosfääri.
RAKENDAMISE NÄIDE
Käesolevas leiutises nõutud meetodit testiti Admiraliteedi laevatehastes ja Krasnõi Khimiki katlajaamades. On näidatud, et käesolevale leiutisele vastav meetod puhastab tõhusalt katlasõlmede sisepindu sadestustest. Nende tööde käigus saavutati kütuseekvivalendi kokkuhoid 3-10%, samas kui säästuväärtuste kõikumine on seotud katlaagregaatide sisepindade erineva saastumisastmega. Töö eesmärk oli hinnata väidetava meetodi efektiivsust keskmise võimsusega aurukatelde reaktiivivaba, katlakivivaba töö tagamiseks kvaliteetse veepuhastuse tingimustes, veekeemia režiimi järgimise ja kõrge professionaalse tasemega. seadmete tööst.
Käesolevas leiutises nõutud meetodit katsetati riikliku ettevõtte "TEK SPb" edelaosa 4. Krasnoselskaja katlamaja aurukatlaplokil nr 3 DKVR 20/13. Katlasõlme töö viidi läbi rangelt vastavalt nõuetele reguleerivad dokumendid. Katel on varustatud kõigi vajalike vahenditega selle tööparameetrite jälgimiseks (tekkiva auru rõhk ja voolukiirus, toitevee temperatuur ja voolukiirus, lõhkeõhu ja kütuse rõhk põletitele, vaakum gaasitrassi põhiosades katlaüksusest). Katla auruvõimsus hoiti 18 t/h, aururõhk katla trumlis oli 8,1…8,3 kg/cm 2 . Ökonaiser töötas kütterežiimil. Lähteveena kasutati linna veevarustusvett, mis vastas GOST 2874-82 “Joogivesi” nõuetele. Tuleb märkida, et nimetatud katlaruumi sisenevate rauaühendite kogus ületab reeglina regulatiivseid nõudeid (0,3 mg/l) ja ulatub 0,3-0,5 mg/l, mis põhjustab sisepindade intensiivset kinnikasvamist rauaühenditega. .
Meetodi efektiivsust hinnati katlasõlme sisepindade seisukorra alusel.
Käesolevale leiutisele vastava meetodi mõju hindamine katlaseadme sisemiste küttepindade seisukorrale.
Enne katsetuste algust viidi läbi katlasõlme sisekontroll ja fikseeriti sisepindade esialgne seisukord. Katla eelülevaatus tehti kütteperioodi alguses, kuu aega peale selle keemilist puhastust. Kontrolli tulemusena selgus: trumlite pinnal on pidevad tumepruuni värvusega tahked, paramagnetiliste omadustega ladestised, mis koosnevad oletatavasti raudoksiididest. Sademete paksus oli visuaalselt kuni 0,4 mm. Keedutorude nähtavas osas, peamiselt ahjupoolsel küljel, leiti mittepidevaid tahkeid ladestusi (kuni viis täppi 100 mm toru pikkuse kohta suurusega 2–15 mm ja visuaalne paksus kuni 0,5 mm).
Dokumendis RU 2100492 C1 kirjeldatud seade voolukandepotentsiaali tekitamiseks ühendati punktis (1) katla tagaküljel asuva ülemise trumli luugiga (2) (vt joonis 1). Voolu kandev elektripotentsiaal oli võrdne 100 V. Voolu juhtivat elektripotentsiaali hoiti pidevalt 1,5 kuud. Selle perioodi lõpus avati katlaüksus. Katlaseadme sisekontrolli tulemusena tuvastati ülemise ja alumise trumli pinnal (3) 2-2,5 meetri raadiuses (tsoon (4)) peaaegu täielik sademete puudumine (visuaalselt mitte rohkem kui 0,1 mm) ) trumli luukidest (seadme ühenduspunktid voolupotentsiaali tekitamiseks (1)). 2,5-3,0 m kaugusel (tsoon (5)) luukidest säilisid ladestused (6) kuni 0,3 mm paksuste üksikute mugulate (laikude) kujul (vt joonis 1). Edasi, ettepoole liikudes algavad (3,0-3,5 m kaugusel luukidest) pidevad ladestused (7) kuni 0,4 mm visuaalselt, s.t. sellel kaugusel seadme ühenduspunktist ei olnud käesolevale leiutisele vastava puhastusmeetodi mõju praktiliselt ilmne. Voolu kandev elektripotentsiaal oli võrdne 100 V. Voolu juhtivat elektripotentsiaali hoiti pidevalt 1,5 kuud. Selle perioodi lõpus avati katlaüksus. Katlaseadme sisekontrolli tulemusena tuvastati ülemise ja alumise trumli pinnal peaaegu täielik sademete puudumine (visuaalselt mitte rohkem kui 0,1 mm) 2-2,5 meetri raadiuses trumli luukidest (kinnituspunktid). seade voolukandepotentsiaali loomiseks). 2,5-3,0 m kaugusel luukidest säilisid ladestused üksikute kuni 0,3 mm paksuste mugulatena (täppidena) (vt joon. 1). Edasi liikudes ettepoole (3,0-3,5 m kaugusel luukidest) algavad visuaalselt pidevad kuni 0,4 mm ladestused, s.t. sellel kaugusel seadme ühenduspunktist ei olnud käesolevale leiutisele vastava puhastusmeetodi mõju praktiliselt ilmne.
Keedutorude nähtavas osas, 3,5–4,0 m raadiuses trumli luukidest, täheldati sademete peaaegu täielikku puudumist. Edasi, kui liigume esiosa poole, leitakse mittepidevaid tahkeid ladestusi (kuni viis laiku 100 lineaarse mm kohta suurusega 2–15 mm ja visuaalne paksus kuni 0,5 mm).
Selle testimisetapi tulemusena jõuti järeldusele, et käesolevale leiutisele vastav meetod suudab ilma reaktiive kasutamata tõhusalt hävitada varem tekkinud ladestused ja tagada katlaseadme katlakivivaba töö.
Katsetamise järgmises etapis ühendati punktis “B” voolu kandepotentsiaali tekitav seade ja katsed jätkusid veel 30-45 päeva.
Katlaploki järgmine avamine viidi läbi pärast seadme 3,5 kuud pidevat töötamist.
Katlaploki ülevaatus näitas, et varem allesjäänud ladestused hävisid täielikult ja katla torude alumistesse osadesse jäi vaid väike kogus.
See võimaldas meil teha järgmised järeldused:
Tsooni suurus, mille piires on tagatud katlaseadme katlakivivaba töö, ületab oluliselt sademete tõhusa hävitamise tsooni suurust, mis võimaldab voolukandva potentsiaali ühenduspunkti hilisemat ülekandmist kogu sisemuse puhastamiseks. katla agregaadi pinda ja säilitada selle katlakivivaba töörežiim;
Varem moodustunud maardlate hävitamise ja uute tekke vältimise tagavad erineva iseloomuga protsessid.
Ülevaatuse tulemuste põhjal otsustati katsetamist jätkata kuni kütteperioodi lõpuni, et lõpuks puhastada trumlid ja keedutorud ning määrata katla katlakivivaba töö tagamise töökindlus. Katlaploki järgmine avamine viidi läbi 210 päeva pärast.
Katla sisekontrolli tulemused näitasid, et katla sisepindade puhastamine ülemise ja alumise trumli ning keedutorude sees viis sademete peaaegu täieliku eemaldamiseni. Kogu metalli pinnale tekkis õhuke tihe kate, musta värvi ja sinise tuhmuga, mille paksus isegi niisutatud olekus (peaaegu kohe pärast katla avamist) ei ületanud visuaalselt 0,1 mm.
Samas leidis kinnitust katlaseadme katlakivivaba töö tagamise usaldusväärsus käesoleva leiutise meetodi kasutamisel.
Magnetiitkile kaitsev toime püsis pärast seadme lahtiühendamist kuni 2 kuud, mis on täiesti piisav, et tagada katla agregaadi säilimine kuivmeetodil selle reservi üleviimisel või remondiks.
Kuigi käesolevat leiutist on kirjeldatud seoses erinevate konkreetsed näited ja leiutise teostusnäidete puhul tuleb mõista, et see leiutis ei ole sellega piiratud ja et seda saab rakendada järgmiste nõudluspunktide raames
1. Meetod katlakivi tekke vältimiseks rauda sisaldavast sulamist valmistatud metallpinnal, mis puutub kokku auru-vee keskkonnaga, millest võib tekkida katlakivi, sealhulgas voolu kandva elektripotentsiaali rakendamine nimetatud metallpinnale. vahemikus 61 V kuni 150 V, et neutraliseerida nimetatud metallpinna ja kolloidosakeste ning ioone moodustavate katlakivi vahelise jõu adhesiooni elektrostaatiline komponent.
Leiutis käsitleb soojusenergeetikat ja seda saab kasutada auru- ja kuumaveekatelde, soojusvahetite, katlasõlmede, aurustite, soojustrasside, elamute ja tööstusrajatiste küttesüsteemide katlakivi ja korrosiooni eest kaitsmiseks töö ajal. Meetod katlakivi moodustumise vältimiseks rauda sisaldavast sulamist valmistatud metallpinnal, mis puutub kokku auru-vee keskkonnaga, millest võib tekkida katlakivi, hõlmab nimetatud metallpinnale voolu kandva elektripotentsiaali rakendamist vahemikus. 61 V kuni 150 V, et neutraliseerida haardumisjõu elektrostaatiline komponent kindlaksmääratud metallpinna ja kolloidosakeste ning katlakivi moodustavate ioonide vahel. Tehniliseks tulemuseks on kuumavee- ja aurukatelde efektiivsuse ja tootlikkuse tõstmine, soojusülekande efektiivsuse tõstmine, moodustunud katlakivi kiht-kihilise hävimise ja eemaldamise tagamine, samuti selle uue tekke vältimine. 2 palka f-ly, 1 ave., 1 ill.
Tingimused, milles aurukatelde elemendid töötamise ajal asuvad, on äärmiselt mitmekesised.
Nagu on näidanud arvukad korrosioonikatsed ja tööstuslikud vaatlused, võivad madala legeeritud ja isegi austeniitsed terased katla töötamise ajal tugevalt korrosiooni alla sattuda.
Aurukatelde metallist küttepindade korrosioon põhjustab enneaegset kulumist ning mõnikord põhjustab tõsiseid probleeme ja õnnetusi.
Enamik katelde hädaseiskamisi toimub ekraani, teravilja ökonomaiseri, auru ülekuumenemistorude ja katla trumlite korrosioonikahjustuste tõttu. Kasvõi ühe korrosioonifistuli ilmumine ühekordselt läbikäidavas katlas viib kogu seadme väljalülitamiseni, mis on seotud elektritootmise puudumisega. Soojuselektrijaamade rikete peamiseks põhjuseks on saanud kõrg- ja ülikõrgsurve trummelkatelde korrosioon. 90% korrosioonikahjustustest tingitud töötõrgetest tekkisid trummelkateldel rõhuga 15,5 MPa. Märkimisväärne hulk korrosioonikahjustusi soolasektsioonide sõelatorudele tekkis maksimaalse soojuskoormusega piirkondades.
USA spetsialistide poolt 238 katla (plokid võimsusega 50-600 MW) kontrollimisel tuvastati 1719 plaanivälist seisakut. Umbes 2/3 katla seisakutest oli põhjustatud korrosioonist, millest 20% auru tekitavate torude korrosioonist. USA-s tunnistati sisekorrosioon tõsiseks probleemiks pärast kasutuselevõttu 1955. aastal suur number trummelkatlad rõhuga 12,5-17 MPa.
1970. aasta lõpuks oli 610 sellisest katlast umbes 20% korrosioonikahjustusi. Ekraantorud olid enamasti vastuvõtlikud sisemisele korrosioonile, samas kui ülekuumendid ja ökonomaiserid olid sellest vähem mõjutatud. Toitevee kvaliteedi paranemise ja koordineeritud fosfaatimisrežiimile üleminekuga koos USA elektrijaamade trummelkatelde parameetrite suurenemisega tekkisid viskoossete plastiliste korrosioonikahjustuste asemel sõelatorude äkilised haprad purunemised. «J970 t seisuga 12,5, 14,8 ja 17 MPa rõhkudega kateldel oli torude hävimine korrosioonikahjustuste tõttu vastavalt 30, 33 ja 65%.
Vastavalt korrosiooniprotsessi tingimustele eristatakse atmosfääri korrosiooni, mis tekib atmosfääri- ja ka märgade gaaside mõjul; gaas, mis on põhjustatud metalli vastasmõjust erinevate gaasidega – hapnik, kloor jne – kõrgel temperatuuril ning korrosioon elektrolüütides, enamasti vesilahustes.
Korrosiooniprotsesside olemuse tõttu võib katla metall olla allutatud keemilisele ja elektrokeemilisele korrosioonile ning nende koosmõjule.
Aurukatelde küttepindade käitamisel tekib suitsugaaside oksüdeerivas ja redutseerivas atmosfääris kõrgtemperatuuriline gaasikorrosioon ning sabaküttepindade madalatemperatuuriline elektrokeemiline korrosioon.
Uuringutega on kindlaks tehtud, et küttepindade kõrgtemperatuuriline korrosioon toimub kõige intensiivsemalt ainult suitsugaasides sisalduva vaba hapniku ja sula vanaadiumoksiidide juuresolekul.
Kõrgtemperatuuriline gaasi- või sulfiidkorrosioon suitsugaaside oksüdeerivas atmosfääris mõjutab sõel- ja konvektiivülekuumendi torusid, katlakimpude esimesi ridu, torudevahelisi metallvahesid, riiulid ja suspensioonid.
Mitmete kõrg- ja ülekriitilise rõhuga katelde põlemiskambrite sõelatorudel täheldati kõrgtemperatuurset gaasikorrosiooni redutseerivas atmosfääris.
Gaasipoolsete küttepindade torude korrosioon on keeruline füüsikaline ja keemiline protsess, kus suitsugaasid ja välissademed interaktsioonis oksiidkilede ja torumetalliga. Selle protsessi arengut mõjutavad ajas muutuvad intensiivsed soojusvood ning siserõhust ja enesekompensatsioonist tulenevad suured mehaanilised pinged.
Kesk- ja madalrõhukateldel on vee keemistemperatuuri järgi määratud ekraani seina temperatuur madalam ja seetõttu seda tüüpi metallide hävimist ei täheldata.
Küttepindade korrosioon suitsugaasidest (väliskorrosioon) on metallide hävimise protsess, mis tuleneb koostoimest põlemisproduktide, agressiivsete gaaside, lahuste ja mineraalsete ühendite sulamitega.
Metalli korrosiooni all mõistetakse metalli järkjärgulist hävimist, mis tekib keemilise või elektrokeemilise kokkupuute tagajärjel väliskeskkonnaga.
\ Metalli hävitamise protsessid, mis on nende otsese keemilise koostoime tagajärg keskkonnaga, klassifitseeritakse keemiliseks korrosiooniks.
Keemiline korrosioon tekib siis, kui metall puutub kokku ülekuumendatud auru ja kuivade gaasidega. Kuivades gaasides tekkivat keemilist korrosiooni nimetatakse gaasikorrosiooniks.
Katla ahjus ja gaasikanalites tekib hapniku mõjul torude ja ülekuumendi riiulite välispinna gaasikorrosioon, süsinikdioksiid, veeaur, vääveldioksiid ja muud gaasid; torude sisepind - auru või veega koostoime tulemusena.
Elektrokeemilist korrosiooni iseloomustab erinevalt keemilisest korrosioonist asjaolu, et selle käigus toimuvate reaktsioonidega kaasneb elektrivoolu ilmumine.
Elektrienergia kandjaks lahustes on neis molekulide dissotsiatsiooni tõttu esinevad ioonid ja metallides vabad elektronid:
Katla sisepind on peamiselt allutatud elektrokeemilisele korrosioonile. Kaasaegsete kontseptsioonide kohaselt on selle avaldumine tingitud kahest sõltumatust protsessist: anoodsest, mille käigus metalliioonid lahustuvad hüdraatunud ioonide kujul, ja katoodsest, mille käigus üleliigsed elektronid assimileeritakse depolarisaatorite abil. Depolarisaatorid võivad olla aatomid, ioonid, molekulid, mis on redutseeritud.
Välismärkide põhjal eristatakse korrosioonikahjustuste pidevaid (üldisi) ja lokaalseid (kohalikke) vorme.
Üldkorrosiooni korral on kogu agressiivse keskkonnaga kokkupuutuv küttepind korrodeerunud, hõrenedes ühtlaselt seest või väljast. Kohaliku korrosiooni korral toimub hävimine pinna üksikutes piirkondades, ülejäänud metallpinda kahjustused ei mõjuta.
Kohalik korrosioon hõlmab punktkorrosiooni, haavandkorrosiooni, punktkorrosiooni, teradevahelist korrosiooni, pingekorrosioonipragusid ja metallide korrosiooniväsimist.
Tüüpiline näide elektrokeemilisest korrosioonist põhjustatud hävitamisest.
TPP-110 katelde NRCh 042X5 mm terasest 12Kh1MF torude välispinna hävitamine toimus horisontaalses sektsioonis tõste- ja langetusaasa alumises osas alumise ekraaniga külgnevas piirkonnas. Toru tagumisel küljel tekkis avaus, mille servad olid hävimiskohas kerge hõrenemisega. Purustuste põhjuseks oli toruseina hõrenemine ligikaudu 2 mm võrra, mis on tingitud veejoaga lagundamisest tingitud korrosioonist. Pärast katla seiskamist aurutootmisega 950 t/h, kuumutatud antratsiidi pelletitolmuga (vedelräbu eemaldamine), rõhuga 25,5 MPa ja ülekuumendatud auru temperatuuril 540 °C, jäi torudele märg räbu ja tuhk, mille elektrokeemiline korrosioon kulges intensiivselt. Toru väliskülg kaeti paksu pruuni raudhüdroksiidi kihiga, mille siseläbimõõt jäi kõrg- ja ülikõrgsurvekatelde torude lubatud hälvete piiresse. Välisläbimõõdu mõõtmetel on hälbed üle miinustolerantsi: minimaalne välisläbimõõt. ulatus 39 mm-ni ja minimaalne lubatud 41,7 mm. Seina paksus korrosioonikahjustuse punkti lähedal oli vaid 3,1 mm toru nimipaksusega 5 mm.
Metalli mikrostruktuur on kogu pikkuses ja ümbermõõdus ühtlane. Toru sisepinnal on dekarboniseeritud kiht, mis on tekkinud toru oksüdeerumisel kuumtöötlemisel. Peal väljaspool sellist kihti pole.
NRF-i torude uurimine pärast esimest purunemist võimaldas välja selgitada hävingu põhjuse. Otsustati NRF välja vahetada ja räbu eemaldamise tehnoloogiat muuta. Sel juhul tekkis õhukese elektrolüüdikihi olemasolu tõttu elektrokeemiline korrosioon.
Kaevukorrosioon toimub intensiivselt üksikutel väikestel pinnaaladel, kuid sageli üsna sügaval. Kui haavandite läbimõõt on umbes 0,2–1 mm, nimetatakse seda täpiliseks.
Kohtades, kus tekivad haavandid, võivad aja jooksul tekkida fistulid. Kaevud on sageli täidetud korrosioonisaadustega, mistõttu ei ole neid alati võimalik tuvastada. Näiteks võib tuua terasest ökonomaiseri torude hävimise, mis on tingitud toitevee halvast deaeratsioonist ja vee madalast liikumisest torudes.
Hoolimata asjaolust, et märkimisväärne osa torude metallist on mõjutatud, tuleb läbivate fistulite tõttu ökonomaiseri mähised täielikult välja vahetada.
Aurukatelde metall on allutatud järgmistele ohtlikele korrosiooniliikidele: hapniku korrosioon katelde töö ajal ja nende remondi ajal; kristallidevaheline korrosioon kohtades, kus katla vesi aurustub; auru-vee korrosioon; austeniitsetest terasest valmistatud katla elementide korrosioonipragunemine; alammuda – ulguv korrosioon. lühikirjeldus näidatud katla metalli korrosioonitüübid on toodud tabelis. YUL.
Katelde töötamise ajal eristatakse metallide korrosiooni - koormuse all ja seisva korrosiooni.
Korrosioon koormuse all on kuumenemisele kõige vastuvõtlikum. valmistatud katla elemendid, mis puutuvad kokku kahefaasilise keskkonnaga, st sõel ja katla torud. Ökonomiseeride ja ülekuumendite sisepind on katla töötamise ajal korrosioonist vähem mõjutatud. Korrosioon koormuse all toimub ka hapnikuvabas keskkonnas.
Parkimiskorrosioon tekib kuivendamata aladel. vertikaalsete ülekuumendipoolide elemendid, horisontaalsete ülekuumendipoolide longus torud
