Metaalcorrosie van warmwaterketels. Corrosie en erosie in midden- en lagedrukketels vanaf de ovenzijde
Soorten corrosie. Tijdens bedrijf worden de elementen van een stoomketel blootgesteld aan agressieve media - water, stoom en griepsgassen. Er zijn chemische en elektrochemische corrosie.
Chemische corrosie veroorzaakt door stoom of water, vernietigt het metaal gelijkmatig over het gehele oppervlak. De snelheid van dergelijke corrosie in moderne scheepsketels is laag. Gevaarlijker is lokale chemische corrosie veroorzaakt door agressieve stoffen chemische bestanddelen vervat in asafzettingen (zwavel, vanadiumoxiden, enz.).
De meest voorkomende en gevaarlijke is elektrochemische corrosie, voorkomend in waterige oplossingen van elektrolyten wanneer elektrische stroom, veroorzaakt door potentiële verschillen tussen individuele delen van het metaal die verschillen in chemische heterogeniteit, temperatuur of kwaliteit van de verwerking.
De rol van de elektrolyt wordt gespeeld door water (in geval van interne corrosie) of gecondenseerde waterdamp in afzettingen (in geval van externe corrosie).
Het verschijnen van dergelijke microgalvanische paren op het oppervlak van de pijpen leidt ertoe dat metaalionatomen in het water terechtkomen in de vorm van positief geladen ionen, en het oppervlak van de pijp op deze plaats een negatieve lading krijgt. Als het verschil in de potentiaal van dergelijke microgalvanische paren onbeduidend is, ontstaat er geleidelijk een dubbele elektrische laag op het metaal-watergrensvlak, wat de verdere voortgang van het proces vertraagt.
In de meeste gevallen zijn de potentiëlen van de afzonderlijke secties echter verschillend, waardoor er een EMF optreedt die van een hogere potentiaal (anode) naar een kleinere (kathode) wordt gericht.
In dit geval gaan metaalionatomen van de anode naar het water en hopen overtollige elektronen zich op aan de kathode. Als gevolg hiervan worden de elektromagnetische velden en daarmee de intensiteit van het metaalvernietigingsproces sterk verminderd.
Dit fenomeen wordt polarisatie genoemd. Als de anodepotentiaal afneemt als gevolg van de vorming van een beschermende oxidefilm of een toename van de concentratie van metaalionen in het anodegebied, en de kathodepotentiaal vrijwel onveranderd blijft, wordt de polarisatie anode genoemd.
Tijdens kathodische polarisatie in een oplossing nabij de kathode daalt de concentratie van ionen en moleculen die overtollige elektronen van het metaaloppervlak kunnen verwijderen scherp. Hieruit volgt dat het belangrijkste punt in de strijd tegen elektrochemische corrosie het creëren van omstandigheden is waarin beide soorten polarisatie in stand zullen worden gehouden.
In de praktijk is dit onmogelijk te realiseren, omdat ketelwater altijd depolarisatoren bevat: stoffen die polarisatieprocessen verstoren.
Depolarisatoren omvatten O 2- en CO 2-moleculen, H + , Cl - en SO - 4 ionen, evenals ijzer- en koperoxiden. CO 2 , Cl - en SO - 4 opgelost in water remmen de vorming van een dichte beschermende oxidefilm op de anode en dragen daardoor bij aan het intensieve optreden van anodische processen. Waterstofionen H+ verminderen de negatieve lading van de kathode.
De invloed van zuurstof op de corrosiesnelheid begon zich in twee tegengestelde richtingen te manifesteren. Enerzijds verhoogt zuurstof de snelheid van het corrosieproces, omdat het een sterke depolarisator van de kathodeplaatsen is, anderzijds heeft het een passiverend effect op het oppervlak.
Meestal hebben ketelonderdelen van staal een vrij sterke initiële oxidefilm, die het materiaal beschermt tegen blootstelling aan zuurstof totdat het wordt vernietigd door chemische of mechanische factoren.
De snelheid van heterogene reacties (waaronder corrosie) wordt geregeld door de intensiteit van de volgende processen: toevoer van reagentia (voornamelijk depolarisatoren) naar het oppervlak van het materiaal; vernietiging van de beschermende oxidefilm; verwijdering van reactieproducten van de plaats waar het optreedt.
De intensiteit van deze processen wordt grotendeels bepaald door hydrodynamische, mechanische en thermische factoren. Daarom zijn maatregelen om de concentratie van agressieve chemische reagentia bij een hoge intensiteit van de andere twee processen te verminderen, zoals de ervaring met het bedienen van ketels laat zien, meestal niet effectief.
Hieruit volgt dat de oplossing voor het probleem van het voorkomen van corrosieschade alomvattend moet zijn, waarbij rekening moet worden gehouden met alle factoren die van invloed zijn op de initiële oorzaken van de vernietiging van materialen.
Elektrochemische corrosie
Afhankelijk van de plaats van optreden en de stoffen die bij de reacties betrokken zijn, worden de volgende typen onderscheiden: elektrochemische corrosie:
- zuurstof (en zijn variëteit - parkeren),
- sub-slib (ook wel “shell” genoemd),
- intergranulair (alkalibrosheid van ketelstaal),
- gleuf en
- zwavelhoudend.
Zuurstofcorrosie waargenomen in economizers, fittingen, toevoer- en afvoerpijpen, stoom-watercollectoren en intra-collectorapparaten (platen, pijpen, desuperheaters, enz.). Vooral de spoelen van het secundaire circuit van dubbelcircuitketels, terugwinningsketels en stoomluchtverwarmers zijn gevoelig voor zuurstofcorrosie. Zuurstofcorrosie treedt op tijdens de werking van de ketel en is afhankelijk van de concentratie zuurstof die in het ketelwater is opgelost.
De snelheid van zuurstofcorrosie in hoofdketels is laag, wat te wijten is aan efficiënt werk ontluchters en fosfaat-nitraatwaterregime. Bij hulpwaterpijpketels bedraagt deze vaak 0,5 - 1 mm/jaar, hoewel deze gemiddeld tussen 0,05 - 0,2 mm/jaar ligt. De aard van schade aan ketelstaal is kleine zweren.
Een gevaarlijker vorm van zuurstofcorrosie is corrosie bij het parkeren, die optreedt tijdens de periode van inactiviteit van de ketel. Vanwege de specifieke aard van hun werk zijn alle scheepsketels (en in het bijzonder hulpketels) onderhevig aan intensieve corrosie bij het parkeren. In de regel leidt stopcorrosie niet tot ketelstoringen. Metaal dat tijdens het stilleggen is gecorrodeerd, wordt echter intensiever vernietigd tijdens de werking van de ketel.
De belangrijkste oorzaak van stilstandcorrosie is het binnendringen van zuurstof in het water als de ketel vol is, of in de vochtfilm op het metalen oppervlak als de ketel wordt afgetapt. Een belangrijke rol hierin wordt gespeeld door chloriden en NaOH in water, en in water oplosbare zoutafzettingen.
Als er chloriden in water zitten, wordt de uniforme corrosie van het metaal intenser, en als het een kleine hoeveelheid alkaliën bevat (minder dan 100 mg/l), dan is de corrosie gelokaliseerd. Om parkeercorrosie bij een temperatuur van 20 - 25 ° C te voorkomen, moet het water maximaal 200 mg/l NaOH bevatten.
Uiterlijke tekenen van corrosie waarbij zuurstof betrokken is: plaatselijke putjes kleine maat(Fig. 1, a), gevuld met bruine corrosieproducten die knobbeltjes vormen boven de zweren.
Het verwijderen van zuurstof uit voedingswater is een van de belangrijke maatregelen om zuurstofcorrosie te verminderen. Sinds 1986 is het zuurstofgehalte in het voedingswater voor de hulp- en terugwinningsketels van schepen beperkt tot 0,1 mg/l.
Zelfs met een dergelijk zuurstofgehalte van het voedingswater wordt echter tijdens bedrijf corrosieschade aan de ketelelementen waargenomen, wat wijst op de overheersende invloed van de processen van vernietiging van de oxidefilm en het uitlekken van reactieproducten uit de corrosieplaatsen. Meest een duidelijk voorbeeld Wat de invloed van deze processen op corrosieschade illustreert, is de vernietiging van de spoelen van terugwinningsketels met geforceerde circulatie.
Rijst. 1. Schade door zuurstofcorrosie
Corrosieschade bij zuurstofcorrosie zijn ze meestal strikt gelokaliseerd: aan binnenoppervlak inlaatsecties (zie afb. 1, a), in het bochtgebied (afb. 1, b), bij de uitlaatsecties en in de spiraalbocht (zie afb. 1, c), evenals in de stoom-watercollectoren van terugwinningsketels (zie figuur 1, d). Het is in deze gebieden (2 - gebied van cavitatie nabij de muur) dat de hydrodynamische kenmerken van de stroming omstandigheden creëren voor de vernietiging van de oxidefilm en intensieve uitloging van corrosieproducten.
Elke vervorming van de waterstroom en het stoom-watermengsel gaat inderdaad gepaard met het uiterlijk cavitatie in muurlagen expanderende stroom 2, waarbij de gevormde en onmiddellijk instortende stoombellen de vernietiging van de oxidefilm veroorzaken als gevolg van de energie van hydraulische micro-impacts.
Dit wordt ook vergemakkelijkt door wisselende spanningen in de film, veroorzaakt door trillingen van de spoelen en schommelingen in temperatuur en druk. Verhoogde lokale turbulentie van de stroming in deze gebieden veroorzaakt actieve uitloging van corrosieproducten.
In de directe uitlaatsecties van de spoelen wordt de oxidefilm vernietigd als gevolg van inslagen op het oppervlak van waterdruppels tijdens turbulente pulsaties van de stroom van het stoom-watermengsel, waarvan de gedispergeerde ringvormige bewegingsmodus hier wordt verspreid met een stroom snelheid tot 20-25 m/s.
Onder deze omstandigheden veroorzaakt zelfs een laag zuurstofgehalte (~ 0,1 mg/l) intensieve vernietiging van het metaal, wat leidt tot het verschijnen van fistels in de inlaatsecties van de spoelen van La Mont-terugwinningsketels na 2-4 jaar gebruik, en in andere gebieden - na 6-12 jaar.
Rijst. 2. Corrosieschade aan de economiserspoelen van de terugwinningsketels KUP1500R van het Indira Gandhi-motorschip.
Laten we, om het bovenstaande te illustreren, eens kijken naar de oorzaken van schade aan de economiserspoelen van twee terugwinningsketels van het type KUP1500R, geïnstalleerd op de lichtere drager "Indira Gandhi" (type "Alexey Kosygin"), die in oktober 1985 in gebruik werd genomen. Februari 1987 wegens schade De economizers van beide ketels zijn vervangen. Na 3 jaar treedt zelfs bij deze economizers schade op aan de spoelen, gelegen in gebieden tot 1-1,5 m van de inlaatcollector. De aard van de schade duidt (Fig. 2, a, b) op typische zuurstofcorrosie gevolgd door vermoeiingsfalen (dwarsscheuren).
De aard van vermoeidheid op individuele gebieden is echter anders. Het verschijnen van een scheur (en eerder barsten van de oxidefilm) in het gebied van de las (zie figuur 2, a) is een gevolg van afwisselende spanningen veroorzaakt door trillingen van de pijpenbundel en het ontwerpkenmerk van de verbinding tussen de spoelen en de collector (het uiteinde van de spoel met een diameter van 22x3 is vastgelast aan een gebogen fitting met een diameter van 22x3 22x2).
De vernietiging van de oxidefilm en de vorming van vermoeiingsscheuren op het binnenoppervlak van de rechte delen van de spoelen, op 700-1000 mm afstand van de ingang (zie figuur 2, b), worden veroorzaakt door wisselende thermische spanningen die ontstaan tijdens de inbedrijfstelling van de ketel, wanneer het hete oppervlak wordt bediend koud water. In dit geval wordt het effect van thermische spanningen versterkt door het feit dat de vinnen van de spoelen de vrije uitzetting van het buismetaal belemmeren, waardoor extra spanningen in het metaal ontstaan.
Slibcorrosie meestal waargenomen in hoofdwaterpijpketels op de interne oppervlakken van het scherm en stoomgenererende pijpen van de verbrandingsbundels die naar de toorts zijn gericht. De aard van subslibcorrosie bestaat uit ovaalvormige zweren met een afmeting langs de hoofdas (parallel aan de pijpas) van maximaal 30-100 mm.
Op de zweren bevindt zich een dichte laag oxiden in de vorm van "schillen" 3 (fig. 3). Slurry-corrosie treedt op in de aanwezigheid van vaste depolarisatoren - ijzer- en koperoxiden 2, die worden afgezet op de meest hittebelaste delen van leidingen op plaatsen actieve centra corrosie die optreedt wanneer oxidefilms worden vernietigd.
Bovenop 1 vormt zich een losse laag kalkaanslag en corrosieproducten. De resulterende “schillen” van corrosieproducten zitten stevig vast aan het basismetaal en kunnen alleen mechanisch worden verwijderd. Onder de “schillen” verslechtert de warmteoverdracht, wat leidt tot oververhitting van het metaal en het verschijnen van uitstulpingen.
Dit type corrosie is niet typisch voor hulpketels, maar onder hoge thermische belastingen en geschikte waterbehandelingsomstandigheden kan het optreden van slibcorrosie in deze ketels niet worden uitgesloten.
De verwarmingsoppervlakken van buis- en regeneratieve luchtverwarmers, lagetemperatuureconomisers, evenals metalen rookkanalen en schoorstenen bij metaaltemperaturen onder het dauwpunt van rookgassen. De bron van corrosie bij lage temperaturen is zwavelzuuranhydride SO 3, dat in de rookgassen zwavelzuurdamp vormt, die condenseert bij de dauwpunttemperaturen van de rookgassen. Een paar duizendsten van een procent SO 3 in gassen is voldoende om metaalcorrosie te veroorzaken met een snelheid van meer dan 1 mm/jaar. Corrosie bij lage temperaturen wordt vertraagd door het verbrandingsproces te organiseren met een kleine overmaat aan lucht, maar ook door brandstofadditieven te gebruiken en de corrosieweerstand van het metaal te vergroten.
De verbrandingsschermen van trommel- en directestroomketels zijn tijdens de verbranding onderhevig aan corrosie bij hoge temperaturen vaste brandstof, stoomoververhitters en hun bevestigingen, evenals schermen van het lagere stralingsgedeelte van superkritische drukketels bij het verbranden van zwavelhoudende stookolie.
Corrosie van het binnenoppervlak van leidingen is een gevolg van de interactie van zuurstof- en kooldioxidegassen of zouten (chloriden en sulfaten) in het ketelwater met het metaal van de leidingen. In moderne superkritische stoomdrukketels is het gehalte aan gassen en corrosieve zouten als gevolg van diepe ontzouting van voedingswater en thermische ontluchting onbeduidend en de belangrijkste oorzaak van corrosie is de interactie van het metaal met water en stoom. Corrosie van het binnenoppervlak van pijpen manifesteert zich in de vorming van putjes, putten, holtes en scheuren; het buitenoppervlak van beschadigde pijpen mag niet verschillen van gezonde pijpen.
Schade als gevolg van interne corrosie van leidingen omvat ook:
corrosie door zuurstofstagnatie, die alle delen van het binnenoppervlak van pijpen aantast. De meest intensief getroffen gebieden zijn de gebieden die bedekt zijn met in water oplosbare afzettingen (leidingen van oververhitters en de overgangszone van doorstroomketels);
alkalische corrosie onder slib van ketel- en schermleidingen, die optreedt onder invloed van geconcentreerde alkali als gevolg van de verdamping van water onder een laag slib;
corrosiemoeheid, gemanifesteerd in de vorm van scheuren in de ketel en scherm pijpen als gevolg van gelijktijdige blootstelling aan een corrosieve omgeving en variabele thermische spanningen.
Er vormt zich kalk op de leidingen als gevolg van oververhitting tot temperaturen die aanzienlijk hoger zijn dan ontworpen. Vanwege de toename van de productiviteit van keteleenheden in De laatste tijd Gevallen van falen van oververhittingsleidingen als gevolg van onvoldoende weerstand tegen kalkaanslag tegen rookgassen komen steeds vaker voor. Intensieve kalkaanslag wordt het vaakst waargenomen bij het verbranden van stookolie.
Slijtage van pijpwanden treedt op als gevolg van de schurende werking van steenkool- en schaliestof en as, evenals stoomstralen die uit beschadigde aangrenzende pijpen of blaasmondstukken komen. Soms is de oorzaak van slijtage en verharding van buiswanden het schot dat wordt gebruikt om verwarmingsoppervlakken te reinigen. De locaties en mate van leidingslijtage worden bepaald door externe inspectie en meting van de diameter. De werkelijke buiswanddikte wordt gemeten met een ultrasone diktemeter.
Het kromtrekken van scherm- en ketelpijpen, evenals individuele pijpen en delen van wandpanelen van het stralende deel van doorstroomketels, treedt op wanneer pijpen met ongelijkmatige spanning worden geïnstalleerd, pijpbevestigingen kapot zijn, water lekt en door het ontbreken van vrijheid voor hun thermische bewegingen. Het kromtrekken van spoelen en oververhitterschermen komt voornamelijk voor als gevolg van het verbranden van hangers en bevestigingen, overmatige en ongelijkmatige spanning die is toegestaan tijdens de installatie of vervanging van afzonderlijke elementen. Het kromtrekken van de spoelen van de waterbesparing treedt op als gevolg van doorbranden en verplaatsing van steunen en hangers.
Fistels, uitstulpingen, scheuren en breuken kunnen ook optreden als gevolg van: afzettingen in leidingen van kalk, corrosieproducten, procesaanslag, lasparels en andere vreemde voorwerpen die de circulatie van water vertragen en bijdragen aan oververhitting van het pijpmetaal; kogelstralen; discrepanties tussen staalkwaliteit- en stoomparameters en gastemperatuur; externe mechanische schade; schendingen van de bedrijfsomstandigheden.
Deze corrosie is qua omvang en intensiteit vaak significanter en gevaarlijker dan de corrosie van ketels tijdens bedrijf.
Wanneer er water in systemen achterblijft, kan er, afhankelijk van de temperatuur en de toegang tot lucht, een grote verscheidenheid aan gevallen van stilstandcorrosie optreden. Allereerst moet worden opgemerkt dat het uiterst onwenselijk is om water in de leidingen van de units te hebben wanneer deze in reserve zijn.
Als er om de een of andere reden water in het systeem achterblijft, kan bij een watertemperatuur van 60-70°C ernstige statische corrosie worden waargenomen in de stoom en vooral in de waterruimte van de tank (voornamelijk langs de waterlijn). Daarom wordt in de praktijk vaak stoptijdcorrosie van variërende intensiteit waargenomen, ondanks dezelfde uitschakelmodi van het systeem en de kwaliteit van het water dat zich daarin bevindt; apparaten met aanzienlijke thermische accumulatie zijn onderhevig aan ernstigere corrosie dan apparaten met een vuurhaardgrootte en verwarmingsoppervlak, omdat het ketelwater daarin sneller afkoelt; de temperatuur wordt lager dan 60-70°C.
Bij watertemperaturen boven 85-90°C (bijvoorbeeld tijdens het kortstondig stilleggen van apparaten) neemt de algehele corrosie af, en de corrosie van het metaal van de stoomruimte, waarbij in dit geval een verhoogde condensatie van dampen wordt waargenomen, kan de corrosie van het metaal van de waterruimte overschrijden. Stilstandcorrosie in de stoomruimte is in alle gevallen gelijkmatiger dan in de waterruimte van de ketel.
De ontwikkeling van stilstandcorrosie wordt aanzienlijk vergemakkelijkt doordat slib zich ophoopt op de oppervlakken van de ketel, dat meestal vocht vasthoudt. In dit opzicht worden vaak aanzienlijke corrosieputten aangetroffen in eenheden en pijpen langs de lagere generatrix en aan hun uiteinden, dat wil zeggen in gebieden met de grootste ophoping van slib.
Methoden voor het bewaren van apparatuur in reserve
De volgende methoden kunnen worden gebruikt om apparatuur te conserveren:
a) drogen - het verwijderen van water en vocht uit aggregaten;
b) ze vullen met oplossingen van natronloog, fosfaat, silicaat, natriumnitriet, hydrazine;
c) vulling technologisch systeem stikstof.
De conserveringsmethode moet worden gekozen afhankelijk van de aard en duur van de downtime, evenals het type en ontwerpkenmerken apparatuur.
De downtime van apparatuur kan op basis van de duur in twee groepen worden verdeeld: korte termijn (niet meer dan drie dagen) en lange termijn (meer dan drie dagen).
Er zijn twee soorten kortetermijnuitval:
a) gepland, gerelateerd aan reserve in het weekend als gevolg van een daling van de lading of 's nachts in reserve;
b) geforceerd - als gevolg van defecten aan leidingen of schade aan andere componenten van de apparatuur, waarvan de eliminatie geen langere uitschakeling vereist.
Afhankelijk van het doel lange stilstandtijden kan in de volgende groepen worden verdeeld: a) het in reserve zetten van apparatuur; b) lopende reparaties; c) grote reparaties.
Voor kortstondige stilstand van de apparatuur is het noodzakelijk om conservering toe te passen door het vullen met ontlucht water terwijl de overdruk behouden blijft of via de gas(stikstof)methode. Als een noodstop noodzakelijk is, is stikstofbehoud de enige acceptabele methode.
Wanneer het systeem op stand-by wordt gezet of lange tijd inactief is zonder uitvoering reparatiewerkzaamheden Het is raadzaam om het te bewaren door het te vullen met een oplossing van nitriet of natriumsilicaat. In deze gevallen kan ook gebruik worden gemaakt van stikstofbehoud, waarbij maatregelen moeten worden genomen om systeemdichtheid te creëren om overmatig gasverbruik en onproductieve werking van de stikstofinstallatie te voorkomen, en om veilige omstandigheden bij het onderhoud van apparatuur.
Conserveringsmethoden door het creëren van overdruk en het vullen met stikstof kunnen worden gebruikt, ongeacht de ontwerpkenmerken van de verwarmingsoppervlakken van de apparatuur.
Om parkeercorrosie van metaal te voorkomen tijdens grote en huidige reparaties Alleen conserveringsmethoden zijn toepasbaar die het mogelijk maken een beschermende film op het metalen oppervlak te creëren die zijn eigenschappen gedurende minimaal 1-2 maanden behoudt na het aftappen van de conserveermiddeloplossing, aangezien lediging en drukverlaging van het systeem onvermijdelijk is. Geldigheid beschermfolie op het metalen oppervlak na behandeling met natriumnitriet kan 3 maanden duren.
Conserveringsmethoden waarbij gebruik wordt gemaakt van water en reagensoplossingen zijn praktisch onaanvaardbaar voor het beschermen van tussenliggende oververhitters van ketels tegen stilstandcorrosie vanwege de moeilijkheden die gepaard gaan met het vullen ervan en de daaropvolgende reiniging.
Methoden voor het conserveren van heetwater- en stoomketels lage druk, evenals andere apparatuur van gesloten technologische circuits van warmte- en watervoorziening, verschillen in veel opzichten van de momenteel gebruikte methoden om stop-time-corrosie bij thermische energiecentrales te voorkomen. Hieronder beschrijven we de belangrijkste manieren om corrosie in de inactieve modus van apparatuur van apparaten van dergelijke circulatiesystemen te voorkomen, rekening houdend met de specifieke kenmerken van hun werking.
Vereenvoudigde conserveringsmethoden
Het is raadzaam om deze methoden te gebruiken voor kleine ketels. Ze bestaan uit het volledig verwijderen van water uit de ketels en het plaatsen van droogmiddel daarin: gecalcineerd calciumchloride, ongebluste kalk, silicagel met een snelheid van 1-2 kg per 1 m 3 volume.
Deze conserveringsmethode is geschikt bij kamertemperatuur onder en boven nul. In verwarmde kamers wintertijd, kan een van de methoden voor contactbehoud worden geïmplementeerd. Het komt erop neer dat het volledige interne volume van de unit wordt gevuld met een alkalische oplossing (NaOH, Na 3 P0 4, enz.), waardoor volledige stabiliteit van de beschermende film op het metalen oppervlak wordt gegarandeerd, zelfs als de vloeistof verzadigd is met zuurstof.
Meestal worden oplossingen gebruikt die 1,5-2 tot 10 kg/m 3 NaOH of 5-20 kg/m 3 Na 3 P0 4 bevatten, afhankelijk van het gehalte aan neutrale zouten in bronwater. Lagere waarden gelden voor condensaat, hogere waarden gelden voor water dat maximaal 3000 mg/l neutrale zouten bevat.
Corrosie kan ook worden voorkomen door de overdrukmethode, waarbij de stoomdruk in de stilgezette unit voortdurend op een niveau boven luchtdruk en de watertemperatuur blijft boven de 100°C, waardoor de toegang van het belangrijkste corrosieve middel – zuurstof – wordt verhinderd.
Een belangrijke voorwaarde voor de effectiviteit en efficiëntie van elke beschermingsmethode is de maximaal mogelijke dichtheid van de stoom-waterfittingen om een te snelle drukdaling, verlies van beschermende oplossing (of gas) of het binnendringen van vocht te voorkomen. Bovendien is in veel gevallen het vooraf reinigen van oppervlakken van verschillende afzettingen (zouten, slib, kalk) nuttig.
Bij het implementeren op verschillende manieren Ter bescherming tegen parkeercorrosie moet met het volgende rekening worden gehouden.
1. Voor alle soorten conservering is het noodzakelijk om eerst de afzettingen van gemakkelijk oplosbare zouten te verwijderen (zie hierboven) om verhoogde parkeercorrosie in bepaalde delen van de beschermde eenheid te voorkomen. Het is verplicht om deze maatregel uit te voeren tijdens contactbehoud, anders is intense lokale corrosie mogelijk.
2. Om soortgelijke redenen is het wenselijk om alle soorten onoplosbare afzettingen (slib, aanslag, ijzeroxiden) te verwijderen voordat ze voor langere tijd worden bewaard.
3. Als de kleppen onbetrouwbaar zijn, is het noodzakelijk om de back-upapparatuur met behulp van stekkers los te koppelen van de bedieningseenheden.
Lekkage van stoom en water is minder gevaarlijk bij contactbehoud, maar is onaanvaardbaar bij droog- en gasbeschermingsmethoden.
De keuze van het droogmiddel wordt bepaald door de relatieve beschikbaarheid van het reagens en de wenselijkheid van het verkrijgen van de hoogst mogelijke specifieke vochtcapaciteit. Het beste droogmiddel is korrelig calciumchloride. Ongebluste kalk is aanzienlijk slechter dan calciumchloride, niet alleen vanwege de lagere vochtcapaciteit, maar ook snel verlies haar activiteit. Kalk neemt niet alleen vocht uit de lucht op, maar ook kooldioxide, waardoor het bedekt raakt met een laagje calciumcarbonaat, wat verdere opname van vocht verhindert.
Wat is Hydro-X:
Hydro-X is de naam die wordt gegeven aan een methode en oplossing die 70 jaar geleden in Denemarken werd uitgevonden en die zorgt voor de noodzakelijke corrigerende behandeling van water voor verwarmingssystemen en boilers, zowel heet water als stoom, met een lage stoomdruk (tot 40 atm). Bij gebruik van de Hydro-X-methode wordt slechts één oplossing aan het circulerende water toegevoegd, die in plastic blikjes of vaten in kant-en-klare vorm aan de consument wordt geleverd. Hierdoor hebben bedrijven geen speciale magazijnen voor chemische reagentia, werkplaatsen voor het bereiden van de noodzakelijke oplossingen, enz.
Het gebruik van Hydro-X zorgt voor het behoud van de vereiste pH-waarde, het zuiveren van water van zuurstof en vrij kooldioxide, het voorkomen van kalkaanslag en, indien aanwezig, het reinigen van oppervlakken, evenals bescherming tegen corrosie.
Hydro-X is een transparante geelbruine vloeistof, homogeen, sterk alkalisch, met een soortelijk gewicht van ongeveer 1,19 g/cm3 bij 20 °C. De samenstelling is stabiel en gelijkmatig lange termijn opslag Er vindt geen vloeistofafscheiding of bezinking plaats, dus roeren voor gebruik is niet nodig. De vloeistof is niet brandbaar.
De voordelen van de Hydro-X-methode zijn de eenvoud en efficiëntie van de waterbehandeling.
Bij het werken water verwarmingssystemen, inclusief warmtewisselaars, warmwater- of stoomketels, worden ze in de regel gevoed met extra water. Om kalkaanslag te voorkomen, is het noodzakelijk om waterbehandeling uit te voeren om het slib- en zoutgehalte in het ketelwater te verminderen. Waterbehandeling kan bijvoorbeeld worden uitgevoerd door het gebruik van onthardingsfilters, ontzouting, omgekeerde osmose, enz. Zelfs na een dergelijke behandeling blijven er problemen bestaan die verband houden met mogelijke corrosie. Wanneer natronloog, trinatriumfosfaat enz. aan water worden toegevoegd, blijft het probleem van corrosie en, bij stoomketels, ook stoomverontreiniging bestaan.
Genoeg eenvoudige methode, die kalkaanslag en corrosie voorkomt, is de Hydro-X-methode, waarbij een kleine hoeveelheid van een reeds bereide oplossing die 8 organische en anorganische componenten bevat, aan het ketelwater wordt toegevoegd. De voordelen van de methode zijn als volgt:
– de oplossing in gebruiksklare vorm aan de consument wordt geleverd;
– de oplossing wordt handmatig of met behulp van een doseerpomp in kleine hoeveelheden in het water gebracht;
– bij gebruik van Hydro-X is het niet nodig om andere chemicaliën te gebruiken;
– Er wordt ongeveer 10 maal minder water aan de ketel toegevoerd actieve stoffen dan bij gebruik van traditionele waterbehandelingsmethoden;
Hydro-X bevat geen giftige componenten. Behalve natriumhydroxide NaOH en trinatriumfosfaat Na3PO4 worden alle andere stoffen gewonnen uit niet-giftige planten;
– wanneer gebruikt stoomketels en verdampers zorgen voor schone stoom en voorkomen schuimvorming.
Samenstelling van Hydro-X.
De oplossing bevat acht verschillende stoffen, zowel organisch als anorganisch. Het werkingsmechanisme van Hydro-X is complex fysisch-chemisch van aard.
De invloedsrichting van elke component is ongeveer als volgt.
Natriumhydroxide NaOH in een hoeveelheid van 225 g/l vermindert de waterhardheid en reguleert de pH-waarde, beschermt de magnetietlaag; trinatriumfosfaat Na3PO4 in een hoeveelheid van 2,25 g/l - voorkomt kalkvorming en beschermt het ijzeroppervlak. Alle zes organische verbindingen bedragen in totaal niet meer dan 50 g/l en omvatten lignine, tannine, zetmeel, glycol, alginaat en natriummannuronaat. De totale hoeveelheid basisstoffen NaOH en Na3PO4 bij de behandeling van Hydro-X water is zeer klein, ongeveer tien keer minder dan bij de traditionele behandeling wordt gebruikt, volgens het principe van stoichiometrie.
Het effect van Hydro-X-componenten is eerder fysisch dan chemisch.
Biologische supplementen dienen de volgende doeleinden.
Natriumalginaat en mannuronaat worden samen met sommige katalysatoren gebruikt en bevorderen de precipitatie van calcium- en magnesiumzouten. Tannines absorberen zuurstof en creëren een ijzerlaag die beschermt tegen corrosie. Lignine werkt als tannine en helpt ook bestaande aanslag te verwijderen. Zetmeel vormt slib en glycol voorkomt schuimvorming en het meesleuren van vochtdruppels. Anorganische verbindingen handhaven het licht alkalische milieu dat nodig is voor de effectieve werking van organische stoffen en dienen als indicator voor de concentratie van Hydro-X.
Werkingsprincipe van Hydro-X.
Organische componenten spelen een beslissende rol in de werking van Hydro-X. Hoewel ze in minimale hoeveelheden aanwezig zijn, is hun actieve reactieoppervlak, vanwege de diepe dispersie, vrij groot. Het molecuulgewicht van de organische componenten van Hydro-X is aanzienlijk, wat zorgt voor een fysisch effect van het aantrekken van moleculen van waterverontreinigende stoffen. Deze fase van waterbehandeling vindt plaats zonder chemische reacties. De opname van verontreinigende moleculen is neutraal. Hierdoor kun je alle moleculen verzamelen die hardheid veroorzaken, evenals ijzerzouten, chloriden, kiezelzuurzouten, enz. Alle waterverontreinigende stoffen worden afgezet in het slib, dat mobiel en amorf is en niet aan elkaar plakt. Hierdoor wordt de mogelijkheid van kalkvorming op verwarmingsoppervlakken voorkomen, wat een belangrijk voordeel is van de Hydro-X-methode.
Neutrale Hydro-X-moleculen absorberen zowel positieve als negatieve ionen (anionen en kationen), die elkaar op hun beurt neutraliseren. Neutralisatie van ionen heeft een directe invloed op de vermindering van elektrochemische corrosie, omdat dit type corrosie gepaard gaat met verschillende elektrische potentiëlen.
Hydro-X is effectief tegen corrosieve stoffen gevaarlijke gassen– zuurstof en vrije kooldioxide. Een Hydro-X-concentratie van 10 ppm is ruim voldoende om dit soort corrosie te voorkomen, ongeacht de omgevingstemperatuur.
Bijtende soda kan bijtende broosheid veroorzaken. Het gebruik van Hydro-X vermindert de hoeveelheid vrije hydroxiden, waardoor het risico op bijtende brosheid van staal aanzienlijk wordt verminderd.
Zonder het systeem te stoppen om te spoelen, kunt u met het Hydro-X-proces oude bestaande kalk verwijderen. Dit gebeurt vanwege de aanwezigheid van ligninemoleculen. Deze moleculen dringen de poriën van de ketelsteen binnen en vernietigen deze. Hoewel er nog steeds rekening mee moet worden gehouden dat als de ketel erg vuil is, dit economisch haalbaarder is om uit te voeren chemisch wassen en gebruik vervolgens Hydro-X om kalkaanslag te voorkomen, waardoor het verbruik afneemt.
Het resulterende slib wordt verzameld in slibaccumulatoren en daaruit verwijderd door periodiek te blazen. Als slibopvang kunnen filters (slibopvangers) worden toegepast, waardoor een deel van het teruggevoerde water naar de ketel wordt geleid.
Het is belangrijk dat het slib dat ontstaat onder invloed van Hydro-X, indien mogelijk, wordt verwijderd door dagelijks de ketel te spuien. De hoeveelheid blaaswerk is afhankelijk van de hardheid van het water en het soort bedrijf. In de beginperiode, wanneer oppervlakken worden gereinigd van bestaand slib en er een aanzienlijk gehalte aan verontreinigende stoffen in het water zit, moet het waaien groter zijn. Het zuiveren wordt uitgevoerd door de ontluchtingsklep dagelijks gedurende 15-20 seconden volledig te openen, en met een grote toevoer van ruw water, 3-4 keer per dag.
Hydro-X kan worden gebruikt in verwarmingssystemen, in centrale verwarmingssystemen, voor lagedrukstoomketels (tot 3,9 MPa). Er mogen geen andere reagentia gelijktijdig met Hydro-X worden gebruikt, behalve natriumsulfiet en frisdrank. Het spreekt voor zich dat suppletiewaterreagentia niet in deze categorie vallen.
In de eerste paar maanden dat het systeem in bedrijf is, moet het reagensverbruik enigszins worden verhoogd om de kalkaanslag in het systeem te elimineren. Als u zich zorgen maakt dat de oververhitter van de ketel verontreinigd is met zoutafzettingen, moet deze op andere manieren worden gereinigd.
Als er een extern waterbehandelingssysteem is, is het noodzakelijk om de optimale bedrijfsmodus voor Hydro-X te selecteren, wat algemene besparingen oplevert.
Een overdosis Hydro-X heeft geen nadelige invloed op de betrouwbaarheid van de ketelwerking of de kwaliteit van de stoom voor stoomketels en leidt alleen tot een toename van het verbruik van het reagens zelf.
Stoomketels
Ruw water wordt gebruikt als extra water.
Constante dosering: 0,2 l Hydro-X voor elke kubieke meter extra water en 0,04 l Hydro-X voor elke kubieke meter condensaat.
Als suppletiewater wordt onthard water gebruikt.
Begindosering: 1 liter Hydro-X voor elke kubieke meter water in de boiler.
Constante dosering: 0,04 liter Hydro-X voor elke kubieke meter extra water en condensaat.
Dosering voor het ontkalken van de boiler: Hydro-X wordt gedoseerd in een hoeveelheid die 50% meer is dan de constante dosis.
Verwarmingssystemen
Als suppletiewater wordt ruw water gebruikt.
Begindosering: 1 liter Hydro-X voor elke kubieke meter water.
Constante dosering: 1 liter Hydro-X voor elke kubieke meter suppletiewater.
Als suppletiewater wordt onthard water gebruikt.
Begindosering: 0,5 liter Hydro-X per kubieke meter water.
Constante dosering: 0,5 liter Hydro-X per kubieke meter suppletiewater.
In de praktijk wordt de aanvullende dosering gebaseerd op de resultaten van pH- en hardheidstesten.
Meting en controle
De normale dosering Hydro-X per dag is ongeveer 200-400 ml per ton extra water met een gemiddelde hardheid van 350 mcEq/dm3 berekend als CaCO3, plus 40 ml per ton water teruggeven. Dit zijn uiteraard benaderende cijfers, en een nauwkeurigere dosering kan worden vastgesteld door de waterkwaliteit te monitoren. Zoals reeds opgemerkt, zal een overdosis geen schade aanrichten, maar de juiste dosering bespaart geld. Voor normaal gebruik worden de hardheid (berekend als CaCO3), de totale concentratie van ionische onzuiverheden, de specifieke elektrische geleidbaarheid, de bijtende alkaliteit en de waterstofionenconcentratie (pH) van water gecontroleerd. Door zijn eenvoud en grote betrouwbaarheid kan Hydro-X zowel in handmatige dosering als in automatische modus worden gebruikt. Indien gewenst kan de consument een monitoring- en computerbesturingssysteem voor het proces bestellen.
