Methoden ter voorkoming van corrosie in warmwaterboilers. Corrosieschade aan wandbuizen van stookolieketels

De meest actieve corrosie van schermbuizen komt tot uiting op plaatsen waar koelvloeistofverontreinigingen geconcentreerd zijn. Dit omvat delen van wandbuizen met hoge thermische belastingen, waar diepe verdamping van ketelwater optreedt (vooral als er poreuze laag-warmtegeleidende afzettingen op het verdampingsoppervlak zijn). Daarom moet met betrekking tot het voorkomen van schade aan de schermbuizen in verband met interne metaalcorrosie rekening worden gehouden met de noodzaak van een geïntegreerde aanpak, d.w.z. impact op zowel waterchemische als ovenregimes.

Schade aan de wandbuis is voornamelijk van gemengde aard, ze kunnen voorwaardelijk in twee groepen worden verdeeld:

1) Schade met tekenen van oververhitting van staal (vervorming en dunner worden van de buiswanden op het punt van vernietiging; de aanwezigheid van grafietkorrels, enz.).

2) Brosse breuken zonder kenmerkende tekenen van oververhitting van het metaal.

Significante afzettingen van een tweelaags karakter werden opgemerkt op het binnenoppervlak van veel pijpen: de bovenste is zwak gehecht, de onderste is schilferend, stevig gehecht aan het metaal. De dikte van de onderste schaallaag is 0,4-0,75 mm. In de schadezone wordt de schaal op het binnenoppervlak vernietigd. In de buurt van de vernietigingslocaties en op enige afstand daarvan, wordt het binnenoppervlak van de pijpen aangetast door corrosieputten en brosse microbeschadigingen.

Het algemene voorkomen van schade geeft de thermische aard van de vernietiging aan. Structurele veranderingen aan de voorkant van de buizen - diepe sferidisatie en perlietontleding, grafietvorming (overgang van koolstof naar grafiet 45-85%) - geeft de overschrijding aan van niet alleen de bedrijfstemperatuur van de schermen, maar ook de toegestane voor staal 20.500 °C. De aanwezigheid van FeO bevestigt ook het hoge niveau van metaaltemperaturen tijdens bedrijf (boven 845 oK - d.w.z. 572 oC).

Brosse schade veroorzaakt door waterstof treedt meestal op in gebieden met hoge warmtestromen, onder dikke lagen afzettingen en schuine of horizontale leidingen, evenals in warmteoverdrachtsgebieden in de buurt van lassteunringen of andere apparaten die de vrije beweging van stromen verhinderen. heeft aangetoond dat waterstofschade optreedt in ketels die werken bij een druk lager dan 1000 psi. inch (6,9 MPa).

Waterstofschade resulteert meestal in breuken met dikke randen. Andere mechanismen die bijdragen aan de vorming van scheuren met dikke randen zijn spanningscorrosiescheuren, corrosiemoeheid, spanningsbreuken en (in enkele zeldzame gevallen) ernstige oververhitting. Het kan moeilijk zijn om schade veroorzaakt door waterstofschade visueel te onderscheiden van andere soorten schade, maar sommige van hun kenmerken kunnen hier helpen.

Zo gaat waterstofschade bijna altijd samen met de vorming van gaten in het metaal (zie de voorzorgsmaatregelen in hoofdstuk 4 en 6). Andere soorten schade (met de mogelijke uitzondering van corrosiemoeheid, die vaak in afzonderlijke schalen begint) worden meestal niet geassocieerd met ernstige corrosie.

Pijpstoringen als gevolg van waterstofschade aan metaal manifesteren zich vaak als de vorming van een rechthoekig "venster" in de pijpwand, wat niet typisch is voor andere soorten vernietiging.

Om de beschadigbaarheid van schermbuizen te beoordelen, moet er rekening mee worden gehouden dat het metallurgische (aanvankelijke) gehalte aan gasvormig waterstof in perlitisch staal (inclusief st. 20) niet groter is dan 0,5-1 cm3/100g. Wanneer het waterstofgehalte hoger is dan 4-5 cm3/100g, verslechteren de mechanische eigenschappen van het staal aanzienlijk. In dit geval is het noodzakelijk om vooral te focussen op het lokale gehalte aan restwaterstof, omdat in het geval van brosse breuken van zeefbuizen een sterke verslechtering van de eigenschappen van het metaal alleen wordt waargenomen in een smalle zone langs de buisdwarsdoorsnede met altijd bevredigende structuur en mechanische eigenschappen van het aangrenzende metaal op een afstand van slechts 0,2-2 mm.

De verkregen waarden van de gemiddelde waterstofconcentraties aan de rand van vernietiging zijn 5-10 keer hoger dan de oorspronkelijke inhoud voor station 20, wat een significant effect zou kunnen hebben op de schade aan leidingen.

De gepresenteerde resultaten geven aan dat waterstofbrosheid de beslissende factor bleek te zijn in de beschadiging van de wandbuizen van de KrCHPP-ketels.

Er was aanvullend onderzoek nodig naar welke van de factoren een beslissende invloed op dit proces hebben: a) thermische cycli als gevolg van destabilisatie van het normale kookregime in gebieden met verhoogde warmtestromen in aanwezigheid van afzettingen op het verdampingsoppervlak, en als gevolg daarvan , schade aan de beschermende oxidefilms die het bedekken; b) de aanwezigheid in het werkmedium van corrosieve onzuiverheden, geconcentreerd in afzettingen nabij het verdampingsoppervlak; c) de gecombineerde werking van de factoren "a" en "b".

De kwestie van de rol van het ovenregime is van bijzonder belang. De aard van de krommen geeft in een aantal gevallen de ophoping van waterstof nabij het buitenoppervlak van de schermbuizen aan. Dit is in de eerste plaats mogelijk als er een dichte laag sulfiden op het aangegeven oppervlak is, die grotendeels ondoordringbaar zijn voor waterstof dat van het binnenoppervlak naar het buitenste diffundeert. De vorming van sulfiden is te wijten aan: hoog zwavelgehalte van de verbrande brandstof; een fakkel op de schermpanelen gooien. Een andere reden voor metaalhydrogenering aan het buitenoppervlak is het optreden van corrosieprocessen wanneer het metaal in contact komt met rookgassen. Zoals de analyse van de externe afzettingen van de ketelleidingen aantoonde, vonden meestal beide oorzaken plaats.

De rol van het verbrandingsregime komt ook tot uiting in de corrosie van wandbuizen onder invloed van schoon water, die het vaakst wordt waargenomen bij stoomgeneratoren hoge druk. De corrosiecentra bevinden zich meestal in de zone van maximale lokale thermische belastingen en alleen op het verwarmde oppervlak van de buis. Dit fenomeen leidt tot de vorming van ronde of elliptische verdiepingen met een diameter groter dan 1 cm.

Oververhitting van het metaal komt het vaakst voor in aanwezigheid van afzettingen vanwege het feit dat de hoeveelheid waargenomen warmte bijna hetzelfde zal zijn voor zowel een schone pijp als een pijp met kalkaanslag, de temperatuur van de pijp zal anders zijn.

Ongevallen met stoomketels in verband met schending van het waterregime, corrosie en metaalerosie

Normaal waterregime is een van essentiële voorwaarden betrouwbaarheid en efficiëntie van de werking van de ketelinstallatie. Het gebruik van water met een verhoogde hardheid om ketels te voeden, brengt de vorming van kalkaanslag, overmatig brandstofverbruik en een verhoging van de reparatie- en reinigingskosten van ketels met zich mee. Het is bekend dat kalkaanslag kan leiden tot een ongeval in een stoomketel door uitbranden van verwarmingsoppervlakken. Daarom moet het juiste waterregime in het ketelhuis niet alleen worden beschouwd vanuit het oogpunt van het verhogen van de efficiëntie van de ketelinstallatie, maar ook als de belangrijkste preventieve maatregel om ongevallen te bestrijden.

Momenteel zijn ketelinstallaties van industriële ondernemingen uitgerust met waterbehandelingsapparatuur, dus hun bedrijfsomstandigheden zijn verbeterd en het aantal ongevallen veroorzaakt door kalkaanslag en corrosie is aanzienlijk afgenomen.

Bij sommige ondernemingen heeft de administratie, die formeel heeft voldaan aan de eis van de Regels voor Keteltoezicht om ketels uit te rusten met waterzuiveringsinstallaties, echter geen normale bedrijfsomstandigheden voor deze installaties, geen controle over de kwaliteit van het voedingswater en de toestand van verwarmingsoppervlakken van ketels, waardoor ketels kunnen worden verontreinigd met kalk en slib. Hier zijn een paar voorbeelden van ketelstoringen om deze redenen.

1. Ketelinstallatie geprefabriceerd constructies van gewapend beton als gevolg van schendingen van het waterregime in de ketel DKVR-6, 5-13, scheurden drie schermbuizen, waren sommige schermbuizen vervormd en vormden zich uitstulpingen op veel leidingen.

Het ketelhuis heeft een tweetraps natriumkationenwisselaar en ontluchter, maar aan de normale werking van de waterbehandelingsapparatuur is onvoldoende aandacht besteed. De regeneratie van kationietfilters werd niet uitgevoerd binnen de door de instructies gestelde tijdslimieten, de kwaliteit van het voedings- en ketelwater werd zelden gecontroleerd en de timing van het periodieke spuien van de ketel werd niet in acht genomen. Het water in de luchtafscheider werd niet tot de gewenste temperatuur verwarmd, waardoor deoxygenatie van het water niet echt plaatsvond.

Ook werd vastgesteld dat vaak ongezuiverd water aan de ketel werd geleverd, terwijl het niet voldeed aan de eisen van de "Regels voor het ontwerp en de veilige werking van stoom- en warmwaterketels", volgens welke de afsluiters op het buitenboordwater de leiding moet in de gesloten positie worden afgedicht en elk geval van ruwwatertoevoer moet worden geregistreerd in het waterbehandelingslogboek. Uit afzonderlijke vermeldingen in het waterbehandelingsjournaal blijkt dat de hardheid van het voedingswater 2 mg-eq / kg of meer bereikte, terwijl 0,02 mg-eq / kg is toegestaan ​​volgens de normen voor keteltoezicht. Meestal werden dergelijke vermeldingen in het tijdschrift gemaakt: "vuil, hard water", zonder de resultaten van een chemische analyse van water te vermelden.

Bij onderzoek van de ketel na uitschakeling werden afzettingen tot 5 mm dik gevonden op de binnenoppervlakken van de schermbuizen, individuele leidingen waren bijna volledig verstopt met kalk en slib. Op het binnenoppervlak van de trommel in het onderste deel bereikte de dikte van de afzettingen 3 mm, het voorste deel van de trommel was bezaaid met slib met een hoogte van een derde.

Voor 11 maanden Voorafgaand aan dit ongeval werden gelijkaardige schades (“scheuren, uitstulpingen, vervormingen”) gevonden in 13 ketelzeefbuizen. De defecte leidingen werden vervangen, maar de administratie van de onderneming, in strijd met de "Instructies voor het onderzoeken van ongevallen, maar resulterend in ongevallen bij ondernemingen en faciliteiten die worden gecontroleerd door de USSR Gosgortekhnadzor", heeft deze zaak niet onderzocht en geen maatregelen genomen om te verbeteren de bedrijfsomstandigheden van de ketels.

2. Op de aandrijflijn werd ongezuiverd water voor de voeding van een stoomketel met een enkele trommel met waterpijp en een capaciteit van 10 t/u en een werkdruk van 41 kgf/cm2 behandeld door middel van de kationenuitwisselingsmethode. Door de onbevredigende werking van het kationische filter bereikte de resthardheid van het ontharde water

0,7 meq/kg in plaats van 0,01 meq/kg voorzien door het project. De ketel werd onregelmatig gespoeld. Bij het stoppen voor reparaties werden de keteltrommel en zeefcollectoren niet geopend en niet onderzocht. Door kalkaanslag scheurde een pijp en werd de stoker verbrand door stoom en brandende brandstof die uit de oven werden gegooid.

Het ongeval had niet kunnen gebeuren als de ovendeur van de ketel was afgesloten met een grendel, zoals vereist door de regels voor de veilige werking van ketels.

3. Bij de cementfabriek is zonder chemische waterbehandeling een nieuw gemonteerde waterpijpketel met één trommel met een capaciteit van 35 t/h en een werkdruk van 43 kgf/cm2 in gebruik genomen, waarvan de installatie niet was uitgevoerd. tegen die tijd voltooid. Gedurende de maand werd de ketel gevoed met onbehandeld water. Er is meer dan twee maanden geen waterontluchting uitgevoerd, omdat er geen stoomleiding op de luchtafscheider was aangesloten.

Overtredingen van het waterregime waren zelfs daarna toegestaan voorbereidingsmateriaal was bij het werk inbegrepen. De ketel werd vaak gevoed met ongezuiverd water; zuiveringsmodus werd niet waargenomen; het chemisch laboratorium heeft de kwaliteit van het voedingswater niet gecontroleerd, omdat het niet van de benodigde reagentia was voorzien.

Vanwege het onbevredigende waterregime bereikten afzettingen op de binnenoppervlakken van de schermbuizen een dikte van 8 mm; als gevolg daarvan vormden zich uitstulpingen op 36 zeefbuizen, een aanzienlijk deel van de buizen was vervormd, de wanden van de trommel waren van binnenuit gecorrodeerd.

4. In de fabriek van producten van gewapend beton werd de ketel van het Shukhov-Berlijn-systeem gevoed met elektromagnetisch behandeld water. Het is bekend dat met deze methode van waterbehandeling een tijdige effectieve verwijdering van slib uit de ketel moet worden gegarandeerd.

Tijdens de werking van de ketel werd echter niet aan deze voorwaarde voldaan. De ketel werd onregelmatig gespoeld, het schema voor het uitschakelen van de ketel voor doorspoelen en reinigen werd niet nageleefd.

Als gevolg hiervan verzamelde zich een grote hoeveelheid slib in de ketel. Het achterste deel van de pijpen was verstopt met slib met 70-80% van de sectie, het carter - met 70% van het volume, de schaaldikte op de verwarmingsoppervlakken bereikte 4 mm. Dit leidde tot oververhitting en vervorming van de ketelbuizen, pijpverlengingen en koppen van buisvormige secties.

Bij het kiezen van de elektromagnetische methode van jodiumbehandeling werd in dit geval geen rekening gehouden met de kwaliteit van het voedingswater en de ontwerpkenmerken van de ketel, terwijl er geen maatregelen werden genomen om de normale spuimodus te organiseren, wat leidde tot de accumulatie van slib en aanzienlijke kalkaanslag in de ketel.

5. De kwestie van het organiseren van een rationeel waterregime om een ​​betrouwbare en economische werking van ketels in thermische centrales te garanderen, is van uitzonderlijk belang geworden.

De vorming van afzettingen op de verwarmingsoppervlakken van keteleenheden treedt op als gevolg van complexe fysische en chemische processen, waarbij niet alleen kalkvormende middelen betrokken zijn, maar ook metaaloxiden en gemakkelijk oplosbare verbindingen. Dialyse van afzettingen toont aan dat ze, samen met kalkvormende zouten, een aanzienlijke hoeveelheid ijzeroxiden bevatten, die producten zijn van corrosieprocessen.

In de afgelopen jaren heeft ons land aanzienlijk succes geboekt bij het organiseren van een rationeel waterregime voor ketels van thermische centrales en chemische controle van water en stoom, evenals bij de introductie van corrosiebestendige metalen en beschermende coatings.

Het gebruik van moderne waterbehandelingsfaciliteiten heeft het mogelijk gemaakt om de betrouwbaarheid en efficiëntie van de werking van elektrische apparatuur drastisch te verhogen.

Overtredingen van het waterregime zijn echter nog steeds toegestaan ​​bij individuele thermische centrales.

In juni 1976 vond om deze reden bij de CHPP van de pulp- en papierfabriek een ongeval plaats op een stoomketel van het type BKZ-220-100 f met een stoomcapaciteit van 220 t/h met stoomparameters van 100 kgf/ cm2 en 540 ° C, vervaardigd in de ketelfabriek van Barnaul in 1964. D. Ketel met één trommel met natuurlijke circulatie, gemaakt volgens het U-vormige schema. De prismatische verbrandingskamer is volledig afgeschermd door buizen met een buitendiameter van 60 mm, waarvan de steek 64 mm is. Onderste gedeelte het zeefoppervlak vormt een zogenaamde koude trechter, langs de hellingen waarvan slakdeeltjes in vaste vorm naar beneden in de slakkenkast rollen. Het verdampingsschema is in twee fasen, waarbij de stoom wordt gewassen met voedingswater. De eerste verdampingstrap is direct in de keteltrommel opgenomen, de tweede trap wordt geleverd door op afstand gelegen stoomscheidingscyclonen die zijn opgenomen in het circulatieschema van de middelste zijblokken van het scherm.

De ketel wordt gevoed met een mengsel van chemisch gezuiverd water (60%) en condensaat afkomstig van turbines en productie winkels(40%). Ketelvoedingswater wordt verwerkt volgens het volgende schema: kalk - coagulatie - magnesiumdesiliconisatie in

Clarifiers - tweetraps kationisatie.

De ketel werkt op kolen uit de Inta-afzetting met een relatief lage assmelttemperatuur. Als startbrandstof wordt olie gebruikt. Voor het ongeval werkte de ketel 73.300 uur.

Op de dag van het ongeval werd de ketel om 00:45 uur ingeschakeld en werkte zonder afwijking van de normale modus tot 14:00 uur oververhitte stoom -520-535 ° C.

Om 14.10 uur scheurden 11 leidingen van de voorruit in de zone van de koude trechter ter hoogte van 3,7 m met gedeeltelijke vernietiging

metselwerk. Aangenomen wordt dat er eerst een breuk was in het water of twee leidingen, daarna volgde de breuk van de overige leidingen. Het waterpeil daalde sterk en de ketel werd gestopt door automatische beveiliging.

Uit de inspectie bleek dat de schuine delen van de pijpen van de koude trechter buiten de bochten waren vernield, terwijl twee pijpen waren afgescheurd van de eerste voorste onderste collector en negen pijpen van de tweede. De breuk is broos, de randen op de breukpunten zijn stomp en hebben geen verdunning. De lengte van de gebarsten secties van pijpen is van één tot drie meter. Op het binnenoppervlak van beschadigde leidingen, evenals monsters gesneden uit onbeschadigde leidingen, werden losse afzettingen tot 2,5 mm dik gevonden, evenals groot aantal putten, tot 2 mm diep, gerangschikt in een ketting tot 10 mm breed langs twee generatoren langs de verwarmingsgrens van de buis. Het was op de plaatsen van corrosieschade dat de vernietiging van het metaal plaatsvond.

Tijdens het onderzoek naar het ongeval bleek dat er al eerder tijdens de werking van de ketel breuken waren in schermbuizen. Zo brak bijvoorbeeld twee maanden voor het ongeval een leiding van de voorruit ter hoogte van 6,0 m. Na 3 dagen werd de ketel weer stilgelegd wegens breuk van twee leidingen van de voorruit ter hoogte van 7,0 m. En in deze gevallen was de vernietiging van de leidingen het gevolg van corrosieschade aan het metaal.

Volgens het goedgekeurde schema zou de ketel in het derde kwartaal van 1976 voor grote reparaties worden stilgelegd. Tijdens de reparatieperiode was het de bedoeling om de leidingen van het voorscherm ter plaatse van de koude trechter te vervangen. De ketel werd echter niet stilgelegd voor reparatie en de leidingen werden niet vervangen.

Corrosieschade aan het metaal was het gevolg van overtredingen van het waterregime, dat gedurende lange tijd was toegestaan ​​tijdens de werking van de WKK-ketels. De ketels werden gevoed met water met een hoog gehalte aan ijzer, koper en zuurstof. Het totale zoutgehalte in het voedingswater aanzienlijk overschreden toegestane normen waardoor, zelfs in de circuits van de eerste verdampingsfase, het zoutgehalte 800 mg/kg bereikte. Industriële condensaten met een ijzergehalte van 400-600 mg/kg die werden gebruikt om de ketels te voeden, werden niet gezuiverd. Om deze reden, en ook vanwege het feit dat de waterbehandelingsapparatuur niet voldoende beschermd was tegen corrosie (de bescherming was gedeeltelijk geïmplementeerd), waren er aanzienlijke afzettingen (tot 1000 g/m2) op de binnenoppervlakken van de leidingen, voornamelijk bestaande uit ijzerverbindingen. De aminering en hydrazinebehandeling van voedingswater werden pas kort voor het ongeval ingevoerd. Pre-start en operationele zuurwassing van ketels werd niet uitgevoerd.

Andere overtredingen van de regels voor de technische werking van ketels droegen bij aan het ongeval. Ketels worden vaak aangestoken bij WKK's, en het grootste aantal aanmaakhoutjes bevond zich in de ketel waarmee het ongeval plaatsvond. De ketels zijn uitgerust met apparaten voor stoomverwarming, maar werden niet gebruikt voor aanmaakhout. Tijdens het aansteken werden de verplaatsingen van zeefcollectoren niet gecontroleerd.

Om de aard van het corrosieproces te verduidelijken en de redenen voor de vorming van putten, voornamelijk in de eerste twee panelen van de voorruit en de plaatsing van deze putten in de vorm van kettingen, te bepalen, werden de materialen van het ongevalsonderzoek naar de TsKTI. Bij het beoordelen van deze materialen werd de aandacht gevestigd op het feit dat:

de ketels werkten met een sterk wisselende belasting, terwijl een significante vermindering van de stoomproductie (tot 90 t/h) werd toegestaan, waarbij lokale circulatieverstoring mogelijk is. De ketels werden op de volgende manier aangestoken: aan het begin van het aansteken werden twee tegenover elkaar gelegen (diagonaal) sproeiers aangezet. Deze methode vertraagde het proces. natuurlijke bloedsomloop in de panelen van het eerste en tweede voorscherm. Het was in deze schermen dat de belangrijkste focus van ulceratieve laesies werd gevonden. Nitriet verscheen incidenteel in het voedingswater, waarvan de concentratie niet werd gecontroleerd.

Een analyse van de ongevalsmaterialen, rekening houdend met de opgesomde tekortkomingen, gaf aanleiding om aan te nemen dat de vorming van puttenkettingen aan de zijlijn van de binnenoppervlakken van de pijpen van de voorruit op de helling van de koude trechter het resultaat is van een lang proces van elektrochemische corrosie onder slib. De depolarisatoren van dit proces waren nitrieten en zuurstof opgelost in water.

De opstelling van putten in de vorm van kettingen is blijkbaar het resultaat van de werking van de ketel tijdens het aansteken met een onstabiel proces van natuurlijke circulatie. Tijdens het begin van de circulatie vormen zich periodiek poriebellen op de bovenste beschrijvende lijn van de hellende buizen van de koude trechter, die het effect van lokale thermische pulsaties in het metaal veroorzaken door het optreden van elektrochemische processen in het gebied van de tijdelijke fasescheiding. Het waren deze plaatsen die de centra waren van de vorming van kuilenketens. De overheersende putvorming in de eerste twee panelen van het voorscherm was het gevolg van een verkeerd aanmaakregime.

6. Tijdens de werking van de PK-YuSh-2 ketel met een stoomcapaciteit van 230 t/u en stoomparameters van 100 kgf/cm2 en 540°C, werd stoom waargenomen bij de uitlaat van de verse stoom verzamelkop naar de hoofdleiding. veiligheidsklep bij de TYTs vb. De uitlaat is door middel van lassen verbonden met een gegoten T-stuk dat in het geprefabriceerde verdeelstuk is gelast.

De ketel is uitgeschakeld. Tijdens de inspectie werd een ringvormige scheur gevonden in het onderste deel van de buis (168X13 mm) van het horizontale gedeelte van de aftakking in de directe nabijheid van het verbindingspunt van de aftakking met het gegoten T-stuk. De scheurlengte aan de buitenzijde is 70 mm en aan de binnenzijde 110 mm. Op het binnenoppervlak van de pijp op de plaats van de beschadiging, werd een groot aantal corrosieputten en individuele scheuren onthuld die evenwijdig aan de belangrijkste waren gelegen.

Metallografische analyse stelde vast dat scheuren beginnen bij putjes in de ontkoolde metaallaag en zich vervolgens transkristallijn ontwikkelen in de richting loodrecht op het buisoppervlak. Pijp metalen microstructuur - ferrietkorrels en dunne perlietketens langs de korrelgrenzen. Volgens de schaal die als bijlage bij MRTU 14-4-21-67 is gegeven, kan de microstructuur worden beoordeeld met een score van 8.

De chemische samenstelling van het metaal van de beschadigde buis komt overeen met staal 12Kh1MF. Mechanische eigenschappen voldoen aan de vereisten specificaties: benodigdheden. De diameter van de leiding in het beschadigde gedeelte gaat niet verder dan de plustolerantie.

Een horizontale uitlaat naar een veiligheidsklep met een niet-aangepast bevestigingssysteem kan worden beschouwd als een vrijdragende balk die is gelast aan een T-stuk dat stevig in het verdeelstuk is bevestigd, met maximale buigspanningen op het aansluitpunt, d.w.z. in het gebied waar de leiding is beschadigd. bij afwezigheid

afvoer in de uitlaat en de aanwezigheid van een tegenhelling, als gevolg van de elastische bocht in het gedeelte van de veiligheidsklep naar het verzamelspruitstuk voor levende stoom, in het onderste deel van de pijp voor het T-stuk, een constante ophoping van een kleine hoeveelheid condensaat is mogelijk, verrijkt met zuurstof tijdens shutdowns, conservering en opstarten van de ketel vanuit de lucht. Onder deze omstandigheden vond corrosie aantasting van het metaal plaats en het gecombineerde effect van condensaat en trekspanningen op het metaal veroorzaakte corrosiescheuren. Tijdens bedrijf kunnen op plaatsen met corrosieputten en ondiepe scheuren, als gevolg van de agressieve werking van het medium en variabele spanningen in het metaal, vermoeiingscorrosiescheuren ontstaan, wat in dit geval blijkbaar is gebeurd.

Om te voorkomen dat condensaat zich ophoopt, werd een omgekeerde stoomcirculatie in de uitlaat gemaakt. Hiervoor werd de uitlaatleiding direct voor de hoofdveiligheidsklep door een verwarmingsleiding (leidingen met een diameter van 10 mm) aangesloten op de tussenkamer van de oververhitter, waardoor stoom wordt aangevoerd met een temperatuur van 430 °C. Met een kleine overdrukval (tot 4 kgf / cm2), een continue stoomstroom is verzekerd en de temperatuur van het medium in de uitlaat wordt op minimaal 400°C gehouden.

Om schade aan de uitgangen van de hoofdveiligheidskleppen op ketels PK-YuSh-2 en dergelijke te voorkomen, wordt aanbevolen:

Controleer met ultrageluid de onderste halve omtrekken van de aftakleidingen op de laspunten naar de T-stukken;

Controleer of de vereiste hellingen in acht worden genomen en pas indien nodig de systemen aan voor het bevestigen van stoomleidingen aan de hoofdveiligheidskleppen, rekening houdend met de werkelijke toestand van de stoomleidingen (gewicht van isolatie, werkelijk gewicht van leidingen, eerdere reconstructies);

Maak een omgekeerde circulatie van stoom in de uitlaten naar de hoofdveiligheidskleppen; het ontwerp en de binnendiameter van de verwarmingsstoomleiding moeten in elk afzonderlijk geval met de fabrikant van de apparatuur worden overeengekomen;

Alle doodlopende wegen op veiligheidsventielen zorgvuldig isoleren.

(Uit de uitdrukkelijke informatie van SCNTI ORGRES - 1975)

a) Zuurstofcorrosie:

Meestal hebben stalen waterbesparende ketels van ketels last van zuurstofcorrosie, die 2-3 jaar na installatie niet meer werken als het voedingswater onvoldoende ontlucht is.

Het directe gevolg van zuurstofcorrosie van stalen economizers is de vorming van gaten in de buizen, waar een waterstraal met hoge snelheid doorheen stroomt. Dergelijke stralen die op de wand van een aangrenzende pijp zijn gericht, kunnen deze afslijten tot de vorming van doorgaande gaten. Omdat de leidingen van de economizer vrij compact zijn geplaatst, kan het resulterende corrosiegat enorme schade aan de leidingen veroorzaken als de keteleenheid lange tijd in bedrijf blijft met het gat dat is ontstaan. Gietijzeren economizers worden niet beschadigd door zuurstofcorrosie.

zuurstof corrosie de inlaatsecties van economisers worden vaker blootgesteld. Met een aanzienlijke zuurstofconcentratie in het voedingswater dringt het echter ook door in de keteleenheid. Hier worden vooral trommels en regenpijpen blootgesteld aan zuurstofcorrosie. De belangrijkste vorm van zuurstofcorrosie is de vorming van depressies (putten) in het metaal, die, wanneer ze zich ontwikkelen, leiden tot de vorming van fistels.

Een verhoging van de druk intensiveert zuurstofcorrosie. Daarom zijn voor ketelunits met een druk van 40 atm en hoger zelfs "pauzes" van zuurstof in luchtafscheiders gevaarlijk. De samenstelling van het water waarmee het metaal in contact komt is essentieel. De aanwezigheid van een kleine hoeveelheid alkali verhoogt de lokalisatie van corrosie, de aanwezigheid van chloriden verspreidt het over het oppervlak.

b) Parkeercorrosie

Ketels die inactief zijn, worden aangetast door elektrochemische corrosie, dit wordt parkeren genoemd. Afhankelijk van de bedrijfsomstandigheden worden ketelunits vaak buiten bedrijf gesteld en voor een lange tijd in reserve gezet of gestopt.

Wanneer de ketel in reserve wordt gezet, begint de druk daarin te dalen en ontstaat er een vacuüm in de trommel, waardoor lucht binnendringt en het ketelwater wordt verrijkt met zuurstof. Dit laatste schept voorwaarden voor het optreden van zuurstofcorrosie. Zelfs in het geval dat het water volledig uit de keteleenheid is verwijderd, is het binnenoppervlak niet droog. Schommelingen in temperatuur en luchtvochtigheid veroorzaken het fenomeen van condensatie van vocht uit de atmosfeer in de keteleenheid. De aanwezigheid op het oppervlak van het metaal van een film verrijkt met zuurstof in aanwezigheid van lucht creëert gunstige omstandigheden voor ontwikkeling elektrochemische corrosie. Als er afzettingen op het binnenoppervlak van de keteleenheid zijn die kunnen oplossen in de vochtfilm, neemt de intensiteit van corrosie aanzienlijk toe. Soortgelijke verschijnselen kunnen bijvoorbeeld worden waargenomen bij oververhitters, die vaak last hebben van parkeercorrosie.

Als er afzettingen op het binnenoppervlak van de keteleenheid zijn die kunnen oplossen in de vochtfilm, neemt de intensiteit van corrosie aanzienlijk toe. Soortgelijke verschijnselen kunnen bijvoorbeeld worden waargenomen bij oververhitters, die vaak last hebben van parkeercorrosie.

Daarom is het bij langdurige stilstand van de ketelunit noodzakelijk om bestaande afzettingen door spoelen te verwijderen.

parkeercorrosie kan ernstige schade aan keteleenheden veroorzaken als er geen speciale maatregelen worden genomen om ze te beschermen. Het gevaar schuilt ook in het feit dat de corrosiecentra die tijdens de rustperiode worden gecreëerd, tijdens bedrijf blijven werken.

Om ketelunits te beschermen tegen parkeercorrosie, worden ze geconserveerd.

c) Interkristallijne corrosie

Interkristallijne corrosie komt voor bij klinknagels en rolverbindingen van stoomketels, die worden weggespoeld door ketelwater. Het wordt gekenmerkt door het verschijnen van scheuren in het metaal, aanvankelijk erg dun, onmerkbaar voor het oog, die zich ontwikkelend tot grote zichtbare scheuren. Ze gaan tussen de korrels van het metaal door, daarom wordt deze corrosie intergranulair genoemd. In dit geval vindt de vernietiging van het metaal plaats zonder vervorming; daarom worden deze vernietigingen bros genoemd.

Uit ervaring is gebleken dat interkristallijne corrosie alleen optreedt als er 3 condities tegelijk aanwezig zijn:

1) Hoge trekspanningen in het metaal, dicht bij de vloeigrens.
2) Lekkages in klinknagelnaden of rolverbindingen.
3) Agressieve eigenschappen van ketelwater.

De afwezigheid van een van de bovenstaande voorwaarden sluit het optreden van brosse breuken uit, die in de praktijk worden gebruikt om interkristallijne corrosie te bestrijden.

De agressiviteit van ketelwater wordt bepaald door de samenstelling van de daarin opgeloste zouten. Van groot belang is het gehalte aan natronloog, dat bij hoge concentraties (5-10%) reageert met het metaal. Dergelijke concentraties worden bereikt in de lekken van klinknagelverbindingen en rolverbindingen, waarin ketelwater verdampt. Dat is de reden waarom de aanwezigheid van lekken onder geschikte omstandigheden brosse breuken kan veroorzaken. Een belangrijke indicator voor de agressiviteit van ketelwater is bovendien de relatieve alkaliteit - Schot.

d) Stoom-watercorrosie

Water-stoomcorrosie is de vernietiging van metaal als gevolg van chemische interactie met waterdamp: 3Fe + 4H20 = Fe304 + 4H2
De vernietiging van het metaal wordt mogelijk voor koolstofstaal met een verhoging van de temperatuur van de buiswand tot 400°C.

Corrosieproducten zijn gasvormig waterstof en magnetiet. Stoom-watercorrosie heeft zowel een uniform als lokaal (lokaal) karakter. In het eerste geval vormt zich een laag corrosieproducten op het metalen oppervlak. De lokale aard van corrosie heeft de vorm van zweren, groeven, scheuren.

De belangrijkste reden voor het voorval stoomcorrosie is het verhitten van de buiswand tot een kritische temperatuur waarbij de oxidatie van het metaal door water wordt versneld. Daarom wordt de strijd tegen stoom-watercorrosie uitgevoerd door de oorzaken te elimineren die oververhitting van het metaal veroorzaken.

stoom- en watercorrosie kan niet worden geëlimineerd door enige verandering of verbetering in het water-chemische regime van de keteleenheid, aangezien de oorzaken van deze corrosie liggen in de hydrodynamische processen van de oven en in de ketel, evenals in de bedrijfsomstandigheden.

e) Onderslibcorrosie

Dit type corrosie treedt op onder een laag slib die gevormd is op het binnenoppervlak van de pijp van de keteleenheid, vanwege de toevoer van de ketel met onvoldoende gezuiverd water.

Schade aan het metaal die optreedt tijdens corrosie onder het slib is van lokale (ulceratieve) aard en bevindt zich meestal op de halve omtrek van de pijp die naar de oven is gericht. De resulterende zweren zien eruit als schelpen met een diameter van maximaal 20 mm of meer, gevuld met ijzeroxiden, waardoor een "knobbeltje" onder de zweer ontstaat.

Het identificeren van typen corrosie is moeilijk en daarom zijn fouten niet ongewoon bij het bepalen van technologisch en economisch optimale maatregelen om corrosie tegen te gaan. De belangrijkste noodzakelijke maatregelen worden genomen in overeenstemming met de regelgeving, die de grenzen stelt van de belangrijkste initiators van corrosie.

GOST 20995-75 "Stationaire stoomketels met een druk tot 3,9 MPa. Kwaliteitsindicatoren van voedingswater en stoom "normaliseren de indicatoren in voedingswater: transparantie, dat wil zeggen de hoeveelheid gesuspendeerde onzuiverheden; algemene hardheid, gehalte aan ijzer en koperverbindingen - preventie van kalkaanslag en afzettingen van ijzer en koperoxide; pH-waarde - preventie van alkali- en zuurcorrosie en ook schuimvorming in de keteltrommel; zuurstofgehalte - preventie van zuurstofcorrosie; nitrietgehalte - preventie van nitrietcorrosie; oliegehalte - voorkomen van schuimvorming in de keteltrommel.

De waarden van de normen worden bepaald door GOST, afhankelijk van de druk in de ketel (vandaar de temperatuur van het water), van de kracht van de lokale warmtestroom en van de technologie van waterbehandeling.

Bij het onderzoeken van de oorzaken van corrosie is het allereerst noodzakelijk om (indien beschikbaar) de plaatsen van metaalvernietiging te inspecteren, de bedrijfsomstandigheden van de ketel in de periode vóór het ongeval te analyseren, de kwaliteit van voedingswater, stoom en afzettingen te analyseren en analyseer de ontwerpkenmerken van de ketel.

Bij uitwendig onderzoek kunnen de volgende soorten corrosie worden vermoed.

zuurstof corrosie

: inlaatbuisdelen van stalen economizers; toevoerleidingen bij ontmoeting met onvoldoende zuurstofarm (boven normaal) water - "doorbraken" van zuurstof bij slechte ontluchting; voeding boilers; alle natte delen van de ketel tijdens het stilleggen en het niet nemen van maatregelen om te voorkomen dat lucht de ketel binnendringt, vooral in stilstaande gebieden, bij het aftappen van water, waar het bijvoorbeeld moeilijk is om stoomcondensaat te verwijderen of het volledig met water te vullen, verticale pijpen van oververhitters. Tijdens stilstand wordt corrosie versterkt (gelokaliseerd) in aanwezigheid van alkali (minder dan 100 mg/l).

Zuurstofcorrosie komt zelden (wanneer het zuurstofgehalte in water aanzienlijk hoger is dan de norm - 0,3 mg / l) tot uiting in de stoomscheidingsinrichtingen van de keteltrommels en op de wand van de trommels op de grens van het waterpeil; in regenpijpen. In stijgleidingen treedt geen corrosie op door de ontluchtende werking van stoombellen.

Soort en aard van de schade. Zweren van verschillende diepten en diameters, vaak bedekt met knobbeltjes, waarvan de bovenste korst roodachtige ijzeroxiden is (waarschijnlijk hematiet Fe 2 O 3). Bewijs van actieve corrosie: onder de korst van knobbeltjes - een zwarte vloeibare neerslag, waarschijnlijk magnetiet (Fe 3 O 4) gemengd met sulfaten en chloriden. Bij gedempte corrosie is er een leegte onder de korst en is de bodem van de zweer bedekt met afzettingen van kalk en slib.

Bij pH > 8,5 - zweren zijn zeldzaam, maar groter en dieper bij pH< 8,5 - встречаются чаще, но меньших размеров. Только вскрытие бугорков помогает интерпретировать бугорки не как поверхностные отложения, а как следствие коррозии.

Bij een watersnelheid van meer dan 2 m/s kunnen de knobbeltjes een langwerpige vorm aannemen in de richting van de straal.

. De magnetietkorsten zijn voldoende dicht en zouden kunnen dienen als een betrouwbare barrière tegen het binnendringen van zuurstof in de knobbeltjes. Maar ze worden vaak vernietigd als gevolg van corrosiemoeheid, wanneer de temperatuur van water en metaal cyclisch verandert: frequente uitschakelingen en starts van de ketel, pulserende beweging van het stoom-watermengsel, gelaagdheid van het stoom-watermengsel in afzonderlijke stoom en waterpluggen volgen elkaar op.

Corrosie neemt toe bij een temperatuurstijging (tot 350 °C) en een toename van het chloridegehalte in het ketelwater. Soms wordt corrosie versterkt door de thermische afbraakproducten van bepaalde organische stoffen in het voedingswater.

Rijst. een. Uiterlijk zuurstof corrosie

Alkalische (in engere zin - interkristallijne) corrosie

Plaatsen van corrosieschade aan het metaal. Leidingen in krachtige warmtestroomzones (brandergebied en tegenover de langwerpige toorts) - 300-400 kW / m 2 en waar de metaaltemperatuur 5-10 ° C hoger is dan het kookpunt van water bij een bepaalde druk; hellende en horizontale leidingen, waar sprake is van slechte watercirculatie; plaatsen onder dikke afzettingen; zones nabij de steunringen en in de lassen zelf, bijvoorbeeld op de lasplaatsen van stoomafscheiders in de trommel; plaatsen in de buurt van de klinknagels.

Soort en aard van de schade. Halfronde of elliptische holtes gevuld met corrosieproducten, vaak met glanzende kristallen van magnetiet (Fe 3 O 4). De meeste uitsparingen zijn bedekt met een harde korst. Aan de kant van de pijpen die naar de oven zijn gericht, kunnen de uitsparingen worden aangesloten, waardoor een zogenaamd corrosiepad ontstaat van 20-40 mm breed en tot 2-3 m lang.

Als de korst niet voldoende stabiel en dicht is, kan corrosie - onder omstandigheden van mechanische belasting - leiden tot het verschijnen van scheuren in het metaal, vooral in de buurt van scheuren: klinknagels, rolverbindingen, laspunten van stoomscheidingsapparaten.

Oorzaken van corrosieschade. Bij hoge temperaturen- meer dan 200 ° C - en een hoge concentratie bijtende soda (NaOH) - 10% of meer - de beschermende film (korst) op het metaal wordt vernietigd:

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

Het tussenproduct NaFeO 2 ondergaat hydrolyse:

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

Dat wil zeggen, in deze reactie (2) wordt natriumhydroxide gereduceerd, in reacties (1), (2) wordt het niet verbruikt, maar werkt het als een katalysator.

Wanneer magnetiet wordt verwijderd, kunnen natriumhydroxide en water rechtstreeks met ijzer reageren om atomaire waterstof vrij te maken:

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

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

De vrijgekomen waterstof kan in het metaal diffunderen en met ijzercarbide methaan (CH 4) vormen:

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

Het is ook mogelijk om atomaire waterstof te combineren tot moleculaire waterstof (H + H = H 2).

Methaan en moleculaire waterstof kunnen niet in het metaal doordringen, ze hopen zich op aan de korrelgrenzen en zetten in aanwezigheid van scheuren uit en verdiepen ze. Bovendien voorkomen deze gassen de vorming en verdichting van beschermende films.

Een geconcentreerde oplossing van bijtende soda wordt gevormd op plaatsen waar ketelwater diep verdampt: dichte afzettingen van zouten (een soort onderslibcorrosie); bellenkookcrisis, wanneer een stabiele dampfilm over het metaal wordt gevormd - daar wordt het metaal bijna niet beschadigd, maar bijtende soda wordt geconcentreerd langs de randen van de film, waar actieve verdamping plaatsvindt; de aanwezigheid van scheuren waar verdamping optreedt, wat anders is dan verdamping in het gehele watervolume: natronloog verdampt erger dan water, wordt niet weggespoeld door water en hoopt zich op. Bijtende soda werkt in op het metaal en vormt scheuren bij de korrelgrenzen die in het metaal zijn gericht (een soort interkristallijne corrosie is spleetcorrosie).

Intergranulaire corrosie onder invloed van alkalisch ketelwater is meestal geconcentreerd in de keteltrommel.

Rijst. 3. Intergranulaire corrosie: a - metalen microstructuur vóór corrosie, b - microstructuur in het stadium van corrosie, vorming van scheuren langs de metaalkorrelgrens

Een dergelijk corrosief effect op het metaal is alleen mogelijk met de gelijktijdige aanwezigheid van drie factoren:

• lokale mechanische trekspanningen dichtbij of iets groter dan de vloeigrens, d.w.z. 2,5 MN/mm 2 ;
• losse verbindingen van trommeldelen (hierboven vermeld), waar diepe verdamping van ketelwater kan optreden en waar de opgehoopte natronloog oplost beschermfolie ijzeroxiden (NaOH-concentratie meer dan 10%, watertemperatuur boven 200 °C en vooral dichter bij 300 °C). Als de ketel wordt gebruikt met een lagere druk dan de paspoortdruk (bijvoorbeeld 0,6-0,7 MPa in plaats van 1,4 MPa), neemt de kans op dit type corrosie af;
• een ongunstige combinatie van stoffen in ketelwater, waarin geen noodzakelijke beschermende concentraties van remmers van dit type corrosie aanwezig zijn. Natriumzouten kunnen als remmers werken: sulfaten, carbonaten, fosfaten, nitraten, sulfietcellulosevloeistof.

Rijst. 4. Verschijning van interkristallijne corrosie;

Corrosiescheuren ontstaan ​​niet als de verhouding in acht wordt genomen:

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

waarbij Na 2 SO 4, Na 2 CO 3, Na 3 PO 4, NaNO 3, NaOH - het gehalte aan natriumsulfaat, natriumcarbonaat, natriumfosfaat, natriumnitraat en natriumhydroxide, respectievelijk mg / kg.

Momenteel vervaardigde ketels hebben niet ten minste één van deze corrosiecondities.

De aanwezigheid van siliciumverbindingen in ketelwater kan ook interkristallijne corrosie versterken.

NaCl is onder deze omstandigheden geen corrosieremmer. Het werd hierboven getoond: chloorionen (Сl -) zijn corrosieversnellers, vanwege hun hoge mobiliteit en kleine omvang dringen ze gemakkelijk door beschermende oxidefilms en vormen ze goed oplosbare zouten met ijzer (FeCl 2, FeCl 3) in plaats van slecht oplosbare ijzeroxiden .

In het water van ketelhuizen worden traditioneel de waarden van de totale mineralisatie gecontroleerd en niet het gehalte aan individuele zouten. Waarschijnlijk werd om deze reden rantsoenering ingevoerd, niet volgens de aangegeven verhouding (6), maar volgens de waarde van de relatieve alkaliteit van ketelwater:

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

waar U q rel - relatieve alkaliteit van ketelwater,%; Shch ov rel - relatieve alkaliteit van behandeld (extra) water, %; Shch ov - totale alkaliteit van behandeld (extra) water, mmol/l; S ov - mineralisatie van het behandelde (extra) water (inclusief het gehalte aan chloriden), mg / l.

De totale alkaliteit van het behandelde (extra) water kan gelijk worden gesteld, mmol/l:

• na natriumkationisatie - totale alkaliteit bronwater;
• na waterstof-natriumkationisatie parallel - (0,3-0,4) of opeenvolgend met "hongerige" regeneratie van het waterstof-kationietfilter - (0,5-0,7);
• na natriumkationisatie met verzuring en natriumchloorionisatie - (0,5-1,0);
• na ammonium-natriumkationisatie - (0,5-0,7);
• na kalken bij 30-40 ° C - (0,35-1,0);
• na coagulatie - (W ongeveer ref - D tot), waarbij W ongeveer ref - totale alkaliteit van het bronwater, mmol/l; D tot - dosis stollingsmiddel, mmol/l;
• na natronkalk bij 30-40 °C - (1,0-1,5), en bij 60-70 °C - (1,0-1,2).

De waarden van de relatieve alkaliteit van ketelwater volgens de normen van Rostekhnadzor worden geaccepteerd,%, niet meer dan:

• voor ketels met geklonken trommels - 20;
• voor ketels met gelaste trommels en buizen die erin zijn gerold - 50;
• voor ketels met gelaste trommels en daaraan gelaste buizen - elke waarde, niet gestandaardiseerd.

Rijst. 4. Het resultaat van interkristallijne corrosie

Volgens de normen van Rostekhnadzor is U kv rel een van de criteria voor de veilige werking van ketels. Het is juister om het criterium van potentiële alkalische agressiviteit van ketelwater te controleren, waarbij geen rekening wordt gehouden met het gehalte aan chloorionen:

K u = (S ov - [Сl - ]) / 40 u ov, (8)

waarbij K u - criterium van potentiële alkalische agressiviteit van ketelwater; S s - zoutgehalte van het behandelde (aanvullende) water (inclusief het gehalte aan chloriden), mg/l; Cl - - het gehalte aan chloriden in het behandelde (extra) water, mg/l; Shch ov - totale alkaliteit van behandeld (extra) water, mmol/l.

De waarde van K u kan worden genomen:

• voor ketels met geklonken trommels met een druk van meer dan 0,8 MPa ≥ 5;
• voor ketels met gelaste trommels en erin gerolde buizen met een druk van meer dan 1,4 MPa ≥ 2;
• voor ketels met gelaste trommels en daaraan gelaste pijpen, evenals voor ketels met gelaste trommels en pijpen die erin zijn gerold met een druk tot 1,4 MPa en ketels met geklonken trommels met een druk tot 0,8 MPa - niet standaardiseren.

Subslurry corrosie

Onder deze naam zijn verschillende verschillende soorten corrosie (alkalisch, zuurstof, enz.). De ophoping van losse en poreuze afzettingen en slib in verschillende zones van de ketel veroorzaakt corrosie van het metaal onder het slib. belangrijkste reden: verontreiniging van voedingswater met ijzeroxiden.

Nitriet corrosie

. Scherm en ketelleidingen van de ketel aan de kant van de oven.

Soort en aard van de schade. Zeldzame, scherp begrensde grote zweren.

. In aanwezigheid van nitrietionen (NO - 2) in het voedingswater van meer dan 20 g / l, is de watertemperatuur meer dan 200 ° C, nitrieten dienen als kathodische depolarisatoren van elektrochemische corrosie, herstellend tot HNO 2, NO, N 2 (zie hierboven).

Stoom-water corrosie

Plaatsen van corrosieschade aan het metaal. Uitlaatgedeelte van oververhitterbatterijen, oververhitte stoompijpleidingen, horizontale en licht hellende stoomopwekkingsbuizen in gebieden met een slechte watercirculatie, soms langs de bovenste generatrix van de uitlaatspiralen van kokendwater-economisers.

Soort en aard van de schade. Plaques van dichte zwarte oxiden van ijzer (Fe 3 O 4), stevig gehecht aan het metaal. Bij temperatuurschommelingen wordt de continuïteit van de plaque (korst) verbroken, de schubben vallen eraf. Uniforme verdunning van metaal met uitstulpingen, langsscheuren, breuken.

Het kan worden geïdentificeerd als subslurry-corrosie: in de vorm van diepe putten met onduidelijk afgebakende randen, vaker in de buurt van lassen die in de pijp uitsteken, waar slurry zich ophoopt.

Oorzaken van corrosieschade:

• wasmedium - stoom in oververhitters, stoompijpleidingen, stoom "kussens" onder een laag slib;
• de temperatuur van het metaal (staal 20) is meer dan 450 ° C, de warmtestroom naar het metalen gedeelte is 450 kW / m 2;
• overtreding van de verbrandingsmodus: slakvorming van branders, verhoogde vervuiling van leidingen binnen en buiten, onstabiele (vibrerende) verbranding, verlenging van de toorts naar de leidingen van de schermen.

Met als resultaat: onmiddellijk chemische interactie ijzer met waterdamp (zie hierboven).

Microbiologische corrosie

Veroorzaakt door aërobe en anaërobe bacteriën, verschijnt bij temperaturen van 20-80 °C.

Plaatsen van metaalschade. Leidingen en containers naar de ketel met water van de opgegeven temperatuur.

Soort en aard van de schade. knobbeltjes verschillende maten: diameter van enkele millimeters tot enkele centimeters, zelden - enkele tientallen centimeters. De knobbeltjes zijn bedekt met dichte ijzeroxiden - een afvalproduct van aerobe bacteriën. Binnen - zwart poeder en suspensie (ijzersulfide FeS) - een product van sulfaatreducerende anaërobe bacteriën, onder de zwarte formatie - ronde zweren.

Oorzaken van schade. IJzersulfaten, zuurstof en verschillende bacteriën zijn altijd aanwezig in natuurlijk water.

IJzerbacteriën vormen in aanwezigheid van zuurstof een film van ijzeroxiden, waaronder anaërobe bacteriën sulfaten reduceren tot ijzersulfide (FeS) en waterstofsulfide (H 2 S). Op zijn beurt geeft waterstofsulfide aanleiding tot de vorming van zwavelhoudende (zeer onstabiele) en zwavelzuren, en het metaal corrodeert.

Dit type corrosie heeft een indirect effect op de corrosie van de ketel: de waterstroom met een snelheid van 2-3 m / s scheurt de knobbeltjes af, voert hun inhoud in de ketel, waardoor de ophoping van slib toeneemt.

In zeldzame gevallen kan deze corrosie in de ketel zelf optreden, als deze tijdens een lange stilstand van de ketel in de reserve wordt gevuld met water met een temperatuur van 50-60 ° C en de temperatuur wordt gehandhaafd als gevolg van onbedoelde stoomdoorbraken van naburige ketels.

"Chelated" corrosie

Locaties van corrosieschade. Apparatuur waar stoom van water wordt gescheiden: keteltrommel, stoomafscheiders in en uit de trommel, ook - zelden - in voedingswaterleidingen en economizer.

Soort en aard van de schade. Het oppervlak van het metaal is glad, maar als het medium met hoge snelheid beweegt, is het gecorrodeerde oppervlak niet glad, heeft het hoefijzervormige verdiepingen en "staarten" die in de bewegingsrichting zijn georiënteerd. Het oppervlak is bedekt met een dunne matte of zwarte glanzende film. Er zijn geen duidelijke afzettingen en er zijn geen corrosieproducten, omdat het "chelaat" (speciaal in de ketel gebracht) organische bestanddelen polyamines) heeft al gereageerd.

In aanwezigheid van zuurstof, wat zelden voorkomt in een normaal werkende ketel, wordt het gecorrodeerde oppervlak "opgevroren": ruwheid, metalen eilanden.

Oorzaken van corrosieschade. Het werkingsmechanisme van het "chelaat" werd eerder beschreven ("Industriële en verwarmingsketelhuizen en mini-WKK", 1 (6) ΄ 2011, p. 40).

"Chelaat" corrosie treedt op bij een overdosis "chelaat", maar zelfs bij een normale dosis is mogelijk, aangezien "chelaat" geconcentreerd is in gebieden waar een intensieve verdamping van water is: nucleaat koken wordt vervangen door filmachtig. In stoomscheidingsinrichtingen zijn er gevallen van een bijzonder destructief effect van "chelaat"-corrosie als gevolg van hoge turbulente snelheden van water en stoom-watermengsel.

Alle beschreven corrosieschade kan een synergetisch effect hebben, zodat de totale schade door de gecombineerde werking van verschillende corrosiefactoren groter kan zijn dan de schade door individuele soorten corrosie.

In de regel verbetert de werking van corrosieve middelen het onstabiele thermische regime van de ketel, wat corrosiemoeheid veroorzaakt en thermische vermoeidheidscorrosie opwekt: het aantal starts vanuit koude toestand is meer dan 100, het totale aantal starts is meer dan 200 Aangezien deze soorten metaalvernietiging zeldzaam zijn, zien scheuren en breukpijpen er identiek uit als metaallaesies door verschillende soorten corrosie.

Om de oorzaak van metaalvernietiging te identificeren, zijn gewoonlijk aanvullende metallografische onderzoeken vereist: radiografie, ultrageluid, kleur- en magnetische deeltjesdefectdetectie.

Verschillende onderzoekers hebben programma's voorgesteld voor het diagnosticeren van soorten corrosieschade aan ketelstaal. Het VTI-programma (A.F. Bogachev en collega's) is bekend - voornamelijk voor hogedrukketels en de ontwikkeling van de Energochermet-vereniging - voornamelijk voor lage- en middendrukketels en afvalwarmteketels.

2.1. verwarmingsoppervlakken.

De meest typische beschadigingen van leidingen van verwarmingsoppervlakken zijn: scheuren in het oppervlak van scherm- en ketelleidingen, corrosieve erosie van de buiten- en binnenoppervlakken van leidingen, breuken, dunner worden van de wanden van leidingen, scheuren en vernietiging van bellen.

De redenen voor het verschijnen van scheuren, breuken en fistels: afzettingen in de leidingen van ketels van zouten, corrosieproducten, lasflitsen, die de circulatie vertragen en oververhitting van het metaal veroorzaken, externe mechanische schade, schending van het water-chemische regime.

Corrosie van het buitenoppervlak van buizen is verdeeld in lage temperatuur en hoge temperatuur. Corrosie bij lage temperatuur treedt op bij ventilatorinstallaties wanneer door ondeskundige bediening condensatie kan ontstaan ​​op met roet bedekte verwarmingsoppervlakken. Bij de verbranding van zwavelhoudende stookolie kan in de tweede trap van de oververhitter corrosie bij hoge temperatuur optreden.

De meest voorkomende corrosie van het binnenoppervlak van pijpen treedt op wanneer corrosieve gassen (zuurstof, kooldioxide) of zouten (chloriden en sulfaten) in ketelwater een wisselwerking hebben met pijpmetaal. Corrosie van het binnenoppervlak van pijpen komt tot uiting in de vorming van pokdalingen, zweren, schelpen en scheuren.

Corrosie van het binnenoppervlak van leidingen omvat ook: zuurstofparkeercorrosie, alkalische corrosie onder het slib van ketel- en schermbuizen, corrosiemoeheid, die zich manifesteert in de vorm van scheuren in ketel- en schermbuizen.

Leidingschade door kruip wordt gekenmerkt door een vergroting van de diameter en de vorming van langsscheuren. Vervormingen op de plaatsen van pijpbochten en lasverbindingen kunnen verschillende richtingen hebben.

Burn-outs en kalkaanslag in leidingen treden op als gevolg van hun oververhitting tot temperaturen boven de berekende.

De belangrijkste soorten schade aan lassen gemaakt door handmatig booglassen zijn fistels die optreden als gevolg van gebrek aan penetratie, slakinsluitingen, gasporiën en niet-smelten langs de randen van pijpen.

De belangrijkste defecten en beschadigingen van het oppervlak van de oververhitter zijn: corrosie en aanslagvorming op de buiten- en binnenoppervlakken van de pijpen, scheuren, risico's en delaminatie van het pijpmetaal, fistels en breuken van pijpen, defecten in pijplassen, restvervorming als gevolg van kruip.

Schade aan de hoeklassen van de spoelen en fittingen aan de headers, die een overtreding van de lastechnologie veroorzaken, hebben de vorm van ringscheuren langs de smeltlijn vanaf de zijkant van de spoel of fittingen.

Typische storingen die optreden tijdens de werking van de oppervlakte-desuperheater van de ketel DE-25-24-380GM zijn: interne en externe corrosie van leidingen, scheuren en fistels in gelaste

naden en bochten van leidingen, schalen die kunnen ontstaan ​​bij reparaties, risico's op de spiegel van flenzen, lekkage van flensverbindingen door scheefstelling van flenzen. Bij het hydraulisch testen van de ketel kunt u:

alleen de aanwezigheid van lekken in de desuperheater bepalen. Om verborgen gebreken te identificeren, moet een individuele hydraulische test van de desuperheater worden uitgevoerd.

2.2. Ketel trommels.

Typische beschadigingen van de keteltrommels zijn: scheuren-scheuren aan de binnen- en buitenoppervlakken van de schalen en bodems, scheuren-scheuren rond pijp gaten op het binnenoppervlak van de trommels en op het cilindrische oppervlak van de pijpgaten, intergranulaire corrosie van de schalen en bodems, corrosiescheiding van de oppervlakken van de schalen en bodems, ovaliteit van de trommel, oddulins (uitstulpingen) op de oppervlakken van de trommels die naar de oven gericht zijn, veroorzaakt door het temperatuureffect van de toorts in geval van vernietiging (of verlies) van afzonderlijke voeringdelen.

2.3. Metalen constructies en bekleding van de ketel.

Afhankelijk van de kwaliteit van preventief werk, evenals van de modi en gebruiksperioden van de ketel, kunnen de metalen constructies de volgende defecten en schade hebben: breuken en bochten van rekken en verbindingen, scheuren, corrosieschade aan het metalen oppervlak.

Als gevolg van langdurige blootstelling aan temperaturen, scheuren en schending van de integriteit van de gevormde steen die vanaf de zijkant van de oven op pennen op de bovenste trommel is bevestigd, evenals scheuren in metselwerk langs de onderste trommel en de haard van de oven.

De vernietiging van de bakstenen boord van de brander en de schending van de geometrische afmetingen als gevolg van het smelten van de baksteen komen vooral veel voor.

3. Controle van de staat van de ketelelementen.

Het controleren van de staat van de elementen van de ketel, die voor reparatie zijn genomen, wordt uitgevoerd op basis van de resultaten van een hydraulische test, externe en interne inspectie, evenals andere soorten controles die zijn uitgevoerd in de mate en in overeenstemming met het programma van deskundig onderzoek van de ketel (sectie "Programma van deskundig onderzoek van ketels").

3.1. Verwarmingsoppervlakken controleren.

Inspectie van externe oppervlakken pijp elementen vooral voorzichtig is het noodzakelijk om uit te voeren op plaatsen waar pijpen door de voering, mantel gaan, in gebieden met maximale thermische belasting - in het gebied van branders, luiken, mangaten, evenals op plaatsen waar schermbuizen worden gebogen en bij lassen.

Om ongevallen te voorkomen die verband houden met het dunner worden van de buiswanden als gevolg van zwavel en parkeercorrosie, is het noodzakelijk tijdens de jaarlijkse technische onderzoeken uitgevoerd door de administratie van de onderneming om de leidingen van de verwarmingsoppervlakken van ketels te inspecteren die al langer in bedrijf zijn dan twee jaar.

De controle wordt uitgevoerd door externe inspectie door met een hamer op de eerder gereinigde buitenoppervlakken van de buizen te tikken met een gewicht van niet meer dan 0,5 kg en de dikte van de wanden van de buizen te meten. In dit geval is het noodzakelijk om de secties van pijpen te kiezen die de grootste slijtage en corrosie hebben ondergaan (horizontale secties, secties met roetafzettingen en bedekt met cokesafzettingen).

Buiswanddikte wordt gemeten met ultrasone diktemeters. Het is mogelijk om secties van pijpen te snijden op twee of drie pijpen van ovenschermen en pijpen van een convectieve balk die zich bij de gasinlaat en -uitlaat bevinden. De resterende dikte van de buiswanden moet minstens de berekende dikte zijn volgens de sterkteberekening (bijgevoegd bij het paspoort van de ketel), rekening houdend met de corrosie voor de periode van verdere werking tot de volgende inspectie en een toename van de marge van 0,5 mm.

De berekende wanddikte van het scherm en de ketelleidingen voor een werkdruk van 1,3 MPa (13 kgf/cm 2) is 0,8 mm, voor 2,3 MPa (23 kgf/cm 2) - 1,1 mm. De vergoeding voor corrosie wordt geaccepteerd op basis van de resultaten van metingen en rekening houdend met de werkingsduur tussen onderzoeken.

Bij bedrijven waar, als gevolg van langdurig gebruik, intensieve slijtage van buizen van verwarmingsoppervlakken niet werd waargenomen, kan controle van de dikte van de wanden van de buizen worden uitgevoerd op revisies maar minstens eens in de 4 jaar.

De collector, oververhitter en achterruit worden intern geïnspecteerd. Verplichte opening en inspectie dienen te worden onderworpen aan de luiken van de bovenste collector van de achterruit.

De buitendiameter van de leidingen moet worden gemeten in de zone met maximale temperaturen. Gebruik voor metingen speciale sjablonen (nietjes) of schuifmaten. Deuken met vloeiende overgangen met een diepte van niet meer dan 4 mm zijn toegestaan ​​​​op het oppervlak van de buizen, als ze de wanddikte niet buiten de limieten van minus afwijkingen brengen.

Toegestane verschil in wanddikte van buizen - 10%.

De resultaten van de inspectie en metingen worden vastgelegd in het reparatielogboek.

3.2. Trommelcontrole.

De dag dat de door corrosie beschadigde delen van de trommel worden geïdentificeerd, is het noodzakelijk om het oppervlak eerder te inspecteren interne reiniging meet de diepte van metaalcorrosie om de intensiteit van corrosie te bepalen.

Over de wanddikte wordt gelijkmatige corrosie gemeten, waarin hiervoor een gat met een diameter van 8 mm wordt geboord. Plaats na het meten een plug in het gat en las deze aan beide zijden of, in extreme gevallen, alleen vanaf de binnenkant van de trommel. De meting kan ook worden gedaan met een ultrasone diktemeter.

De belangrijkste corrosie en putjes moeten worden gemeten aan de hand van de afdrukken. Reinig hiervoor het beschadigde deel van het metalen oppervlak van afzettingen en smeer het licht in met technische vaseline. De meest nauwkeurige afdruk wordt verkregen als het beschadigde gebied zich op een horizontaal oppervlak bevindt en in dit geval is het mogelijk om het te vullen met gesmolten metaal met een laag smeltpunt. Het geharde metaal vormt een exacte afgietsel van het beschadigde oppervlak.

Gebruik voor het verkrijgen van afdrukken een tretnik, babbitt, blik en, indien mogelijk, gips.

Indrukken van schade op verticale plafondoppervlakken worden verkregen met was en plasticine.

Inspectie van pijpgaten, trommels wordt in de volgende volgorde uitgevoerd.

Controleer na het verwijderen van de uitlopende pijpen de diameter van de gaten met behulp van een sjabloon. Als de sjabloon het gat ingaat tot aan de aanslaglijst, betekent dit dat de diameter van het gat groter is dan de norm. De meting van de exacte waarde van de diameter wordt uitgevoerd met een schuifmaat en wordt genoteerd in het reparatielogboek.

Bij het controleren van de lasnaden van vaten, is het noodzakelijk om het aangrenzende basismetaal te inspecteren op een breedte van 20-25 mm aan beide zijden van de naad.

De ovaliteit van de trommel wordt minimaal elke 500 mm over de lengte van de trommel gemeten, in twijfelgevallen en vaker.

Het meten van de doorbuiging van de trommel wordt uitgevoerd door de snaar langs het oppervlak van de trommel te strekken en de openingen langs de lengte van de snaar te meten.

De controle van het oppervlak van de trommel, pijpgaten en lasverbindingen wordt uitgevoerd door externe inspectie, methoden, magnetische deeltjes, kleur en ultrasone foutdetectie.

Stoten en deuken buiten de zone van naden en gaten zijn toegestaan ​​(vereist geen rechttrekken), op voorwaarde dat hun hoogte (doorbuiging), als percentage van de kleinste afmeting van hun basis, niet meer zal zijn dan:

naar de zijkant luchtdruk(uitstulpingen) - 2%;

in de richting van stoomdruk (deuken) - 5%.

Toegestane vermindering van de dikte van de bodemwand - 15%.

Toegestane toename van de diameter van gaten voor buizen (voor lassen) - 10%.