Methoden voor het voorkomen van corrosie in warmwaterketels. Corrosieschade aan schermleidingen van gasolieketels

Corrosie van zeefleidingen is het meest actief op plaatsen waar de onzuiverheden van het koelmiddel geconcentreerd zijn. Dit omvat gebieden met schermbuizen met hoge thermische belastingen, waar diepe verdamping van ketelwater plaatsvindt (vooral als er poreuze afzettingen met een lage thermische geleidbaarheid op het verdampingsoppervlak aanwezig zijn). Daarom moet, met betrekking tot het voorkomen van schade aan zeefbuizen als gevolg van interne metaalcorrosie, rekening worden gehouden met de noodzaak van een geïntegreerde aanpak, d.w.z. impact op zowel de waterchemie als de verbrandingsomstandigheden.

Schade aan schermleidingen is vooral van gemengde aard en kan in twee groepen worden verdeeld:

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

2) Brosse breuken zonder karakteristieke tekenen van oververhitting van metaal.

Op het binnenoppervlak van veel pijpen bevinden zich aanzienlijke afzettingen van tweelaagse aard: de bovenste is zwak klevend, de onderste is schaalachtig en hecht stevig 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 vernietigingsplaatsen en op enige afstand daarvan wordt het binnenoppervlak van de pijpen aangetast door corrosieputten en broze microschades.

Het algemene uiterlijk van de schade geeft de thermische aard van de vernietiging aan. Structurele veranderingen aan de voorkant van de pijpen - diepe sferidisatie en ontleding van perliet, vorming van grafiet (overgang van koolstof naar grafiet 45-85%) - geven aan dat niet alleen de bedrijfstemperatuur van de schermen, maar ook de toegestane temperatuur voor staal wordt overschreden 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 doorgaans 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 belemmeren heeft aangetoond dat schade veroorzaakt door waterstof optreedt in ketels die werken bij een druk lager dan 1000 psi. inch (6,9 MPa).

Schade veroorzaakt door waterstof resulteert meestal in tranen met dikke randen. Andere mechanismen die bijdragen aan de vorming van scheuren met dikke randen zijn spanningscorrosie, corrosiemoeheid, spanningsbreuken en (in sommige zeldzame gevallen) extreme oververhitting. Het kan moeilijk zijn om schade veroorzaakt door waterstofschade visueel te onderscheiden van andere soorten schade, maar verschillende kenmerken kunnen helpen.

Waterstofschade gaat bijvoorbeeld bijna altijd gepaard met putjes in het metaal (zie voorzorgsmaatregelen in de hoofdstukken 4 en 6). Andere soorten storingen (met de mogelijke uitzondering van corrosiemoeheid, die vaak in individuele putten begint) gaan meestal niet gepaard met ernstige corrosie.

Leidingstoringen als gevolg van waterstofschade aan metaal manifesteren zich vaak in de vorm van de vorming van een rechthoekig "venster" in de buiswand, wat niet typerend is voor andere soorten schade.

Om de beschadigbaarheid van schermbuizen te beoordelen, moet er rekening mee worden gehouden dat het metallurgische (aanvankelijke) gehalte aan waterstofgas in staal uit de perlietklasse (inclusief artikel 20) niet hoger is dan 0,5-1 cm3/100 g. Wanneer het waterstofgehalte hoger is dan 4-5 cm3/100g, verslechteren de mechanische eigenschappen van staal aanzienlijk. In dit geval moet men zich in de eerste plaats concentreren op het lokale gehalte aan restwaterstof, omdat bij brosse breuken van zeefbuizen een scherpe verslechtering van de eigenschappen van het metaal alleen wordt waargenomen in een smalle zone langs de dwarsdoorsnede van de buis. pijp, waarbij de structuur en mechanische eigenschappen van het aangrenzende metaal altijd bevredigend zijn 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 alleen maar een aanzienlijke impact kan hebben op de beschadigbaarheid van leidingen.

De gepresenteerde resultaten geven aan dat waterstofverbrossing een beslissende factor bleek te zijn in de schade aan schermleidingen van KrCHPP-ketels.

Het was noodzakelijk om verder te onderzoeken welke factor een beslissende invloed heeft op dit proces: a) thermische cycli als gevolg van destabilisatie van het normale kookregime in zones met verhoogde warmtestromen in de aanwezigheid van afzettingen op het verdampingsoppervlak, en als gevolg daarvan schade aan de beschermende oxidefilms die deze bedekken; b) de aanwezigheid in de werkomgeving van corrosieve onzuiverheden geconcentreerd in afzettingen nabij het verdampingsoppervlak; c) de gecombineerde werking van de factoren “a” en “b”.

Bijzonder belangrijk is de vraag naar de rol van het verbrandingsregime. Uit de aard van de curven blijkt dat er zich in een aantal gevallen waterstof ophoopt nabij het buitenoppervlak van de zeefbuizen. Dit is vooral mogelijk als er op het gespecificeerde oppervlak een dichte laag sulfiden aanwezig is, die grotendeels ondoordringbaar is voor waterstof die van het binnen- naar het buitenoppervlak diffundeert. De vorming van sulfiden is te wijten aan: een hoog zwavelgehalte van de verbrande brandstof; een fakkel op de schermpanelen gooien. Een andere reden voor de hydrogenering van het metaal aan het buitenoppervlak is het optreden van corrosieprocessen wanneer het metaal in contact komt met rookgassen. Zoals blijkt uit de analyse van externe afzettingen in ketelleidingen, vonden beide bovengenoemde redenen meestal plaats.

De rol van het verbrandingsregime komt ook tot uiting in de corrosie van schermpijpen onder invloed van schoon water, wat het vaakst wordt waargenomen op stoomgeneratoren hoge druk. Corrosiepunten bevinden zich meestal in de zone met maximale lokale thermische belasting 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 de aanwezigheid van afzettingen, omdat de hoeveelheid ontvangen warmte vrijwel hetzelfde zal zijn voor zowel een schone pijp als een pijp die kalkaanslag bevat; de temperatuur van de pijp zal anders zijn;

Ongevallen met stoomketels geassocieerd met overtreding van het waterregime, corrosie en erosie van metaal

Normaal waterregime is er één van de belangrijkste voorwaarden betrouwbaarheid en efficiëntie van de werking van de ketelinstallatie. Het gebruik van water met een verhoogde hardheid om ketels te voeden brengt kalkvorming, overmatig brandstofverbruik en hogere kosten voor reparatie en reiniging van ketels met zich mee. Het is bekend dat kalkvorming kan leiden tot het uitvallen van een stoomketel als gevolg van het doorbranden van verwarmingsoppervlakken. Daarom moet het juiste waterregime in de stookruimte niet alleen worden overwogen vanuit het oogpunt van het vergroten 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, waardoor hun bedrijfsomstandigheden zijn verbeterd en het aantal ongevallen veroorzaakt door kalkvorming en corrosie aanzienlijk is afgenomen.

Bij sommige bedrijven biedt de administratie, nadat ze formeel heeft voldaan aan de eis van de Ketelinspectieregels om ketels uit te rusten met waterbehandelingseenheden, echter geen normale bedrijfsomstandigheden voor deze installaties, controleert ze niet de kwaliteit van het voedingswater en de toestand van het water. verwarmingsoppervlakken van ketels, waardoor de ketels vervuild kunnen raken met kalk en slib. Hier zijn enkele voorbeelden van ketelstoringen om deze redenen.

1. In de stookruimte van de geprefabriceerde installatie gewapende betonconstructies Door verstoringen in het waterregime in de DKVR-6, 5-13 ketel zijn drie schermbuizen gescheurd, zijn enkele schermbuizen vervormd en zijn er op veel buizen uitstulpingen ontstaan.

De stookruimte beschikt over een tweetrapswaterbehandeling met natriumkationenuitwisseling en een ontluchter, maar er werd niet voldoende aandacht besteed aan de normale werking van de waterbehandelingsapparatuur. De regeneratie van kationenuitwisselingsfilters werd niet uitgevoerd binnen de in de instructies gestelde termijnen, de kwaliteit van het voedings- en ketelwater werd zelden gecontroleerd en de tijdslimieten voor het periodiek zuiveren van de ketel werden niet nageleefd. Het water in de luchtafscheider werd niet tot de gewenste temperatuur verwarmd en er vond dus feitelijk geen deoxygenatie van het water plaats.

Ook werd vastgesteld dat er vaak onbehandeld water aan de ketel werd geleverd, terwijl de eisen van de "Regels voor het ontwerp en de veilige werking van stoom- en warmwaterketels" niet werden nageleefd, volgens welke de afsluitinrichtingen op het onbehandelde water De leiding moet in gesloten positie worden afgedicht en elk geval van toevoer van ruw water moet worden geregistreerd in het waterbehandelingslogboek.

Uit individuele gegevens in het waterbehandelingslogboek blijkt duidelijk dat de hardheid van het voedingswater 2 mEq/kg of meer bereikte, terwijl de toegestane waarde volgens de ketelinspectienormen 0,02 mEq/kg bedraagt. Meestal werden de volgende vermeldingen in het logboek gemaakt: "het water is vuil, hard", zonder de resultaten van een chemische analyse van het water aan te geven.

Bij het inspecteren van de ketel na uitschakeling werden afzettingen tot 5 mm dik aangetroffen op de interne oppervlakken van de zeefbuizen, die bijna volledig verstopt waren met kalk en slib. Op het binnenoppervlak van de trommel in het onderste gedeelte bereikte de dikte van de afzettingen 3 mm, het voorste deel van de trommel is gevuld met slib tot een derde van de hoogte.

Over 11 maanden Vóór dit ongeval werd soortgelijke schade (“scheuren, deuken, vervormingen”) vastgesteld in 13 ketelschermbuizen. De defecte leidingen werden vervangen, maar de administratie van de onderneming heeft, in strijd met de “Instructies voor het onderzoek naar ongevallen die hebben geresulteerd in ongevallen bij ondernemingen en faciliteiten die worden gecontroleerd door de Staatscommissie voor Technisch Toezicht van de USSR”, deze zaak niet onderzocht en niet maatregelen nemen om de bedrijfsomstandigheden van de ketels te verbeteren.

2. Op de aandrijflijn werd ruw water voor de voeding van een afgeschermde stoomketel met waterpijp met enkele trommel, een capaciteit van 10 t/u en een werkdruk van 41 kgf/cm2, behandeld met de kationenuitwisselingsmethode. Door onbevredigende prestaties van het kation- en afvalfilter bereikte de resthardheid van het ontharde water

0,7 mEq/kg in plaats van de 0,01 mEq/kg die in het project wordt beoogd. De ketel werd niet regelmatig doorgeblazen. Bij het stoppen voor reparatie zijn de keteltrommel en de zeefcollectoren niet geopend of geïnspecteerd. Als gevolg van kalkaanslag scheurde een pijp en werd een brandweerman verbrand door stoom en brandende brandstof die uit de vuurhaard werd gespoten.

3. In de cementfabriek werd zonder chemische waterbehandeling een nieuw geïnstalleerde waterpijpketel met één trommel, met een capaciteit van 35 t/u en een werkdruk van 43 kgf/cm2, in bedrijf genomen, waarvan de installatie niet was uitgevoerd. tegen die tijd voltooid. Een maand lang werd de ketel gevoed met onbehandeld water. Ruim twee maanden werd het water niet ontlucht, omdat de stoomleiding niet op de ontluchter was aangesloten.

Overtredingen van het waterregime waren toegestaan, zelfs nadat...

pre-productieapparatuur werd in gebruik genomen. De ketel werd vaak gevoed met ruw water; het zuiveringsregime werd niet gevolgd; het chemisch laboratorium controleerde de kwaliteit van het voedingswater niet, omdat het niet was uitgerust met de benodigde reagentia.

Als gevolg van onbevredigende wateromstandigheden bereikten afzettingen op de interne oppervlakken van de zeefbuizen een dikte van 8 mm; Als gevolg hiervan vormden zich op 36 zeefpijpen uitstulpingen; een aanzienlijk deel van de pijpen was vervormd en de trommelwanden aan de binnenkant waren gecorrodeerd.

4. In de fabriek voor gewapend betonproducten werd de ketel van het Shukhov-Berlijn-systeem aangedreven door elektromagnetisch behandeld water. Het is bekend dat bij deze methode van waterbehandeling een tijdige en effectieve verwijdering van slib uit de ketel moet worden gewaarborgd.

Tijdens de werking van de ketel werd echter niet aan deze voorwaarde voldaan. De ketel werd niet regelmatig ontlucht en het uitschakelschema van de ketel voor het spoelen en reinigen werd niet gevolgd.

Als gevolg hiervan verzamelde zich een grote hoeveelheid slib in de ketel.

Het achterste deel van de pijpen was verstopt met slib op 70-80% van de doorsnede, de moddervanger - op 70% van het volume bereikte de dikte van de kalk op de verwarmingsoppervlakken 4 mm. Dit leidde tot oververhitting en vervorming van de kookpijpen, pijpleidingen en koppen van buisprofielen.

Bij het kiezen van een elektromagnetische methode voor de verwerking van jodium werd in dit geval geen rekening gehouden met de kwaliteit van het voedingswater en de ontwerpkenmerken van de ketel en werden er geen maatregelen genomen om een ​​normaal blaasregime te organiseren, wat leidde tot de ophoping van slib en aanzienlijke kalkaanslag in de ketel. 5. De kwesties van het organiseren van een rationeel waterregime om een ​​betrouwbare en economische werking van ketels in thermische energiecentrales te garanderen, zijn van uitzonderlijk belang geworden., waarbij niet alleen aanslagvormers 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.

De afgelopen jaren heeft ons land aanzienlijke vooruitgang geboekt bij het organiseren van het rationele waterregime van ketels van thermische energiecentrales en de chemische controle van water en stoom, evenals bij de introductie van corrosiebestendige metalen en beschermende coatings.

Het gebruik van moderne waterbehandelingsmiddelen heeft de betrouwbaarheid en kosteneffectiviteit van werkende elektrische apparatuur dramatisch vergroot.

Bij sommige thermische energiecentrales zijn schendingen van het waterregime echter nog steeds toegestaan.

Om deze reden vond in juni 1976 in de thermische centrale van de pulp- en papierfabriek een ongeval plaats met een stoomketel van het type BKZ-220-100 f met een stoomcapaciteit van 220 t/u met stoomparameters van 100 kgf/ cm2 en 540 ° C, vervaardigd in de Barnaul Boiler Plant in 1964 d. ​​Ketel met één trommel en natuurlijke circulatie, gemaakt volgens een U-vormig ontwerp. De prismatische verbrandingskamer is volledig afgeschermd door buizen met een buitendiameter van 60 mm, waarvan de steek 64 mm is. Onderste deel

het zeefoppervlak vormt een zogenaamde koude trechter, langs de hellingen waarvan deeltjes slak in vaste vorm naar beneden rollen in de slakkist. Het verdampingsschema is tweetraps, waarbij stoom wordt gespoeld met voedingswater. De eerste verdampingsfase is rechtstreeks in de keteltrommel opgenomen, de tweede fase bestaat uit op afstand gelegen stoomscheidingscyclonen die zijn opgenomen in het circulatiecircuit van de middelste zeefblokken. De ketel wordt gevoed met een mengsel van chemisch gezuiverd water (60%) en condensaat afkomstig van turbines en productie werkplaatsen

(40%). Water voor het voeden van de ketel wordt verwerkt volgens het volgende schema: kalksteen - coagulatie - magnesiumdesiliconisatie in

Clarifiers - kationisatie in twee fasen.

De ketel werkt op steenkool uit de Inta-afzetting met een relatief laag assmeltpunt. Als startbrandstof wordt stookolie gebruikt. Vóór het ongeval werkte de ketel 73.300 uur.

Om 14:10 uur scheurden 11 pijpen van het voorscherm in het koude trechtergebied op 3,7 m hoogte met gedeeltelijke vernietiging

voering. Er wordt aangenomen dat eerst een of twee waterleidingen scheurden, gevolgd door het scheuren van andere leidingen.

Het waterniveau daalde scherp 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 frontale onderste collector en negen van de tweede. De breuk is bros; de randen op de breukplaatsen zijn stomp en niet verdund. De lengte van de gescheurde pijpsecties varieert van één tot drie meter. Op het binnenoppervlak van beschadigde buizen, evenals monsters gesneden uit onbeschadigde buizen, werden losse afzettingen tot 2,5 mm dik gevonden, evenals groot aantal

putten, tot 2 mm diep, gelegen in een ketting tot 10 mm breed langs twee generatrices langs de verwarmingsrand van de buis. Het was op plaatsen met corrosieschade dat het metaal werd vernietigd.

Tijdens het onderzoek naar het ongeval bleek dat er al eerder tijdens het in bedrijf zijn van de ketel breuken in de schermleidingen waren opgetreden. Zo scheurde twee maanden voor het ongeval een voorschermleiding op 6,0 m. Na 3 dagen werd de ketel weer stilgelegd vanwege het scheuren van twee voorschermleidingen op 7,0 m pijpen was het resultaat van corrosieschade aan het metaal.

Volgens het goedgekeurde schema zou de ketel in het derde kwartaal van 1976 buiten bedrijf worden gesteld voor groot onderhoud. Tijdens de reparatieperiode was het de bedoeling om de voorste schermleidingen ter plaatse van de koude trechter te vervangen. De ketel werd echter niet stopgezet voor reparatie en de leidingen werden niet vervangen. Corrosieschade aan het metaal was een gevolg van overtredingen van het waterregime, die lange tijd waren toegestaan ​​​​tijdens de werking van de ketels van de thermische elektriciteitscentrale. De ketels werden gevoed met water met een hoog gehalte aan ijzer, koper en zuurstof. Het totale zoutgehalte in het voedingswater is aanzienlijk overschreden, waardoor zelfs in de circuits van de eerste verdampingstrap het zoutgehalte 800 mg/kg bereikte. Industriële condensaten met een ijzergehalte van 400-600 mg/kg die gebruikt worden om ketels te voeden, werden niet gezuiverd. Om deze reden, en ook omdat er onvoldoende bescherming tegen corrosie van de waterbehandelingsapparatuur was (de bescherming werd gedeeltelijk uitgevoerd), waren er aanzienlijke afzettingen op de interne oppervlakken van de leidingen (tot 1000 g/m2), voornamelijk bestaande uit van ijzerverbindingen. Aminatie en hydrazinatie van voedingswater werden pas kort voor het ongeval ingevoerd. Er werd geen pre-opstart- en operationele zuurspoeling van de ketels uitgevoerd.

Andere overtredingen van de regels voor de technische werking van ketels hebben ook bijgedragen aan het ongeval. Bij thermische energiecentrales worden vaak ketels aangestoken en het grootste aantal aanmaakhoutjes vond plaats in de ketel waarmee het ongeval plaatsvond. De ketels zijn uitgerust met apparaten voor stoomverwarming, maar werden niet gebruikt voor aanmaakhout. Tijdens het aanmaakhout werden de bewegingen van de schermcollectoren niet gecontroleerd.

Om de aard van het corrosieproces te verduidelijken en de redenen voor de vorming van zweren vast te stellen, voornamelijk in de eerste twee panelen van het voorscherm en de locatie van deze zweren in de vorm van kettingen, werd het onderzoeksmateriaal naar de TsKTI gestuurd. Bij het beoordelen van deze materialen werd de aandacht gevestigd op het feit dat

de ketels werkten met sterk variabele belastingen, en een aanzienlijke vermindering van de stoomproductie was toegestaan ​​(tot 90 t/u), wat zou kunnen leiden tot plaatselijke verstoring van de circulatie. De ketels werden op de volgende manier verwarmd: aan het begin van het aanmaakhout werden twee tegenover elkaar gelegen sproeiers (diagonaal) ingeschakeld. Deze methode vertraagde het proces natuurlijke circulatie in de panelen van het eerste en tweede voorscherm. Het is in deze schermen dat de belangrijkste focus van ulceratieve laesies wordt gevonden. In het voedingswater kwamen af ​​en toe nitrieten voor, waarvan de concentratie niet werd gecontroleerd.

Een analyse van de ongevalsmaterialen, waarbij rekening werd gehouden met de genoemde tekortkomingen, gaf reden om aan te nemen dat de vorming van ketens van zweren op de zijlijnen van de interne oppervlakken van de voorste schermbuizen op de helling van de koude trechter het resultaat is van een langdurig proces van elektrochemische corrosie onder het 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 het feit dat de ketel werkt tijdens het aansteken met een onstabiel proces van natuurlijke circulatie. Tijdens de periode van het begin van de circulatie vormen zich periodiek poriënbellen op de bovenste generatrix van de hellende pijpen van de koude trechter, waardoor het effect van lokale thermische pulsaties in het metaal wordt veroorzaakt door het optreden van elektrochemische processen in het gebied van tijdelijke fasescheiding. Het waren deze plaatsen die de brandpunten werden voor de vorming van ketens van zweren. De overheersende putvorming in de eerste twee panelen van de voorruit was een gevolg van onjuiste aanmaakomstandigheden.

6. Bij de TIC WB werd, tijdens de werking van de PK-YUSH-2-ketel met een stoomproductiecapaciteit van 230 t/u met stoomparameters van 100 kgf/cm2 en 540° C, stoomvorming opgemerkt aan de uitlaat van de verse stoomverzamelspruitstuk naar de hoofdveiligheidsklep. De uitlaat is door middel van lassen verbonden met een gegoten T-stuk dat in het geprefabriceerde verdeelstuk is gelast.

De ketel werd in noodgevallen uitgeschakeld. Tijdens de inspectie werd een ringvormige scheur ontdekt in het onderste deel van de buis (168X13 mm) van het horizontale gedeelte van de bocht in de directe omgeving van de plaats waar de bocht aansluit op het gegoten T-stuk. De lengte van de scheur aan de buitenkant is 70 mm en aan de binnenkant 110 mm. Op het binnenoppervlak van de buis, op de plaats van de schade, werden een groot aantal corrosieputten en individuele scheuren onthuld, parallel aan de hoofdscheur.

Metallografische analyse heeft vastgesteld dat de scheuren beginnen bij putjes in de koolstofarme metaallaag en zich vervolgens transkristallijn ontwikkelen in de richting loodrecht op het oppervlak van de buis. De microstructuur van het pijpmetaal bestaat uit ferrietkorrels en dunne perlietkettingen langs de korrelgrenzen. Volgens de schaal die als bijlage bij MRTU 14-4-21-67 is opgenomen, kan de microstructuur worden beoordeeld met een score van 8.

De chemische samenstelling van het metaal van de beschadigde buis komt overeen met staal 12Х1МФ. Mechanische eigenschappen voldoen aan de eisen technische specificaties benodigdheden. De diameter van de buis in het beschadigde gebied overschrijdt de plustolerantie niet.

De horizontale uitlaat naar de veiligheidsklep met een ongeregeld 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 afdichtingspunt, d.w.z. in het gebied waar de buis is beschadigd. Bij afwezigheid

afvoer in de uitlaat en de aanwezigheid van een tegenhelling, als gevolg van elastische buiging in het gebied van de veiligheidsklep naar het verzamelspruitstuk voor verse stoom, in het onderste deel van de buis vóór het T-stuk kan er een constante ophoping zijn van een kleine hoeveelheid condensaat, verrijkt met zuurstof tijdens stilstand, conservering en inbedrijfstelling van de ketel uit de lucht. Onder deze omstandigheden vond er corrosieve erosie 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 vermoeiingscorrosiescheuren ontstaan ​​als gevolg van agressieve omgevingsinvloeden en wisselende spanningen in het metaal, wat in dit geval blijkbaar is gebeurd.

Om te voorkomen dat condensaat zich ophoopt, is in de uitlaat een omgekeerde stoomcirculatie geïnstalleerd. Om dit te doen, werd de uitlaatleiding direct voor de hoofdveiligheidsklep door een verwarmingsleiding (buizen met een diameter van 10 mm) verbonden met de tussenkamer van de oververhitter, waardoor stoom wordt toegevoerd met een temperatuur van 430 ° C Met een klein verschil in overdruk (tot 4 kgf/cm2) wordt een continue stoomstroom verzekerd en wordt de temperatuur van het medium in de uitlaat op minimaal 400° C gehouden. De reconstructie van de uitlaat werd uitgevoerd op alle ketels van . PK-YUSH-2 CHPP.

Om schade aan de uitlaten van de hoofdveiligheidskleppen op PK-YUSH-2-ketels en soortgelijke ketels te voorkomen, wordt aanbevolen:

Controleer met echografie de onderste halve omtrekken van de aftakleidingen op de laspunten aan de T-stukken;

Controleren of de vereiste hellingen worden nageleefd en indien nodig de systemen voor het bevestigen van stoomleidingen aan de hoofdveiligheidskleppen aanpassen, rekening houdend met de werkelijke staat van de stoomleidingen (isolatiegewicht, werkelijk gewicht van leidingen, eerder uitgevoerde reconstructies);

Zorg voor een omgekeerde stoomcirculatie 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;

Allemaal doodlopende bochten naar veiligheidskleppen zorgvuldig isoleren.

(Uit uitdrukkelijke informatie van STSNTI ORGRES - 1975)

a) Zuurstofcorrosie

Meestal hebben stalen watereconomisers van keteleenheden last van zuurstofcorrosie, die, als gevolg van onbevredigende ontluchting van het voedingswater, 2-3 jaar na installatie kapot gaat.

Het directe gevolg van zuurstofcorrosie van stalen economizers is de vorming van fistels in de buizen, waardoor een waterstroom met hoge snelheid naar buiten stroomt. Dergelijke stralen die op de wand van een aangrenzende pijp zijn gericht, kunnen deze zo verslijten dat er gaten in ontstaan. Omdat de economiserleidingen vrij compact zijn gelegen, kan de resulterende corrosiefistel enorme schade aan de leidingen veroorzaken als de keteleenheid lange tijd in bedrijf blijft met de resulterende fistel. Gietijzeren economizers worden niet beschadigd door zuurstofcorrosie.

Zuurstofcorrosie de inlaatsecties van economizers zijn vaker blootgesteld. Bij een aanzienlijke concentratie zuurstof in het voedingswater dringt het echter in de keteleenheid binnen. Hier worden vooral vaten en standpijpen blootgesteld aan zuurstofcorrosie. De belangrijkste vorm van zuurstofcorrosie is de vorming van depressies (zweren) in het metaal, die, wanneer ze zich ontwikkelen, leiden tot de vorming van fistels.

Een toename van de druk intensiveert zuurstofcorrosie. Daarom zijn voor keteleenheden met een druk van 40 atm en hoger zelfs zuurstof "slips" in ontluchters gevaarlijk. De samenstelling van het water waarmee het metaal in contact komt, is essentieel. De aanwezigheid van een kleine hoeveelheid alkali versterkt de lokalisatie van corrosie, terwijl de aanwezigheid van chloriden deze over het oppervlak verspreidt.

b) Parkeercorrosie

Keteleenheden die stil staan, worden beïnvloed door elektrochemische corrosie, ook wel stilstandcorrosie genoemd. Afhankelijk van de bedrijfsomstandigheden worden keteleenheden vaak buiten bedrijf gesteld en in reserve geplaatst of voor langere tijd stilgelegd.

Wanneer de keteleenheid in reserve wordt gestopt, begint de druk daarin te dalen en ontstaat er een vacuüm in de trommel, waardoor lucht binnendringt en het ketelwater verrijkt met zuurstof. Dit laatste schept voorwaarden voor het optreden van zuurstofcorrosie. Zelfs als het water volledig uit de keteleenheid is verwijderd, is het interne oppervlak niet droog. Schommelingen in de luchttemperatuur en vochtigheid veroorzaken het fenomeen van vochtcondensatie uit de atmosfeer in de ketel. De aanwezigheid van een film op het metalen oppervlak, verrijkt met zuurstof bij blootstelling aan lucht, creëert gunstige omstandigheden voor ontwikkeling elektrochemische corrosie. Als er afzettingen op het binnenoppervlak van de ketel aanwezig zijn die kunnen oplossen in een vochtfilm, neemt de intensiteit van de corrosie aanzienlijk toe. Soortgelijke verschijnselen kunnen bijvoorbeeld worden waargenomen in stoomoververhitters, die vaak last hebben van staande corrosie.

Als er afzettingen op het binnenoppervlak van de ketel aanwezig zijn die kunnen oplossen in een vochtfilm, neemt de intensiteit van de corrosie aanzienlijk toe. Soortgelijke verschijnselen kunnen bijvoorbeeld worden waargenomen in stoomoververhitters, die vaak last hebben van staande corrosie.

Daarom is het bij het buiten bedrijf stellen van de ketel voor een langere periode van stilstand noodzakelijk om bestaande afzettingen door middel van wassen te verwijderen.

Corrosie bij parkeren kan ernstige schade aan keteleenheden veroorzaken, tenzij speciale maatregelen worden genomen om ze te beschermen. Het gevaar schuilt ook in het feit dat de corrosiecentra die erdoor worden gecreëerd tijdens inactieve perioden, tijdens bedrijf blijven werken.

Om keteleenheden tegen parkeercorrosie te beschermen, worden ze geconserveerd.

c) Intergranulaire corrosie

Intergranulaire corrosie komt voor in klinknagelnaden en rolverbindingen van stoomketeleenheden, die worden afgewassen met ketelwater. Het wordt gekenmerkt door het verschijnen van scheuren in het metaal, aanvankelijk erg dun, onzichtbaar voor het oog, die naarmate ze zich ontwikkelen, veranderen in grote zichtbare scheuren. Ze passeren tussen de korrels van het metaal, daarom wordt deze corrosie intergranulair genoemd. In dit geval vindt de vernietiging van het metaal plaats zonder vervorming, daarom worden deze breuken bros genoemd.

De ervaring heeft uitgewezen dat intergranulaire corrosie alleen optreedt als er tegelijkertijd drie omstandigheden aanwezig zijn:

1) Hoge trekspanningen in het metaal, dichtbij het vloeipunt.
2) Lekkages in klinknagelnaden of rolverbindingen.
3) Agressieve eigenschappen van ketelwater.

De afwezigheid van een van de genoemde voorwaarden elimineert het optreden van brosse breuken, die in de praktijk worden gebruikt om intergranulaire corrosie te bestrijden.

De agressiviteit van ketelwater wordt bepaald door de samenstelling van de daarin opgeloste zouten. Belangrijk is het gehalte aan natronloog, dat bij hoge concentraties (5-10%) reageert met het metaal. Dergelijke concentraties worden bereikt bij lekkages in klinknagelnaden en walsverbindingen, waarbij ketelwater verdampt. Dit is de reden waarom de aanwezigheid van lekken onder de juiste omstandigheden tot brosse breuken kan leiden. Bovendien is een belangrijke indicator voor de agressiviteit van ketelwater de relatieve alkaliteit - Schot.

d) Stoom-watercorrosie

Stoom-watercorrosie is de vernietiging van metaal als gevolg van chemische interactie met waterdamp: 3Fe + 4H20 = Fe304 + 4H2
Metaalvernietiging wordt mogelijk voor koolstofstaal wanneer de temperatuur van de buiswand stijgt tot 400°C.

Corrosieproducten zijn waterstofgas 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 neemt de vorm aan van zweren, groeven en scheuren.

De belangrijkste reden voor het voorkomen stoom corrosie verhit de buiswand tot een kritische temperatuur waarbij de oxidatie van het metaal met water versnelt. Daarom wordt de strijd tegen stoom-watercorrosie uitgevoerd door de oorzaken te elimineren die oververhitting van het metaal veroorzaken.

Stoom-watercorrosie kan niet worden geëlimineerd door enige verandering of verbetering in de waterchemie van de keteleenheid, aangezien de oorzaken van deze corrosie liggen in de verbrandings- en hydrodynamische processen binnen de ketel, evenals in de bedrijfsomstandigheden.

e) Slibcorrosie

Dit type corrosie treedt op onder een laag slib die wordt gevormd op het binnenoppervlak van de pijp van de keteleenheid als gevolg van het feit dat de ketel wordt gevoed met onvoldoende gezuiverd water.

Metaalschade die optreedt tijdens slibcorrosie is lokaal (ulceratief) van aard en bevindt zich meestal aan de halve omtrek van de buis die naar de oven is gericht. De resulterende zweren zien eruit als schelpen met een diameter tot 20 mm of meer, gevuld met ijzeroxiden, waardoor een “bult” onder de zweer ontstaat.

Het identificeren van soorten corrosie is moeilijk en daarom komen fouten vaak voor bij het bepalen van technologisch en economisch optimale maatregelen om corrosie te bestrijden. De belangrijkste noodzakelijke maatregelen worden genomen in overeenstemming met regelgevingsdocumenten, waarin de limieten van de belangrijkste corrosie-initiatoren worden vastgelegd.

GOST 20995-75 “Stationaire stoomketels met een druk tot 3,9 MPa. Indicatoren van de kwaliteit van voedingswater en stoom" normaliseert de indicatoren in voedingswater: transparantie, dat wil zeggen de hoeveelheid gesuspendeerde onzuiverheden; algemene hardheid, gehalte aan ijzer- en koperverbindingen - preventie van kalkvorming en afzettingen van ijzer- en koperoxide; pH-waarde - preventie van alkalische en zure corrosie en ook schuimvorming in de keteltrommel; zuurstofgehalte - voorkomen van zuurstofcorrosie; nitrietgehalte - preventie van nitrietcorrosie; inhoud van aardolieproducten - voorkomt schuimvorming in de keteltrommel.

De normwaarden worden door GOST bepaald, afhankelijk van de druk in de ketel (dus van de watertemperatuur), van de kracht van de lokale warmtestroom en van de waterbehandelingstechnologie.

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

Bij externe inspectie kunnen de volgende soorten corrosie worden vermoed.

Zuurstofcorrosie

: inlaatsecties van stalen economizerbuizen; toevoerleidingen bij onvoldoende zuurstofarm (boven normaal) water - "doorbraken" van zuurstof als gevolg van slechte ontluchting; voedingswaterverwarmers; alle natte delen van de ketel tijdens het uitschakelen en het niet nemen van maatregelen om te voorkomen dat lucht de ketel binnendringt, vooral in stilstaande gebieden, bij het afvoeren van water, vanwaar het moeilijk is om stoomcondensaat te verwijderen of volledig met water te vullen, bijvoorbeeld verticale leidingen van oververhitters. Tijdens stilstand wordt de corrosie versterkt (gelokaliseerd) in aanwezigheid van alkali (minder dan 100 mg/l).

Zuurstofcorrosie komt zelden voor (wanneer het zuurstofgehalte in water aanzienlijk hoger is dan de norm - 0,3 mg/l) in de stoomscheidingsinrichtingen van keteltrommels en op de trommelwand ter hoogte van de grens van het waterniveau; in regenpijpen. Door de ontluchtende werking van stoombellen ontstaat er in stijgleidingen geen corrosie.

Soort en aard van de schade. Zweren van verschillende diepte en diameter, 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 de knobbeltjes bevindt zich een zwart vloeibaar sediment, waarschijnlijk magnetiet (Fe 3 O 4) gemengd met sulfaten en chloriden. Bij uitgedoofde corrosie is er een leegte onder de korst en is de bodem van de zweer bedekt met kalkaanslag en slib.

Bij water pH > 8,5 zijn zweren 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.

Wanneer de watersnelheid meer dan 2 m/s bedraagt, kunnen de knobbeltjes een langwerpige vorm aannemen in de richting van de straalbeweging.

. Magnetische korsten zijn behoorlijk compact en kunnen dienen als een betrouwbare barrière voor de penetratie van zuurstof in de knobbeltjes. Maar ze worden vaak vernietigd als gevolg van corrosiemoeheid, wanneer de temperatuur van water en metaal cyclisch verandert: veelvuldig stoppen en starten van de ketel, pulserende beweging van het stoom-watermengsel, stratificatie van het stoom-watermengsel in afzonderlijke pluggen van stoom en water volgen elkaar op.

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

Rijst. 1. Verschijning zuurstof corrosie

Alkalische (in engere zin - intergranulaire) corrosie

Plaatsen met schade door metaalcorrosie. Leidingen in gebieden met een hoge warmtestroom (brandergebied en tegenover de langwerpige toorts) - 300-400 kW/m2 en waar de metaaltemperatuur 5-10 °C hoger is dan het kookpunt van water bij een gegeven druk; hellende en horizontale leidingen waar de watercirculatie slecht is; plaatsen onder dikke sedimenten; zones nabij de steunringen en in de lassen zelf, bijvoorbeeld op plaatsen waar dampscheidingsinrichtingen binnen de trommel worden gelast; plaatsen in de buurt van de klinknagels.

Soort en aard van de schade. Halfronde of elliptische depressies gevuld met corrosieproducten, vaak inclusief glanzende magnetietkristallen (Fe 3 O 4). De meeste depressies zijn bedekt met een harde korst. Aan de zijde van de pijpen die naar de vuurhaard gericht zijn, kunnen de uitsparingen aansluiten, waardoor een zogenaamd corrosiespoor 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 spanning - leiden tot scheuren in het metaal, vooral in de buurt van de scheuren: klinknagels, rolverbindingen, laspunten van dampscheidingsapparatuur.

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

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

Het tussenproduct NaFeO 2 ondergaat hydrolyse:

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

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

Wanneer het magnetiet wordt verwijderd, kunnen bijtende sodaloog en water rechtstreeks met het ijzer reageren, waarbij atomaire waterstof vrijkomt:

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

4H 2 O + 3Fe = 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 = 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 deze uit als er scheuren optreden. Bovendien voorkomen deze gassen de vorming en verdichting van beschermende films.

Een geconcentreerde oplossing van natronloog wordt gevormd op plaatsen waar het ketelwater diep verdampt: dichte kalkaanslag van zouten (een soort sub-slibcorrosie); een crisis van kernkoken, wanneer een stabiele dampfilm boven het metaal wordt gevormd - daar wordt het metaal bijna niet beschadigd, maar aan de randen van de film, waar actieve verdamping plaatsvindt, wordt bijtende soda geconcentreerd; de aanwezigheid van scheuren waar verdamping optreedt, wat anders is dan verdamping in het gehele watervolume: bijtende soda verdampt slechter dan water, wordt niet weggespoeld door water en hoopt zich op. Bijtende soda werkt op het metaal en vormt scheuren aan de korrelgrenzen die in het metaal zijn gericht (een soort intergranulaire corrosie - spleet).

Intergranulaire corrosie onder invloed van alkalisch ketelwater concentreert zich meestal in de keteltrommel.

Rijst. 3. Intergranulaire corrosie: a - microstructuur van het metaal vóór corrosie, b - microstructuur in de corrosiefase, vorming van scheuren langs de korrelgrenzen van het metaal

Een dergelijk corrosief effect op metaal is alleen mogelijk als er tegelijkertijd drie factoren aanwezig zijn:

• lokale mechanische trekspanningen dichtbij of iets groter dan de vloeigrens, dat wil zeggen 2,5 MN/mm2;
• losse verbindingen van trommeldelen (hierboven aangegeven), waarbij diepe verdamping van ketelwater kan optreden en waar ophopende natronloog oplost beschermende film ijzeroxiden (NaOH-concentratie meer dan 10%, watertemperatuur boven 200 °C en - vooral - dichter bij 300 °C). Als de ketel werkt op een druk die lager is dan de nominale druk (bijvoorbeeld 0,6-0,7 MPa in plaats van 1,4 MPa), neemt de kans op dit soort corrosie af;
• een ongunstige combinatie van stoffen in ketelwater, waarin de noodzakelijke beschermende concentraties aan remmers van dit soort corrosie ontbreken. Natriumzouten kunnen als remmers werken: sulfaten, carbonaten, fosfaten, nitraten, cellulosesulfietvloeistof.

Rijst. 4. Verschijning van intergranulaire corrosie

Er ontstaan ​​geen corrosiescheuren als de volgende 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 en NaOH respectievelijk de gehalten aan natriumsulfaat, natriumcarbonaat, natriumfosfaat, natriumnitraat en natriumhydroxide zijn, mg/kg.

In momenteel vervaardigde ketels ontbreekt ten minste één van de gespecificeerde voorwaarden voor het optreden van corrosie.

De aanwezigheid van siliciumverbindingen in ketelwater kan ook de intergranulaire corrosie vergroten.

NaCl is onder deze omstandigheden geen corrosieremmer. Het werd hierboven getoond: chloorionen (Cl -) zijn corrosieversnellers vanwege hun hoge mobiliteit en kleine omvang, ze dringen gemakkelijk beschermende oxidefilms binnen en produceren zeer oplosbare zouten met ijzer (FeCl 2, FeCl 3) in plaats van slecht oplosbare ijzeroxides; .

In ketelwater worden traditioneel de waarden van de totale mineralisatie gecontroleerd, in plaats van het gehalte aan individuele zouten. Waarschijnlijk om deze reden werd standaardisatie niet geïntroduceerd volgens de aangegeven verhouding (6), maar volgens de waarde van de relatieve alkaliteit van het ketelwater:

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

waarbij Shk 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 behandeld (extra) water (inclusief chloridegehalte), mg/l.

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

• na natriumkationisatie - totale alkaliteit bronwater;
• na waterstof-natrium-kationisatie parallel - (0,3-0,4), of opeenvolgend met "hongerige" regeneratie van het waterstof-kationenuitwisselingsfilter - (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 - (Sh ongeveer ref - D k), waarbij Sh ongeveer ref de totale alkaliteit van het bronwater is, mmol/l; Dk - dosis stollingsmiddel, mmol/l;
• na natronkalken 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 Rostechnadzor-normen worden geaccepteerd,%, niet meer dan:

• voor ketels met geklonken trommels - 20;
• voor ketels met gelaste vaten en pijpen erin gerold - 50;
• voor ketels met gelaste trommels en eraan gelaste pijpen - elke waarde, niet gestandaardiseerd.

Rijst. 4. Resultaat van intergranulaire corrosie

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

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

waarbij Ksh een criterium is voor de potentiële alkalische agressiviteit van ketelwater; S ov - mineralisatie van behandeld (aanvullend) water (inclusief chloridegehalte), mg/l; Cl - - chloridegehalte in behandeld (extra) water, mg/l; Shch ov - totale alkaliteit van behandeld (extra) water, mmol/l.

De waarde van K sch kan worden genomen:

• bij ketels met geklonken vaten is de druk groter dan 0,8 MPa ≥ 5;
• voor ketels met gelaste vaten en daarin gerold 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 daarin gerold pijpen met een druk tot 1,4 MPa en ketels met geklonken trommels met een druk tot 0,8 MPa - niet standaardiseren.

Slibcorrosie

Onder deze naam meerdere verschillende soorten corrosie (alkali, zuurstof, enz.). De ophoping van losse en poreuze afzettingen en slib in verschillende delen 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 naar de vuurhaard gerichte zijde.

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

. Als er meer dan 20 μg/l nitrietionen (NO - 2) in het voedingswater zitten en de watertemperatuur hoger is dan 200 ° C, dienen nitrieten als kathodische depolarisatoren van elektrochemische corrosie en worden ze gereduceerd tot HNO 2, NO, N2 (zie hierboven).

Stoom-watercorrosie

Locaties van schade door metaalcorrosie. Het uitlaatgedeelte van oververhitterspoelen, oververhitte stoomstoompijpleidingen, horizontale en licht hellende stoomgenererende pijpen in gebieden met een slechte watercirculatie, soms langs de bovenste vorm van de uitlaatspoelen van kokendwatereconomisers.

Soort en aard van de schade. Plakjes van dichte zwarte ijzeroxiden (Fe 3 O 4), stevig aan het metaal gehecht. Wanneer de temperatuur schommelt, wordt de continuïteit van de plaque (korst) verstoord en vallen de schubben af. Uniforme verdunning van metaal met uitstulpingen, scheuren in de lengterichting, breuken.

Het kan worden geïdentificeerd als sub-slibcorrosie: in de vorm van diepe zweren met vaag afgebakende randen, meestal in de buurt van lasnaden die in de pijp uitsteken, waar slib zich ophoopt.

Oorzaken van corrosieschade:

• wasmedium - stoom in oververhitters, stoompijpleidingen, stoomkussens onder een laag slib;
• metaaltemperatuur (staal 20) meer dan 450 °C, warmtestroom naar het metalen gedeelte - 450 kW/m 2;
• schending van het verbrandingsregime: slakvorming van branders, verhoogde vervuiling van leidingen binnen en buiten, onstabiele (trillende) verbranding, verlenging van de toorts richting de schermpijpen.

Het resultaat: onmiddellijk chemische reactie ijzer met waterdamp (zie hierboven).

Microbiologische corrosie

Veroorzaakt door aerobe en anaerobe bacteriën, verschijnt bij temperaturen van 20-80 ° C.

Locaties van metaalschade. Leidingen en containers naar de ketel met water op de aangegeven 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 aërobe bacteriën. Binnenin bevindt zich een zwart poeder en een suspensie (ijzersulfide FeS) - een product van sulfaatreducerende anaerobe bacteriën onder de zwarte formatie bevinden zich ronde zweren;

Oorzaken van schade. Natuurlijk water bevat altijd ijzersulfaten, zuurstof en verschillende bacteriën.

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 begint waterstofsulfide de vorming van zwavelhoudende (zeer onstabiele) en zwavelzuren, en het metaal corrodeert.

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

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

Chelaatcorrosie

Locaties van corrosieschade. Apparatuur waarbij stoom wordt gescheiden van water: keteltrommel, stoomscheidingsinrichtingen in en buiten 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 zwart glanzende film. Er zijn geen duidelijke afzettingen en er zijn geen corrosieproducten, omdat het “chelaat” (speciaal in de ketel geïntroduceerd organische verbindingen polyaminen) heeft al gereageerd.

In de aanwezigheid van zuurstof, wat zelden voorkomt in een normaal werkende ketel, wordt het gecorrodeerde oppervlak “versterkt”: ruwheid, eilandjes van metaal.

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 als er sprake is van een overdosis “chelaat”, maar het is ook mogelijk met een normale dosis, omdat het “chelaat” geconcentreerd is in gebieden waar intense verdamping van water plaatsvindt: kernkoken wordt vervangen door filmkoken. Bij stoomscheidingsapparaten zijn er gevallen van bijzonder destructieve “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 als gevolg van de gecombineerde werking van verschillende corrosiefactoren groter kan zijn dan de som van de schade als gevolg van individuele soorten corrosie.

In de regel verbetert de werking van corrosieve middelen het onstabiele thermische regime van de ketel, wat corrosievermoeidheid veroorzaakt en thermische vermoeidheidscorrosie initieert: het aantal starts vanuit een koude toestand is meer dan 100, het totale aantal starts is meer dan 200 Omdat dit soort metaalschade zelden voorkomt, zien scheuren en breukpijpen er hetzelfde uit als metaalschade door verschillende soorten corrosie.

Om de oorzaak van metaalvernietiging te identificeren, zijn doorgaans aanvullende metallografische onderzoeken vereist: radiografie, echografie, kleur- en detectie van magnetische deeltjesfouten.

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

2.1. Verwarmingsoppervlakken.

De meest typische schade aan leidingen met verwarmingsoppervlak zijn: scheuren in het oppervlak van scherm- en ketelleidingen, corrosie-aanvallen op de buiten- en binnenoppervlakken van leidingen, breuken, dunner worden van leidingwanden, scheuren en vernieling van klokken.

Redenen voor het optreden van scheuren, breuken en fistels: afzettingen in ketelpijpen van zouten, corrosieproducten, lasparels, die de circulatie vertragen en oververhitting van het metaal veroorzaken, externe mechanische schade, verstoring van het waterchemieregime.

Corrosie van het buitenoppervlak van buizen is verdeeld in lage temperatuur en hoge temperatuur. Corrosie bij lage temperaturen treedt op op plaatsen waar blaasinrichtingen zijn geïnstalleerd, wanneer als gevolg van onjuiste bediening condensatie kan ontstaan ​​op met roet bedekte verwarmingsoppervlakken. Corrosie bij hoge temperaturen kan optreden in de tweede trap van de oververhitter bij het verbranden van zure stookolie.

De meest voorkomende corrosie van het binnenoppervlak van leidingen treedt op wanneer corrosieve gassen (zuurstof, kooldioxide) of zouten (chloriden en sulfaten) in ketelwater in wisselwerking treden met het metaal van de leidingen. Corrosie van het binnenoppervlak van pijpen manifesteert zich in de vorming van pokken, zweren, gaatjes en scheuren.

Corrosie van het binnenoppervlak van pijpen omvat ook: corrosie door zuurstofstagnatie, alkalische corrosie onder slib van ketel- en schermpijpen, corrosiemoeheid, die zich manifesteert in de vorm van scheuren in ketel- en schermpijpen.

Leidingbeschadiging door kruip wordt gekenmerkt door een toename van de diameter en de vorming van longitudinale scheuren. Vervormingen op plaatsen waar buizen worden gebogen en gelaste verbindingen kunnen verschillende richtingen hebben.

Burn-outs en kalkvorming in leidingen treden op als gevolg van oververhitting tot temperaturen boven de ontwerptemperatuur.

De belangrijkste soorten schade aan lasnaden veroorzaakt door handmatig booglassen zijn fistels die ontstaan ​​door een gebrek aan penetratie, slakinsluitingen, gasporiën en gebrek aan versmelting langs de randen van pijpen.

De belangrijkste defecten en schade aan het oppervlak van de oververhitter zijn: corrosie en schilfering op de buiten- en binnenoppervlakken van pijpen, scheuren, risico's en delaminatie van pijpmetaal, fistels en breuken van pijpen, defecten in gelaste pijpverbindingen, resterende vervorming als gevolg gevolg van kruip.

Schade aan de hoeklassen van lasspoelen en fittingen aan de collectoren, veroorzaakt door een overtreding van de lastechnologie, heeft de vorm van ringvormige scheuren langs de smeltlijn vanaf de zijkant van de spoel of fittingen.

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

naden en pijpbochten, holtes die kunnen ontstaan ​​tijdens reparaties, risico's op het oppervlak van flenzen, lekken van flensverbindingen als gevolg van verkeerde uitlijning van de flens. Tijdens een hydraulische test van de ketel kan dat

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

2.2. Keteltrommels.

Typische schade aan keteltrommels zijn: scheuren-scheuren aan de binnen- en buitenoppervlakken van de schalen en bodems, scheuren-scheuren rondom pijp gaten op het binnenoppervlak van de trommels en op het cilindrische oppervlak van de pijpgaten, interkristallijne corrosie van schalen en bodems, corrosiescheiding van de oppervlakken van schalen en bodems, ovaliteit van de trommel, oddulina (uitstulpingen) op de oppervlakken van de tegenoverliggende vaten de oven, veroorzaakt door het temperatuureffect van de toorts in geval van vernietiging (of verlies) van afzonderlijke bekledingsdelen.

2.3. Metalen constructies en ketelbekleding.

Afhankelijk van de kwaliteit van het preventieve werk, evenals van de werkingsmodi en -perioden van de ketel, kunnen de metalen structuren ervan de volgende defecten en schade vertonen: breuken en buigingen van rekken en schakels, scheuren, corrosieschade aan het metalen oppervlak.

Als gevolg van langdurige blootstelling aan temperaturen kunnen scheuren en schade aan de integriteit van de gevormde stenen, bevestigd op pinnen aan de bovenste trommel vanaf de zijkant van de vuurhaard, optreden, evenals scheuren in de vuurhaard. metselwerk langs de onderste trommel en de vloer van de vuurhaard.

Bijzonder gebruikelijk is de vernietiging van de bakstenen schietpartij van de brander en schending van de geometrische afmetingen als gevolg van het smelten van de baksteen.

3. Controle van de staat van de ketelelementen.

De staat van de elementen van een ketel die ter reparatie wordt aangeboden, wordt gecontroleerd op basis van de resultaten van een hydraulische test, externe en interne inspectie, evenals andere soorten controles die worden uitgevoerd in het kader van en in overeenstemming met het inspectieprogramma van de ketelexpert ( hoofdstuk “Ketelexpertinspectieprogramma”).

3.1. Verwarmingsoppervlakken controleren.

Inspectie van externe oppervlakken pijp elementen Bijzondere zorg moet worden besteed op plaatsen waar pijpen door voering en omhulsel gaan, in gebieden met maximale thermische spanning - op het gebied van branders, luiken, mangaten, maar ook op plaatsen waar schermpijpen gebogen zijn en bij lasnaden.

Om ongevallen te voorkomen die verband houden met het dunner worden van de buiswanden als gevolg van zwavel- en statische corrosie, is het tijdens jaarlijkse technische inspecties uitgevoerd door de bedrijfsadministratie noodzakelijk om de leidingen van de verwarmingsoppervlakken van ketels die al meer dan twee jaar in bedrijf zijn te inspecteren. jaren.

De controle wordt uitgevoerd door externe inspectie, waarbij met een hamer van maximaal 0,5 kg op de vooraf gereinigde buitenoppervlakken van de buizen wordt getikt en de dikte van de buiswanden wordt gemeten. In dit geval moet u de leidingsecties selecteren die de grootste slijtage en corrosie hebben ondergaan (horizontale secties, gebieden met roetafzettingen en bedekt met cokesafzettingen).

De dikte van buiswanden wordt gemeten met behulp van ultrasone diktemeters. Het is mogelijk om pijpsecties uit te snijden op twee of drie pijpen van verbrandingsschermen en pijpen van een convectieve balk die zich bij de gasinlaat en -uitlaat bevinden. De resterende dikte van de buiswanden mag niet minder zijn dan de berekende dikte volgens de sterkteberekening (bijgevoegd bij het Ketelcertificaat), rekening houdend met een toename voor corrosie gedurende de periode van verder gebruik tot de volgende inspectie en een toename van de marge van 0,5 mm.

De berekende wanddikte van scherm- en ketelleidingen voor een werkdruk van 1,3 MPa (13 kgf/cm2) is 0,8 mm, voor 2,3 MPa (23 kgf/cm2) – 1,1 mm. De corrosietoeslag wordt bepaald op basis van de verkregen meetresultaten en rekening houdend met de bedrijfsduur tussen onderzoeken.

Bij bedrijven waar als gevolg van langdurig gebruik geen intensieve slijtage van verwarmingsoppervlakbuizen wordt waargenomen, kan controle van de buiswanddikte worden uitgevoerd op grote reparaties, maar minstens één keer in de vier jaar.

De collector, de oververhitter en het achterscherm worden intern geïnspecteerd. De luiken van het bovenste verdeelstuk van de achterruit moeten verplicht worden geopend en geïnspecteerd.

De buitendiameter van de buizen moet worden gemeten in de maximale temperatuurzone. Gebruik voor metingen speciale sjablonen (nietjes) of passers. 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 verder brengen dan de grenzen van minusafwijkingen.

Het toegestane verschil in buiswanddikte bedraagt ​​10%.

De resultaten van inspectie en metingen worden vastgelegd in het reparatieformulier.

3.2. Controle van de trommel.

Wanneer door corrosie beschadigde delen van de trommel worden geïdentificeerd, is het noodzakelijk om het oppervlak vooraf te inspecteren interne reiniging Om de intensiteit van de corrosie te bepalen, meet u de diepte van de metaalcorrosie.

Meet uniforme corrosie over de dikte van de muur, waarbij hiervoor een gat met een diameter van 8 mm wordt geboord. Plaats na het meten een plug in het gat en verbrand aan beide zijden of in extreme gevallen alleen vanaf de binnenkant van het vat. De meting kan ook worden uitgevoerd met een ultrasone diktemeter.

Meet de belangrijkste corrosie en zweren met behulp van afdrukken. Reinig hiervoor het beschadigde gedeelte van het metalen oppervlak van afzettingen en smeer het lichtjes 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 afdruk van het beschadigde oppervlak.

Om afdrukken te verkrijgen, gebruikt u tertiair, babbitt, tin en, indien mogelijk, gips.

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

Inspectie van pijpgaten en vaten wordt in de volgende volgorde uitgevoerd.

Controleer na het verwijderen van de uitlopende buizen de diameter van de gaten met behulp van een sjabloon. Als de sjabloon tot aan het uitsteeksel van de aanslag het gat binnendringt, betekent dit dat de diameter van het gat groter wordt dan de norm. De exacte diameter wordt gemeten met een schuifmaat en genoteerd op het reparatieformulier.

Bij het inspecteren van trommellassen is het noodzakelijk om het aangrenzende basismetaal te controleren tot een breedte van 20-25 mm aan beide zijden van de naad.

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

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.

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

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

naar de zijkant atmosferische druk(verkooppunten) - 2%;

richting stoomdruk (deuken) - 5%.

De toegestane diktevermindering van de bodemwand bedraagt ​​15%.

De toegestane toename van de diameter van gaten voor buizen (voor lassen) is 10%.