Ăn mòn kim loại nồi hơi nước nóng. Ăn mòn và xói mòn trong nồi hơi áp suất trung bình và thấp từ phía lò
Các loại ăn mòn. Trong quá trình vận hành, các bộ phận của nồi hơi tiếp xúc với môi trường ăn mòn - nước, hơi nước và khí thải. Có sự ăn mòn hóa học và điện hóa.
Ăn mòn hóa học do hơi nước hoặc nước gây ra, phá hủy kim loại đồng đều trên toàn bộ bề mặt. Tỷ lệ ăn mòn như vậy trong nồi hơi hàng hải hiện đại là thấp. Nguy hiểm hơn là ăn mòn hóa học cục bộ do tác động mạnh các hợp chất hóa học chứa trong tro trầm tích (lưu huỳnh, oxit vanadi, v.v.).
Phổ biến và nguy hiểm nhất là ăn mòn điện hóa, xảy ra trong dung dịch nước của chất điện phân khi dòng điện, gây ra bởi sự khác biệt tiềm ẩn giữa các phần riêng lẻ của kim loại, khác nhau về tính không đồng nhất hóa học, nhiệt độ hoặc chất lượng xử lý.
Vai trò của chất điện phân được thực hiện bởi nước (trong trường hợp ăn mòn bên trong) hoặc hơi nước ngưng tụ trong cặn (trong trường hợp ăn mòn bên ngoài).
Sự xuất hiện của các cặp microgalvanic như vậy trên bề mặt đường ống dẫn đến việc các nguyên tử ion kim loại truyền vào nước dưới dạng các ion tích điện dương và bề mặt đường ống ở nơi này mang điện tích âm. Nếu sự khác biệt về điện thế của các cặp microgalvanic như vậy là không đáng kể thì một lớp điện kép dần dần được tạo ra ở bề mặt tiếp xúc kim loại-nước, điều này làm chậm tiến trình tiếp theo của quá trình.
Tuy nhiên, trong hầu hết các trường hợp, điện thế của các phần riêng lẻ là khác nhau, điều này gây ra sự xuất hiện của EMF hướng từ điện thế cao hơn (cực dương) đến điện thế nhỏ hơn (cực âm).
Trong trường hợp này, các nguyên tử ion kim loại truyền từ cực dương vào nước và các electron dư thừa tích tụ ở cực âm. Kết quả là EMF và do đó cường độ của quá trình phá hủy kim loại giảm mạnh.
Hiện tượng này được gọi là sự phân cực. Nếu điện thế cực dương giảm do sự hình thành màng oxit bảo vệ hoặc sự gia tăng nồng độ của các ion kim loại trong vùng cực dương và điện thế cực âm thực tế không thay đổi thì sự phân cực được gọi là anốt.
Trong quá trình phân cực catốt trong dung dịch gần cực âm, nồng độ các ion và phân tử có khả năng loại bỏ các electron dư thừa khỏi bề mặt kim loại giảm mạnh. Từ đó, điểm chính trong cuộc chiến chống ăn mòn điện hóa là tạo ra các điều kiện để duy trì cả hai loại phân cực.
Trong thực tế, điều này là không thể đạt được, vì nước nồi hơi luôn chứa chất khử cực - chất phá vỡ quá trình phân cực.
Chất khử cực bao gồm các phân tử O 2 và CO 2, các ion H + , Cl - và SO - 4, cũng như các oxit sắt và đồng. CO 2, Cl - và SO - 4 hòa tan trong nước sẽ ức chế sự hình thành màng oxit bảo vệ dày đặc trên cực dương và do đó góp phần vào sự diễn ra mạnh mẽ của quá trình anốt. Ion hydro H+ làm giảm điện tích âm của cực âm.
Ảnh hưởng của oxy đến tốc độ ăn mòn bắt đầu biểu hiện theo hai hướng trái ngược nhau. Một mặt, oxy làm tăng tốc độ của quá trình ăn mòn, vì nó là chất khử cực mạnh ở các vị trí cực âm, mặt khác, nó có tác dụng thụ động trên bề mặt.
Thông thường, các bộ phận nồi hơi làm bằng thép có màng oxit ban đầu khá bền, giúp bảo vệ vật liệu khỏi tiếp xúc với oxy cho đến khi bị phá hủy bởi các yếu tố hóa học hoặc cơ học.
Tốc độ của các phản ứng không đồng nhất (bao gồm ăn mòn) được điều chỉnh bởi cường độ của các quá trình sau: cung cấp thuốc thử (chủ yếu là chất khử cực) lên bề mặt vật liệu; phá hủy màng oxit bảo vệ; loại bỏ các sản phẩm phản ứng khỏi nơi nó xảy ra.
Cường độ của các quá trình này phần lớn được xác định bởi các yếu tố thủy động lực, cơ học và nhiệt. Do đó, các biện pháp giảm nồng độ thuốc thử hóa học mạnh ở cường độ cao của hai quá trình còn lại, như kinh nghiệm vận hành nồi hơi cho thấy, thường không hiệu quả.
Theo đó, giải pháp cho vấn đề ngăn ngừa hư hỏng do ăn mòn phải toàn diện, có tính đến tất cả các yếu tố ảnh hưởng đến nguyên nhân ban đầu gây ra sự phá hủy vật liệu.
Ăn mòn điện hóa
Tùy thuộc vào vị trí xảy ra và các chất tham gia phản ứng, các loại sau được phân biệt: ăn mòn điện hóa:
- oxy (và sự đa dạng của nó - bãi đậu xe),
- lớp bùn phụ (đôi khi được gọi là “vỏ”),
- giữa các hạt (độ giòn kiềm của thép nồi hơi),
- khe cắm và
- lưu huỳnh.
Ăn mòn oxyđược quan sát thấy trong các bộ tiết kiệm, phụ kiện, ống cấp liệu và ống xả, bộ thu hơi nước và các thiết bị thu bên trong (bảng, đường ống, bộ khử quá nhiệt, v.v.). Các cuộn dây của mạch thứ cấp của nồi hơi hai mạch, nồi hơi thu hồi và bộ gia nhiệt không khí bằng hơi nước đặc biệt dễ bị ăn mòn do oxy. Ăn mòn oxy xảy ra trong quá trình vận hành lò hơi và phụ thuộc vào nồng độ oxy hòa tan trong nước lò hơi.
Tỷ lệ ăn mòn oxy trong nồi hơi chính thấp do công việc hiệu quả thiết bị khử khí và chế độ nước photphat-nitrat. Ở các nồi hơi ống nước phụ thường đạt 0,5 - 1 mm/năm, mặc dù tính trung bình nó nằm trong khoảng 0,05 - 0,2 mm/năm. Bản chất hư hỏng của thép nồi hơi là những vết loét nhỏ.
Một loại ăn mòn oxy nguy hiểm hơn là ăn mòn bãi đậu xe, xảy ra trong thời gian lò hơi không hoạt động. Do tính chất đặc thù của công việc, tất cả các nồi hơi trên tàu (và đặc biệt là các nồi hơi phụ) đều phải chịu áp lực cao. ăn mòn bãi đậu xe. Theo quy định, việc ngừng ăn mòn không dẫn đến hỏng hóc lò hơi, tuy nhiên, kim loại bị ăn mòn trong quá trình ngừng hoạt động, các yếu tố khác không đổi, sẽ bị phá hủy mạnh hơn trong quá trình vận hành lò hơi.
Nguyên nhân chính gây ra hiện tượng ăn mòn đứng yên là oxy xâm nhập vào nước nếu nồi hơi đầy, hoặc vào màng ẩm trên bề mặt kim loại nếu xả nước nồi hơi. Vai trò chính trong việc này là do clorua và NaOH có trong nước và các muối tan trong nước.
Nếu có clorua trong nước, sự ăn mòn đồng đều của kim loại sẽ tăng cường và nếu nó chứa một lượng nhỏ chất kiềm (dưới 100 mg/l), thì sự ăn mòn sẽ cục bộ. Để tránh hiện tượng ăn mòn bãi đậu xe ở nhiệt độ 20 - 25°C, nước nên chứa tối đa 200 mg/l NaOH.
Dấu hiệu bên ngoài của sự ăn mòn liên quan đến oxy: rỗ cục bộ kích thước nhỏ(Hình 1, a), chứa đầy các sản phẩm ăn mòn màu nâu tạo thành các nốt sần phía trên vết loét.
Loại bỏ oxy khỏi nước cấp là một trong những biện pháp quan trọng để giảm sự ăn mòn oxy. Từ năm 1986, hàm lượng oxy trong nước cấp cho nồi hơi phụ trợ và phục hồi của tàu được giới hạn ở mức 0,1 mg/l.
Tuy nhiên, ngay cả với hàm lượng oxy như vậy trong nước cấp, vẫn có thể quan sát thấy hư hỏng do ăn mòn đối với các bộ phận của nồi hơi trong quá trình vận hành, điều này cho thấy ảnh hưởng chủ yếu của quá trình phá hủy màng oxit và rửa trôi các sản phẩm phản ứng từ các vị trí ăn mòn. Hầu hết một ví dụ rõ ràng, minh họa ảnh hưởng của các quá trình này đến hư hỏng do ăn mòn, là sự phá hủy các cuộn dây của nồi hơi thu hồi có tuần hoàn cưỡng bức.
Cơm. 1. Hư hỏng do ăn mòn oxy
Thiệt hại ăn mòn với sự ăn mòn oxy, chúng thường được định vị nghiêm ngặt: trên bề mặt bên trong các phần đầu vào (xem Hình 1, a), trong khu vực uốn cong (Hình 1, b), tại các phần đầu ra và trong phần uốn cong cuộn dây (xem Hình 1, c), cũng như trong các bộ thu hơi nước của nồi hơi thu hồi (xem Hình 1, d). Chính tại những khu vực này (2 - khu vực xâm thực gần tường), đặc điểm thủy động lực của dòng chảy tạo điều kiện cho sự phá hủy màng oxit và rửa trôi mạnh các sản phẩm ăn mòn.
Thật vậy, bất kỳ biến dạng nào của dòng nước và hỗn hợp hơi nước đều đi kèm với sự xuất hiện xâm thực ở các lớp tường mở rộng dòng chảy 2, trong đó các bong bóng hơi hình thành và sụp đổ ngay lập tức gây ra sự phá hủy màng oxit do năng lượng của các tác động vi mô thủy lực.
Điều này cũng được tạo điều kiện thuận lợi bởi các ứng suất xen kẽ trong màng gây ra bởi sự rung động của cuộn dây và sự dao động về nhiệt độ và áp suất. Sự nhiễu loạn cục bộ ngày càng tăng của dòng chảy ở những khu vực này gây ra sự rửa trôi tích cực của các sản phẩm ăn mòn.
Trong các phần thoát trực tiếp của cuộn dây, màng oxit bị phá hủy do tác động lên bề mặt của các giọt nước trong quá trình dao động hỗn loạn của dòng hỗn hợp hơi nước, chế độ chuyển động hình khuyên phân tán ở đây trở nên phân tán ở một dòng chảy. tốc độ lên tới 20-25 m/s.
Trong những điều kiện này, ngay cả hàm lượng oxy thấp (~ 0,1 mg/l) cũng gây ra sự phá hủy kim loại mạnh mẽ, dẫn đến xuất hiện các lỗ rò ở phần đầu vào của cuộn dây của nồi hơi thu hồi La Mont sau 2-4 năm vận hành, và ở các khu vực khác - sau 6-12 năm.
Cơm. 2. Thiệt hại do ăn mòn đối với cuộn dây tiết kiệm của nồi hơi thu hồi KUP1500R của tàu động cơ Indira Gandhi.
Để minh họa điều trên, chúng ta hãy xem xét nguyên nhân gây hư hỏng cuộn dây tiết kiệm của hai nồi hơi thu hồi loại KUP1500R được lắp trên tàu sân bay nhẹ hơn "Indira Gandhi" (loại "Alexey Kosygin"), được đưa vào sử dụng vào tháng 10 năm 1985. Đã đi vào hoạt động từ tháng 10 năm 1985. Tháng 2 năm 1987, do hư hỏng Bộ tiết kiệm của cả hai nồi hơi đã được thay thế. Sau 3 năm, ngay cả ở những bộ tiết kiệm này, vẫn xuất hiện hư hỏng ở cuộn dây, nằm ở những khu vực cách bộ thu đầu vào tới 1-1,5 m. Bản chất của hư hỏng cho thấy (Hình 2, a, b) sự ăn mòn oxy điển hình sau đó là hư hỏng do mỏi (vết nứt ngang).
Tuy nhiên, bản chất của sự mệt mỏi ở từng vùng là khác nhau. Sự xuất hiện của vết nứt (và trước đó là vết nứt của màng oxit) trong khu vực mối hàn (xem Hình 2, a) là hệ quả của các ứng suất xen kẽ gây ra bởi sự rung động của bó ống và đặc điểm thiết kế của kết nối giữa cuộn dây và bộ thu (đầu cuộn dây có đường kính 22x3 được hàn vào khớp nối cong có đường kính 22x3 22x2).
Sự phá hủy màng oxit và hình thành các vết nứt mỏi trên bề mặt bên trong của các đoạn thẳng của cuộn dây, cách lối vào 700-1000 mm (xem Hình 2, b), là do các ứng suất nhiệt xen kẽ phát sinh trong quá trình vận hành lò hơi, khi bề mặt nóng phục vụ nước lạnh. Trong trường hợp này, ảnh hưởng của ứng suất nhiệt được tăng cường do các vây của cuộn dây cản trở sự giãn nở tự do của kim loại ống, tạo thêm ứng suất trong kim loại.
Ăn mòn bùn thường được quan sát thấy ở các nồi hơi ống nước chính trên bề mặt bên trong của lưới lọc và các ống tạo hơi của bó đốt đối diện với ngọn đuốc. Bản chất của ăn mòn dưới bùn là các vết loét có hình bầu dục, kích thước dọc theo trục chính (song song với trục ống) lên tới 30-100 mm.
Trên các vết loét có một lớp oxit dày đặc ở dạng "vỏ" 3 (Hình 3). Sự ăn mòn bùn xảy ra khi có chất khử cực rắn - oxit sắt và đồng 2, lắng đọng trên các phần chịu nhiệt nhiều nhất của đường ống ở những nơi trung tâm hoạt độngăn mòn xảy ra khi màng oxit bị phá hủy.
Một lớp cặn lỏng lẻo và các sản phẩm ăn mòn hình thành trên bề mặt 1. Các “vỏ” tạo thành của các sản phẩm ăn mòn được bám chắc vào kim loại cơ bản và chỉ có thể được loại bỏ bằng cơ học. kim loại và sự xuất hiện của chỗ phình ra.
Loại ăn mòn này không điển hình ở các nồi hơi phụ, nhưng dưới tải nhiệt cao và điều kiện xử lý nước thích hợp, không thể loại trừ sự xuất hiện của ăn mòn bùn trong các nồi hơi này.
Các bề mặt gia nhiệt của máy sưởi không khí dạng ống và máy tái tạo, bộ tiết kiệm nhiệt độ thấp, cũng như ống khói kim loại và ống khóiở nhiệt độ kim loại dưới điểm sương của khí thải. Nguồn ăn mòn ở nhiệt độ thấp là anhydrit sunfuric SO 3, tạo thành hơi axit sunfuric trong khí thải, ngưng tụ ở nhiệt độ điểm sương của khí thải. Một vài phần nghìn phần trăm SO 3 trong khí đủ để gây ra sự ăn mòn kim loại với tốc độ vượt quá 1 mm/năm. Sự ăn mòn ở nhiệt độ thấp được làm chậm lại bằng cách tổ chức quá trình đốt cháy với lượng không khí dư thừa nhỏ, cũng như bằng cách sử dụng phụ gia nhiên liệu và tăng khả năng chống ăn mòn của kim loại.
Màn đốt của nồi hơi dạng trống và dòng chảy trực tiếp có thể bị ăn mòn ở nhiệt độ cao trong quá trình đốt nhiên liệu rắn, bộ siêu nhiệt hơi nước và các giá đỡ của chúng, cũng như màn chắn phần bức xạ thấp hơn của nồi hơi áp suất siêu tới hạn khi đốt dầu nhiên liệu lưu huỳnh.
Ăn mòn bề mặt bên trong của đường ống là hậu quả của sự tương tác giữa oxy và khí carbon dioxide hoặc muối (clorua và sunfat) có trong nước lò hơi với kim loại của đường ống. Trong nồi hơi áp suất hơi siêu tới hạn hiện đại, hàm lượng khí và muối ăn mòn do quá trình khử muối sâu trong nước cấp và khử khí nhiệt là không đáng kể và nguyên nhân chính gây ra sự ăn mòn là sự tương tác của kim loại với nước và hơi nước. Ăn mòn bề mặt bên trong của đường ống biểu hiện ở việc hình thành các vết rỗ, rỗ, sâu răng và vết nứt; bề mặt bên ngoài của đường ống bị hư hỏng có thể không khác gì bề mặt của đường ống khỏe mạnh.
Thiệt hại do ăn mòn bên trong đường ống cũng bao gồm:
ăn mòn ứ đọng oxy, ảnh hưởng đến bất kỳ khu vực nào trên bề mặt bên trong của đường ống. Các khu vực bị ảnh hưởng nặng nề nhất là những khu vực được bao phủ bởi cặn hòa tan trong nước (ống của bộ quá nhiệt và vùng chuyển tiếp của nồi hơi một lần);
ăn mòn kiềm dưới bùn của nồi hơi và ống sàng, xảy ra dưới tác động của kiềm đậm đặc do sự bay hơi của nước dưới lớp bùn;
mỏi do ăn mòn, biểu hiện dưới dạng các vết nứt trong nồi hơi và ống màn hình là kết quả của việc tiếp xúc đồng thời với môi trường ăn mòn và ứng suất nhiệt thay đổi.
Cặn hình thành trên đường ống do chúng quá nóng đến nhiệt độ cao hơn đáng kể so với thiết kế. Do sự gia tăng năng suất của các đơn vị nồi hơi trong Gần đây Các trường hợp hỏng ống quá nhiệt do khả năng chống cặn không đủ đối với khí thải ngày càng trở nên thường xuyên hơn. Sự đóng cặn mạnh thường được quan sát thấy khi đốt dầu nhiên liệu.
Sự mài mòn của thành ống xảy ra do tác động mài mòn của bụi và tro than, đá phiến sét, cũng như các tia hơi nước thoát ra từ các đường ống liền kề hoặc vòi thổi bị hư hỏng. Đôi khi nguyên nhân gây mòn và cứng thành ống là do chất bắn dùng để làm sạch bề mặt gia nhiệt. Vị trí và mức độ mòn của đường ống được xác định bằng cách kiểm tra bên ngoài và đo đường kính của chúng. Độ dày thành ống thực tế được đo bằng máy đo độ dày siêu âm.
Sự cong vênh của lưới chắn và đường ống nồi hơi, cũng như các đường ống riêng lẻ và các phần của tấm tường của phần bức xạ của nồi hơi xuyên qua xảy ra khi đường ống được lắp đặt với lực căng không đều, các dây buộc ống bị gãy, rò rỉ nước và do thiếu tự do cho các chuyển động nhiệt của họ. Sự cong vênh của cuộn dây và màn chắn quá nhiệt xảy ra chủ yếu do cháy móc treo và dây buộc, lực căng quá mức và không đồng đều cho phép trong quá trình lắp đặt hoặc thay thế các bộ phận riêng lẻ. Sự cong vênh của cuộn dây tiết kiệm nước xảy ra do hiện tượng cháy và dịch chuyển của các giá đỡ và móc treo.
Các lỗ rò, chỗ phồng, vết nứt và đứt cũng có thể xuất hiện do: cặn bám trong đường ống, sản phẩm ăn mòn, cặn gia công, hạt hàn và các vật lạ khác làm chậm quá trình tuần hoàn của nước và góp phần làm kim loại ống quá nóng; bắn peening; sự khác biệt giữa cấp thép, thông số hơi nước và nhiệt độ khí; hư hỏng cơ học bên ngoài; vi phạm điều kiện hoạt động.
Sự ăn mòn này thường có quy mô và cường độ nghiêm trọng và nguy hiểm hơn so với sự ăn mòn của nồi hơi trong quá trình vận hành.
Khi nước còn sót lại trong hệ thống, tùy thuộc vào nhiệt độ và khả năng tiếp cận không khí của nó, rất nhiều trường hợp ăn mòn bế tắc có thể xảy ra. Trước hết, cần lưu ý rằng việc có nước trong đường ống của các thiết bị khi chúng đang ở trạng thái dự trữ là điều cực kỳ không mong muốn.
Nếu nước vì lý do này hay lý do khác vẫn còn trong hệ thống thì có thể quan sát thấy sự ăn mòn tĩnh nghiêm trọng trong hơi nước và đặc biệt là trong không gian chứa nước của bể (chủ yếu dọc theo đường nước) ở nhiệt độ nước 60-70°C. Do đó, trong thực tế, người ta thường quan sát thấy sự ăn mòn theo thời gian dừng với cường độ khác nhau, mặc dù các chế độ tắt hệ thống giống nhau và chất lượng nước chứa trong chúng; các thiết bị có sự tích tụ nhiệt đáng kể có thể bị ăn mòn nghiêm trọng hơn các thiết bị có kích thước hộp cứu hỏa và bề mặt gia nhiệt, vì nước nồi hơi trong chúng nguội nhanh hơn; nhiệt độ của nó xuống dưới 60-70°C.
Ở nhiệt độ nước trên 85-90°C (ví dụ, trong quá trình tắt thiết bị trong thời gian ngắn), sự ăn mòn tổng thể giảm và sự ăn mòn kim loại của không gian hơi, trong đó quan sát thấy sự ngưng tụ hơi tăng lên trong trường hợp này, có thể vượt quá sự ăn mòn kim loại của không gian nước. Ăn mòn ở trạng thái dừng trong không gian chứa hơi nước trong mọi trường hợp đều đồng đều hơn so với trong không gian chứa nước của lò hơi.
Sự phát triển của hiện tượng ăn mòn đứng yên được tạo điều kiện thuận lợi hơn rất nhiều do bùn tích tụ trên bề mặt của nồi hơi, nơi thường giữ ẩm. Về vấn đề này, các vết ăn mòn đáng kể thường được tìm thấy trong các thiết bị và đường ống dọc theo máy phát điện phía dưới và ở các đầu của chúng, tức là ở những khu vực tích tụ bùn nhiều nhất.
Phương pháp bảo quản thiết bị dự trữ
Có thể sử dụng các phương pháp sau để bảo quản thiết bị:
a) sấy khô - loại bỏ nước và độ ẩm khỏi cốt liệu;
b) đổ đầy chúng bằng dung dịch xút, photphat, silicat, natri nitrit, hydrazine;
c) làm đầy hệ thống công nghệ nitơ.
Phương pháp bảo quản nên được lựa chọn tùy thuộc vào tính chất và thời gian ngừng hoạt động, cũng như loại và tính năng thiết kế thiết bị.
Thời gian ngừng hoạt động của thiết bị có thể được chia thành hai nhóm dựa trên thời lượng: ngắn hạn—không quá 3 ngày và dài hạn—hơn 3 ngày.
Có hai loại thời gian ngừng hoạt động ngắn hạn:
a) Dự kiến, liên quan đến việc đưa vào dự bị vào ngày nghỉ cuối tuần do giảm tải hoặc đưa vào dự bị vào ban đêm;
b) cưỡng bức - do hỏng đường ống hoặc hư hỏng các bộ phận khác của thiết bị, việc loại bỏ chúng không cần phải tắt máy lâu hơn.
Tùy theo mục đích thời gian ngừng hoạt động dài có thể chia thành các nhóm sau: a) đưa thiết bị vào dự phòng; b) sửa chữa hiện tại; c) sửa chữa lớn.
Đối với thời gian ngừng hoạt động của thiết bị trong thời gian ngắn, cần sử dụng phương pháp bảo quản bằng cách đổ đầy nước đã khử khí trong khi vẫn duy trì áp suất dư hoặc phương pháp khí (nitơ). Nếu cần phải tắt máy khẩn cấp thì bảo quản nitơ là phương pháp duy nhất được chấp nhận.
Khi hệ thống được đặt ở chế độ chờ hoặc không hoạt động trong một thời gian dài mà không thực hiện công việc sửa chữa Nên bảo quản bằng cách đổ đầy dung dịch nitrit hoặc natri silicat. Trong những trường hợp này, việc bảo tồn nitơ cũng có thể được sử dụng, đảm bảo thực hiện các biện pháp tạo ra mật độ hệ thống nhằm ngăn chặn việc tiêu thụ khí quá mức và hoạt động không hiệu quả của việc lắp đặt nitơ, cũng như tạo ra điều kiện an toàn khi bảo trì thiết bị.
Có thể sử dụng các phương pháp bảo quản bằng cách tạo áp suất dư và nạp nitơ bất kể đặc điểm thiết kế của bề mặt gia nhiệt của thiết bị.
Để ngăn chặn sự ăn mòn kim loại trong quá trình thi công chính và sửa chữa hiện tại Chỉ có thể áp dụng các phương pháp bảo quản mới có thể tạo ra một lớp màng bảo vệ trên bề mặt kim loại, giữ được các đặc tính của nó trong ít nhất 1-2 tháng sau khi xả hết dung dịch bảo quản, vì việc làm rỗng và giảm áp suất của hệ thống là không thể tránh khỏi. hiệu lực màng bảo vệ trên bề mặt kim loại sau khi xử lý bằng natri nitrit có thể đạt được 3 tháng.
Các phương pháp bảo quản sử dụng nước và dung dịch thuốc thử trên thực tế không được chấp nhận để bảo vệ bộ quá nhiệt trung gian của nồi hơi khỏi bị ăn mòn do những khó khăn liên quan đến việc đổ đầy chúng và làm sạch sau đó.
Phương pháp bảo quản nồi hơi nước nóng, hơi nước áp lực thấp, cũng như các thiết bị khác của mạch công nghệ khép kín cung cấp nhiệt và nước, khác ở nhiều khía cạnh so với các phương pháp hiện đang được sử dụng để ngăn chặn sự ăn mòn trong thời gian dừng tại các nhà máy nhiệt điện. Dưới đây chúng tôi mô tả các cách chính để ngăn ngừa sự ăn mòn ở chế độ không tải của thiết bị của các hệ thống tuần hoàn như vậy, có tính đến các chi tiết cụ thể về hoạt động của chúng.
Phương pháp bảo quản đơn giản
Nên sử dụng các phương pháp này cho nồi hơi nhỏ. Chúng bao gồm việc loại bỏ hoàn toàn nước khỏi nồi hơi và đặt chất hút ẩm vào đó: canxi clorua nung, vôi sống, silica gel với tỷ lệ 1-2 kg trên 1 m 3 thể tích.
Phương pháp bảo quản này phù hợp ở nhiệt độ phòng dưới và trên 0. Trong các phòng được sưởi ấm trong thời điểm vào Đông, một trong những phương pháp bảo quản liên lạc có thể được thực hiện. Nó bao gồm việc đổ đầy toàn bộ thể tích bên trong của thiết bị bằng dung dịch kiềm (NaOH, Na 3 P0 4, v.v.), đảm bảo độ ổn định hoàn toàn của màng bảo vệ trên bề mặt kim loại ngay cả khi chất lỏng bão hòa oxy.
Thông thường, dung dịch được sử dụng có nồng độ từ 1,5-2 đến 10 kg/m 3 NaOH hoặc 5-20 kg/m 3 Na 3 P0 4 tùy thuộc vào hàm lượng muối trung tính trong nguồn nước. Giá trị thấp hơn áp dụng cho nước ngưng, giá trị cao hơn áp dụng cho nước chứa tới 3000 mg/l muối trung tính.
Ăn mòn cũng có thể được ngăn ngừa bằng phương pháp quá áp, trong đó áp suất hơi trong bộ phận dừng được duy trì liên tục ở mức trên áp suất không khí, và nhiệt độ nước duy trì trên 100°C, ngăn cản sự tiếp cận của chất ăn mòn chính - oxy.
Một điều kiện quan trọng đối với hiệu lực và hiệu quả của bất kỳ phương pháp bảo vệ nào là độ kín tối đa có thể có của các đầu nối hơi nước để tránh áp suất giảm quá nhanh, mất dung dịch bảo vệ (hoặc khí) hoặc hơi ẩm xâm nhập. Ngoài ra, trong nhiều trường hợp, việc làm sạch sơ bộ bề mặt khỏi các cặn khác nhau (muối, bùn, cặn) rất hữu ích.
Khi triển khai theo nhiều cách khác nhauĐể bảo vệ chống ăn mòn khi đỗ xe, bạn phải ghi nhớ những điều sau.
1. Đối với tất cả các loại bảo quản, trước tiên cần loại bỏ (rửa sạch) cặn muối dễ hòa tan (xem ở trên) để tránh gia tăng sự ăn mòn khi đỗ xe ở một số khu vực nhất định của bộ phận được bảo vệ. Bắt buộc phải thực hiện biện pháp này trong quá trình bảo toàn tiếp xúc, nếu không có thể xảy ra hiện tượng ăn mòn cục bộ nghiêm trọng.
2. Vì những lý do tương tự, nên loại bỏ tất cả các loại cặn không hòa tan (bùn, cặn, oxit sắt) trước khi bảo quản lâu dài.
3. Nếu các van không đáng tin cậy, cần ngắt kết nối thiết bị dự phòng khỏi bộ phận vận hành bằng phích cắm.
Rò rỉ hơi nước và nước ít nguy hiểm hơn khi bảo toàn tiếp xúc nhưng không thể chấp nhận được với các phương pháp bảo vệ khô và khí.
Việc lựa chọn chất hút ẩm được xác định bởi tính sẵn có tương đối của thuốc thử và mong muốn đạt được khả năng hút ẩm cụ thể cao nhất có thể. Chất hút ẩm tốt nhất là canxi clorua dạng hạt. Vôi sống kém hơn đáng kể so với canxi clorua, không chỉ do khả năng giữ ẩm thấp hơn mà còn do mất mát nhanh chóng hoạt động của cô ấy. Vôi không chỉ hấp thụ độ ẩm từ không khí mà còn cả carbon dioxide, do đó nó được bao phủ bởi một lớp canxi cacbonat, ngăn cản sự hấp thụ thêm độ ẩm.
Hydro-X là gì:
Hydro-X là tên được đặt cho một phương pháp và giải pháp được phát minh ở Đan Mạch cách đây 70 năm nhằm cung cấp khả năng xử lý nước hiệu chỉnh cần thiết cho hệ thống sưởi ấm và nồi hơi, cả nước nóng và hơi nước, với áp suất hơi thấp (lên đến 40 atm). Khi sử dụng phương pháp Hydro-X, chỉ có một dung dịch được thêm vào nước tuần hoàn, dung dịch này được chuyển đến người tiêu dùng dưới dạng lon hoặc thùng nhựa ở dạng sẵn sàng để sử dụng. Điều này cho phép doanh nghiệp không có kho đặc biệt để đựng thuốc thử hóa học, xưởng chuẩn bị các dung dịch cần thiết, v.v.
Việc sử dụng Hydro-X đảm bảo duy trì giá trị pH cần thiết, lọc nước khỏi oxy và carbon dioxide tự do, ngăn ngừa sự xuất hiện của cặn và, nếu có, làm sạch bề mặt cũng như bảo vệ chống ăn mòn.
Hydro-X là chất lỏng trong suốt màu nâu vàng, đồng nhất, có tính kiềm mạnh, có khối lượng riêng khoảng 1,19 g/cm ở 20°C. Thành phần của nó ổn định và thậm chí với lưu trữ dài hạn Không có sự phân tách hoặc lắng đọng chất lỏng nên không cần khuấy trước khi sử dụng. Chất lỏng không dễ cháy.
Ưu điểm của phương pháp Hydro-X là tính đơn giản và hiệu quả xử lý nước.
Khi đang làm việc hệ thống sưởi ấm nước, bao gồm cả bộ trao đổi nhiệt, nồi hơi nước nóng hoặc hơi nước, theo quy luật, chúng được cấp thêm nước. Để ngăn chặn sự xuất hiện của cặn, cần tiến hành xử lý nước nhằm giảm hàm lượng bùn và muối trong nước lò hơi. Ví dụ, việc xử lý nước có thể được thực hiện thông qua việc sử dụng các bộ lọc làm mềm, khử muối, thẩm thấu ngược, v.v. Ngay cả sau khi xử lý như vậy, các vấn đề vẫn liên quan đến khả năng ăn mòn. Khi xút, trisodium photphat, v.v. được thêm vào nước, vấn đề ăn mòn và đối với nồi hơi, ô nhiễm hơi nước vẫn còn tồn tại.
Đủ phương pháp đơn giản, giúp ngăn ngừa sự xuất hiện của cặn và ăn mòn, là phương pháp Hydro-X, theo đó một lượng nhỏ dung dịch đã chuẩn bị sẵn chứa 8 thành phần hữu cơ và vô cơ được thêm vào nước lò hơi. Ưu điểm của phương pháp như sau:
- giải pháp được cung cấp cho người tiêu dùng ở dạng sẵn sàng để sử dụng;
- dung dịch được đưa vào nước với số lượng nhỏ bằng tay hoặc bằng bơm định lượng;
– khi sử dụng Hydro-X không cần sử dụng thêm hóa chất khác;
– Lượng nước cung cấp cho lò hơi ít hơn khoảng 10 lần hoạt chất hơn so với khi sử dụng các phương pháp xử lý nước truyền thống;
Hydro-X không chứa các thành phần độc hại. Ngoài natri hydroxit NaOH và trinatri photphat Na3PO4, tất cả các chất khác đều được chiết xuất từ thực vật không độc hại;
- khi sử dụng trong Nồi hơi và thiết bị bay hơi cung cấp hơi nước sạch và ngăn ngừa khả năng tạo bọt.
Thành phần của Hydro-X.
Dung dịch này chứa tám chất khác nhau, cả hữu cơ và vô cơ. Cơ chế hoạt động của Hydro-X về bản chất là lý hóa phức tạp.
Hướng ảnh hưởng của từng thành phần xấp xỉ như sau.
Natri hydroxit NaOH với lượng 225 g/l làm giảm độ cứng của nước và điều chỉnh giá trị pH, bảo vệ lớp magnetite; trisodium phosphate Na3PO4 với lượng 2,25 g/l - ngăn chặn sự hình thành cặn và bảo vệ bề mặt sắt. Tổng cộng tất cả sáu hợp chất hữu cơ không vượt quá 50 g/l và bao gồm lignin, tannin, tinh bột, glycol, alginate và natri mannuronate. Tổng lượng chất bazơ NaOH và Na3PO4 khi xử lý nước Hydro-X rất nhỏ, ít hơn khoảng 10 lần so với sử dụng trong xử lý truyền thống, theo nguyên lý cân bằng hóa học.
Tác dụng của các thành phần Hydro-X là vật lý chứ không phải hóa học.
Các chất bổ sung hữu cơ phục vụ các mục đích sau.
Natri alginate và mannuronate được sử dụng kết hợp với một số chất xúc tác và thúc đẩy sự kết tủa của muối canxi và magiê. Tannin hấp thụ oxy và tạo ra một lớp sắt bảo vệ chống ăn mòn. Lignin hoạt động giống như tannin và cũng giúp loại bỏ cặn hiện có. Tinh bột tạo thành bùn, còn glycol ngăn chặn sự tạo bọt và cuốn theo các giọt ẩm. Các hợp chất vô cơ duy trì môi trường hơi kiềm cần thiết cho hoạt động hiệu quả của các chất hữu cơ và đóng vai trò là chỉ số về nồng độ Hydro-X.
Nguyên lý hoạt động của Hydro-X.
Các thành phần hữu cơ đóng vai trò quyết định trong hoạt động của Hydro-X. Mặc dù chúng hiện diện với số lượng tối thiểu nhưng do phân tán sâu nên bề mặt phản ứng hoạt động của chúng khá lớn. Trọng lượng phân tử của các thành phần hữu cơ của Hydro-X rất đáng kể, mang lại hiệu quả vật lý trong việc thu hút các phân tử chất gây ô nhiễm nước. Giai đoạn xử lý nước này xảy ra mà không có phản ứng hóa học. Sự hấp thụ của các phân tử chất ô nhiễm là trung tính. Điều này cho phép bạn thu thập tất cả các phân tử như những phân tử tạo ra độ cứng, cũng như muối sắt, clorua, muối axit silicic, v.v. Tất cả các chất ô nhiễm trong nước đều lắng đọng trong bùn, di động, vô định hình và không dính vào nhau. Điều này ngăn chặn khả năng hình thành cặn trên bề mặt gia nhiệt, đây là một ưu điểm đáng kể của phương pháp Hydro-X.
Các phân tử Hydro-X trung tính hấp thụ cả ion dương và âm (anion và cation), từ đó trung hòa lẫn nhau. Sự trung hòa các ion ảnh hưởng trực tiếp đến việc giảm ăn mòn điện hóa, vì loại ăn mòn này gắn liền với các điện thế khác nhau.
Hydro-X có tác dụng chống ăn mòn hiệu quả khí nguy hiểm- oxy và carbon dioxide tự do. Nồng độ Hydro-X 10 ppm là khá đủ để ngăn chặn loại ăn mòn này, bất kể nhiệt độ môi trường như thế nào.
Xút ăn da có thể gây ra hiện tượng giòn ăn da. Việc sử dụng Hydro-X làm giảm lượng hydroxit tự do, giảm đáng kể nguy cơ giòn do ăn da của thép.
Không cần dừng hệ thống xả nước, quy trình Hydro-X cho phép bạn loại bỏ cặn cũ hiện có. Điều này xảy ra do sự hiện diện của các phân tử lignin. Những phân tử này xâm nhập vào các lỗ của cặn nồi hơi và phá hủy nó. Mặc dù vẫn cần lưu ý rằng nếu lò hơi rất bẩn thì việc thực hiện sẽ khả thi hơn về mặt kinh tế. rửa hóa chất, sau đó sử dụng Hydro-X để ngăn cặn, giúp giảm mức tiêu thụ.
Bùn thu được được thu thập trong các thiết bị tích tụ bùn và được loại bỏ khỏi chúng bằng cách thổi định kỳ. Các bộ lọc (bộ thu bùn) có thể được sử dụng làm bộ thu bùn, qua đó một phần nước quay trở lại lò hơi được đưa qua.
Điều quan trọng là bùn hình thành dưới tác dụng của Hydro-X phải được loại bỏ, nếu có thể, bằng cách xả đáy lò hơi hàng ngày. Lượng thổi phụ thuộc vào độ cứng của nước và loại hình doanh nghiệp. Trong giai đoạn đầu, khi các bề mặt đang được làm sạch bùn hiện có và có hàm lượng chất ô nhiễm đáng kể trong nước, tốc độ thổi phải lớn hơn. Việc thanh lọc được thực hiện bằng cách mở hoàn toàn van thanh lọc trong 15-20 giây mỗi ngày và với nguồn cung cấp nước thô lớn, 3-4 lần một ngày.
Hydro-X có thể được sử dụng trong các hệ thống sưởi ấm, trong hệ thống sưởi ấm tập trung, cho nồi hơi áp suất thấp (lên đến 3,9 MPa). Không được sử dụng đồng thời thuốc thử nào khác với Hydro-X ngoại trừ natri sulfite và soda. Không cần phải nói rằng thuốc thử nước trang điểm không thuộc loại này.
Trong vài tháng đầu vận hành, mức tiêu thụ thuốc thử nên tăng lên một chút để loại bỏ cặn hiện có trong hệ thống. Nếu có lo ngại rằng bộ quá nhiệt của nồi hơi bị nhiễm cặn muối thì cần phải làm sạch nó bằng các phương pháp khác.
Nếu có hệ thống xử lý nước bên ngoài thì cần lựa chọn chế độ vận hành tối ưu cho Hydro-X sẽ đảm bảo tiết kiệm tổng thể.
Việc sử dụng quá liều Hydro-X không ảnh hưởng xấu đến độ tin cậy khi vận hành nồi hơi hoặc chất lượng hơi nước của nồi hơi và chỉ dẫn đến tăng mức tiêu thụ thuốc thử.
Nồi hơi
Nước thô được sử dụng làm nước bổ sung.
Liều lượng không đổi: 0,2 l Hydro-X cho mỗi mét khối nước bổ sung và 0,04 l Hydro-X cho mỗi mét khối nước ngưng.
Nước làm mềm được sử dụng làm nước trang điểm.
Liều lượng ban đầu: 1 lít Hydro-X cho mỗi mét khối nước trong nồi hơi.
Liều lượng không đổi: 0,04 lít Hydro-X cho mỗi mét khối nước và nước ngưng bổ sung.
Liều dùng để tẩy cặn nồi hơi: Hydro-X được định lượng nhiều hơn 50% so với liều cố định.
Hệ thông sưởi âm
Nước thô được sử dụng làm nước trang điểm.
Liều lượng ban đầu: 1 lít Hydro-X cho mỗi mét khối nước.
Liều lượng không đổi: 1 lít Hydro-X cho mỗi mét khối nước trang điểm.
Nước làm mềm được sử dụng làm nước trang điểm.
Liều lượng ban đầu: 0,5 lít Hydro-X cho mỗi mét khối nước.
Liều lượng không đổi: 0,5 lít Hydro-X cho mỗi mét khối nước trang điểm.
Trong thực tế, liều lượng bổ sung dựa trên kết quả kiểm tra độ pH và độ cứng.
Đo lường và kiểm soát
Liều lượng bình thường của Hydro-X mỗi ngày là khoảng 200-400 ml/tấn nước bổ sung có độ cứng trung bình 350 mcEq/dm3 tính theo CaCO3, cộng thêm 40 ml/tấn. trả lại nước. Tất nhiên, đây chỉ là những con số gần đúng và liều lượng chính xác hơn có thể được thiết lập bằng cách theo dõi chất lượng nước. Như đã lưu ý, dùng quá liều sẽ không gây hại gì nhưng dùng đúng liều lượng sẽ tiết kiệm được tiền. Đối với hoạt động bình thường, độ cứng (được tính bằng CaCO3), tổng nồng độ tạp chất ion, độ dẫn điện cụ thể, độ kiềm ăn da và nồng độ ion hydro (pH) của nước được theo dõi. Do tính đơn giản và độ tin cậy rộng, Hydro-X có thể được sử dụng ở cả chế độ định lượng thủ công và tự động. Nếu muốn, người tiêu dùng có thể đặt mua một hệ thống giám sát và điều khiển máy tính cho quá trình này.
