Các phương pháp chống ăn mòn trong nồi hơi nước nóng. Ăn mòn các đường ống sàng lọc của nồi hơi đốt dầu

Sự ăn mòn của ống sàng diễn ra mạnh nhất ở những nơi tập trung tạp chất làm mát. Điều này bao gồm các khu vực của ống sàng có tải nhiệt cao, nơi xảy ra sự bốc hơi sâu của nước lò hơi (đặc biệt nếu có cặn xốp có độ dẫn nhiệt thấp trên bề mặt bay hơi). Do đó, liên quan đến việc ngăn ngừa hư hỏng các ống sàng do ăn mòn kim loại bên trong, cần phải tính đến phương pháp tiếp cận tích hợp, tức là. tác động lên cả tính chất hóa học của nước và điều kiện đốt cháy.

Thiệt hại đối với đường ống sàng chủ yếu có tính chất hỗn hợp, chúng có thể được chia thành hai nhóm:

1) Hư hỏng có dấu hiệu thép quá nóng (biến dạng và mỏng thành ống tại điểm phá hủy; sự hiện diện của các hạt than chì, v.v.).

2) Các vết nứt giòn không có dấu hiệu đặc trưng của kim loại quá nóng.

Trên bề mặt bên trong của nhiều đường ống có các cặn lắng đáng kể có tính chất hai lớp: lớp trên bám dính yếu, lớp dưới giống vảy, bám chặt vào kim loại. Độ dày của lớp vảy dưới cùng là 0,4-0,75 mm. Trong vùng thiệt hại, lớp vảy ở bề mặt bên trong bị phá hủy. Gần những nơi bị phá hủy và ở một khoảng cách nào đó với chúng, bề mặt bên trong của đường ống bị ảnh hưởng bởi các vết ăn mòn và các hư hỏng vi mô giòn.

Hình dáng chung của hư hỏng cho thấy tính chất nhiệt của sự phá hủy. Những thay đổi về cấu trúc ở mặt trước của ống - hình cầu hóa sâu và phân hủy ngọc trai, hình thành than chì (chuyển carbon thành than chì 45-85%) - cho thấy không chỉ nhiệt độ hoạt động của màn hình mà còn cả nhiệt độ cho phép đối với thép vượt quá 20.500°C. Sự có mặt của FeO cũng khẳng định nhiệt độ kim loại ở mức cao trong quá trình hoạt động (trên 845 oK - tức là 572 oC).

Thiệt hại giòn do hydro gây ra thường xảy ra ở những khu vực có dòng nhiệt cao, dưới lớp cặn dày và ống nghiêng hoặc nằm ngang, cũng như ở khu vực truyền nhiệt gần vòng đệm mối hàn hoặc các thiết bị khác cản trở sự chuyển động tự do của dòng chảy. .Kinh nghiệm đã chỉ ra rằng thiệt hại do hydro gây ra xảy ra trong các nồi hơi hoạt động ở áp suất dưới 1000 psi. inch (6,9 MPa).

Thiệt hại do hydro gây ra thường dẫn đến vết rách dày. Các cơ chế khác góp phần hình thành các vết rách có cạnh dày là nứt ăn mòn do ứng suất, mỏi do ăn mòn, đứt do ứng suất và (trong một số trường hợp hiếm gặp) quá nhiệt. Có thể khó phân biệt trực quan thiệt hại do hydro gây ra với các loại hư hỏng khác, nhưng một số tính năng có thể hữu ích.

Ví dụ, hư hỏng do hydro hầu như luôn liên quan đến việc kim loại bị rỗ (xem các biện pháp phòng ngừa ở Chương 4 và 6). Các loại hư hỏng khác (ngoại trừ hiện tượng mỏi do ăn mòn, thường bắt đầu ở các bồn rửa riêng lẻ) thường không liên quan đến hiện tượng ăn mòn nghiêm trọng.

Sự cố đường ống do hydro làm hỏng kim loại thường biểu hiện dưới dạng hình thành một “cửa sổ” hình chữ nhật trên thành ống, điều này không điển hình cho các loại hư hỏng khác.

Để đánh giá khả năng hư hỏng của ống sàng, cần lưu ý rằng hàm lượng khí hydro luyện kim (ban đầu) trong thép loại ngọc trai (kể cả Điều 20) không vượt quá 0,5-1 cm3/100g. Khi hàm lượng hydro cao hơn 4-5 cm3/100g, tính chất cơ học của thép suy giảm đáng kể. Trong trường hợp này, người ta phải tập trung chủ yếu vào hàm lượng hydro dư cục bộ, vì trong trường hợp nứt giòn của ống sàng, sự suy giảm mạnh về tính chất của kim loại chỉ được quan sát thấy trong một vùng hẹp dọc theo mặt cắt ngang của ống, có cấu trúc và tính chất cơ học của kim loại liền kề luôn đạt yêu cầu ở khoảng cách chỉ 0,2-2 mm.

Giá trị thu được của nồng độ hydro trung bình ở rìa phá hủy cao hơn 5-10 lần so với hàm lượng ban đầu ở trạm 20, điều này không thể ảnh hưởng đáng kể đến khả năng hư hỏng của đường ống.

Các kết quả được trình bày chỉ ra rằng độ giòn do hydro hóa ra là yếu tố quyết định đến khả năng hư hỏng của ống sàng của nồi hơi KrCHPP.

Cần nghiên cứu thêm yếu tố nào có ảnh hưởng quyết định đến quá trình này: a) chu trình nhiệt do mất ổn định chế độ sôi bình thường ở những vùng có dòng nhiệt tăng lên khi có cặn trên bề mặt bay hơi, và kết quả là, làm hỏng màng oxit bảo vệ bao phủ nó; b) sự hiện diện trong môi trường làm việc của các tạp chất ăn mòn tập trung ở các chất cặn gần bề mặt bay hơi; c) hoạt động kết hợp của các yếu tố “a” và “b”.

Đặc biệt quan trọng là câu hỏi về vai trò của chế độ đốt cháy. Bản chất của các đường cong cho thấy sự tích tụ hydro trong một số trường hợp gần bề mặt ngoài của ống sàng. Điều này có thể thực hiện được chủ yếu nếu có một lớp sunfua dày đặc trên bề mặt quy định, lớp này phần lớn không thấm đối với hydro khuếch tán từ bên trong ra bề mặt bên ngoài. Sự hình thành sunfua là do: hàm lượng lưu huỳnh cao trong nhiên liệu đốt cháy; ném một ngọn đuốc lên các tấm màn hình. Một lý do khác dẫn đến quá trình hydro hóa kim loại ở bề mặt bên ngoài là xảy ra quá trình ăn mòn khi kim loại tiếp xúc với khí thải. Như phân tích cặn lắng bên ngoài đường ống nồi hơi cho thấy, cả hai lý do trên thường xảy ra.

Vai trò của chế độ cháy còn thể hiện ở sự ăn mòn các ống sàng dưới tác dụng của nước sạch, điều này thường được quan sát thấy nhất trên máy tạo hơi nước áp suất cao. Các điểm ăn mòn thường nằm ở vùng có tải nhiệt cục bộ tối đa và chỉ trên bề mặt được làm nóng của đường ống. Hiện tượng này dẫn đến hình thành các vết lõm hình tròn hoặc hình elip có đường kính lớn hơn 1 cm.

Quá nhiệt của kim loại xảy ra thường xuyên nhất khi có cặn lắng do lượng nhiệt nhận được sẽ gần như giống nhau đối với cả ống sạch và ống chứa cặn; nhiệt độ của ống sẽ khác nhau.

Tai nạn nồi hơi liên quan đến vi phạm chế độ nước, ăn mòn và xói mòn kim loại

Chế độ nước bình thường là một trong những điều kiện quan trọng nhấtđộ tin cậy và hiệu quả của hoạt động nhà máy nồi hơi. Việc sử dụng nước có độ cứng tăng cao để cấp cho nồi hơi kéo theo sự hình thành cặn, tiêu hao nhiên liệu quá mức và tăng chi phí sửa chữa, vệ sinh nồi hơi. Được biết, sự hình thành cặn có thể dẫn đến hỏng nồi hơi do bề mặt gia nhiệt bị cháy. Do đó, chế độ nước chính xác trong phòng lò hơi cần được xem xét không chỉ từ quan điểm tăng hiệu quả lắp đặt lò hơi mà còn là biện pháp phòng ngừa quan trọng nhất để chống lại tai nạn.

Hiện nay, các nhà máy nồi hơi của các doanh nghiệp công nghiệp đã được trang bị thiết bị xử lý nước nên điều kiện vận hành đã được cải thiện và số vụ tai nạn do hình thành cáu cặn và ăn mòn đã giảm đáng kể.

Tuy nhiên, tại một số doanh nghiệp, cơ quan quản lý, sau khi chính thức thực hiện yêu cầu của Quy tắc kiểm tra nồi hơi để trang bị bộ xử lý nước cho nồi hơi, lại không cung cấp điều kiện vận hành bình thường cho các hệ thống lắp đặt này, không kiểm soát chất lượng nước cấp và tình trạng của thiết bị. bề mặt gia nhiệt của nồi hơi, khiến nồi hơi bị nhiễm cáu cặn và bùn. Dưới đây là một số ví dụ về lỗi nồi hơi vì những lý do này.

1. Trong phòng lò hơi của nhà máy đúc sẵn kết cấu bê tông cốt thép Do vi phạm chế độ nước trong lò hơi DKVR-6, 5-13, 3 ống sàng bị vỡ, một số ống sàng bị biến dạng, nhiều ống có vết lõm.

Phòng lò hơi có thiết bị khử khí và xử lý nước trao đổi cation natri hai giai đoạn, nhưng hoạt động bình thường của thiết bị xử lý nước không được quan tâm đúng mức. Việc tái sinh các bộ lọc trao đổi cation không được thực hiện trong thời gian quy định theo hướng dẫn, chất lượng nước cấp và nước lò hơi hiếm khi được kiểm tra và không tuân thủ giới hạn thời gian để làm sạch lò hơi định kỳ. Nước trong thiết bị khử khí không được làm nóng đến nhiệt độ cần thiết và do đó quá trình khử oxy trong nước không thực sự xảy ra.

Người ta cũng xác định rằng nước thô thường được cung cấp cho lò hơi, trong khi các yêu cầu của “Quy tắc thiết kế và vận hành an toàn nồi hơi và nước nóng” không được tuân thủ, theo đó các thiết bị ngắt trên nước thô đường dây phải được niêm phong ở vị trí đóng, từng trường hợp cấp nước thô phải được ghi vào nhật ký xử lý nước. Từ các mục riêng lẻ trong nhật ký xử lý nước, có thể thấy rõ độ cứng của nước cấp đạt từ 2 mEq/kg trở lên, trong khi giá trị cho phép theo tiêu chuẩn kiểm tra nồi hơi là 0,02 mEq/kg. Thông thường, các mục sau đây được ghi vào nhật ký: “nước bẩn, cứng” mà không cho biết kết quả phân tích hóa học của nước.

Khi kiểm tra lò hơi sau khi tắt máy, người ta phát hiện thấy cặn bám dày tới 5 mm trên bề mặt bên trong của các ống sàng; các ống riêng lẻ gần như bị tắc hoàn toàn do cặn và bùn. Trên bề mặt bên trong của trống ở phần dưới, độ dày cặn đạt tới 3 mm, phần trước của trống chứa đầy bùn đến 1/3 chiều cao của nó.

Trong 11 tháng Trước vụ tai nạn này, hư hỏng tương tự (“vết nứt, vết lõm, biến dạng) đã được phát hiện ở 13 ống lưới lò hơi. Các đường ống bị lỗi đã được thay thế, nhưng ban quản lý doanh nghiệp vi phạm “Hướng dẫn điều tra tai nạn dẫn đến tai nạn tại các doanh nghiệp và cơ sở do Ủy ban Giám sát Kỹ thuật Nhà nước Liên Xô kiểm soát” đã không điều tra vụ việc này và không điều tra vụ việc này. thực hiện các biện pháp cải thiện điều kiện vận hành của nồi hơi.

2. Trên hệ thống truyền lực, nước thô để cấp cho nồi hơi dạng ống nước một trống có bảo vệ công suất 10 t/h và áp suất vận hành 41 kgf/cm2 đã được xử lý bằng phương pháp trao đổi cation. Do hiệu suất của bộ lọc cation và chất thải không đạt yêu cầu nên độ cứng còn lại của nước được làm mềm đạt tới

0,7 mEq/kg thay vì 0,01 mEq/kg mà dự án dự kiến. Lò hơi không được thổi thường xuyên. Khi dừng sửa chữa, trống lò hơi và bộ thu lưới không được mở hoặc kiểm tra. Do cặn bám, một đường ống bị vỡ, một người lính cứu hỏa bị bỏng do hơi nước và nhiên liệu cháy thoát ra từ hộp cứu hỏa.

Tai nạn không thể xảy ra nếu cửa đốt của lò hơi được đóng bằng chốt, theo yêu cầu của quy định vận hành an toàn nồi hơi.

3. Tại nhà máy xi măng, một nồi hơi ống nước một trống mới lắp đặt có công suất 35 tấn/h và áp suất làm việc 43 kgf/cm2 đã được đưa vào vận hành mà không cần xử lý nước bằng hóa chất, việc lắp đặt chưa được thực hiện. hoàn thành vào thời điểm đó. Trong một tháng, lò hơi được cấp nước chưa qua xử lý. Nước không được khử khí trong hơn hai tháng do đường ống dẫn hơi nước không được kết nối với thiết bị khử khí.

Vi phạm chế độ nước được cho phép ngay cả sau khi... thiết bị tiền sản xuất đã được đưa vào hoạt động. Lò hơi thường được cấp nước thô; chế độ thanh trừng không được tuân theo; phòng thí nghiệm hóa học đã không kiểm soát được chất lượng nước cấp vì không được trang bị các thuốc thử cần thiết.

Do điều kiện nước không đạt yêu cầu, cặn bám trên bề mặt bên trong của ống sàng đạt độ dày 8 mm; Kết quả là 36 ống lưới bị phồng lên, một phần đáng kể của ống bị biến dạng, thành trống bên trong bị ăn mòn.

4. Tại nhà máy sản xuất sản phẩm bê tông cốt thép, nồi hơi của hệ thống Shukhov-Berlin được cấp điện bằng nước đã qua xử lý điện từ. Được biết, với phương pháp xử lý nước này phải đảm bảo loại bỏ kịp thời và hiệu quả bùn thải ra khỏi lò hơi.

Tuy nhiên, trong quá trình vận hành lò hơi, điều kiện này không được đáp ứng. Lò hơi không được thanh lọc thường xuyên và không tuân thủ lịch trình tắt lò hơi để xả và làm sạch.

Kết quả là một lượng lớn bùn tích tụ bên trong lò hơi. Phần sau của đường ống bị tắc bùn ở 70-80% mặt cắt ngang, bẫy bùn - ở mức 70% thể tích, độ dày cặn trên bề mặt gia nhiệt đạt tới 4 mm. Điều này dẫn đến hiện tượng quá nhiệt và biến dạng của ống sôi, ống dẫn và đầu của các đoạn ống.

Khi chọn phương pháp điện từ để xử lý iốt trong trường hợp này, chất lượng nước cấp và đặc điểm thiết kế của lò hơi không được tính đến và không có biện pháp nào được thực hiện để tổ chức chế độ thổi bình thường, dẫn đến tích tụ bùn. và cặn bám đáng kể trong lò hơi.

5. Vấn đề tổ chức chế độ nước hợp lý để đảm bảo nồi hơi vận hành tin cậy và tiết kiệm tại các nhà máy nhiệt điện có tầm quan trọng đặc biệt.

Sự hình thành cặn bám trên bề mặt gia nhiệt của các thiết bị nồi hơi xảy ra do các phản ứng phức tạp. quá trình vật lý và hóa học, không chỉ liên quan đến chất tạo cặn mà còn liên quan đến oxit kim loại và các hợp chất dễ hòa tan. Phân tích cặn lắng cho thấy, cùng với muối tạo cặn, chúng còn chứa một lượng đáng kể oxit sắt, là sản phẩm của quá trình ăn mòn.

Trong những năm qua, nước ta đã đạt được những tiến bộ đáng kể trong việc tổ chức chế độ nước hợp lý trong nồi hơi nhà máy nhiệt điện và kiểm soát hóa học nước và hơi nước, cũng như trong việc áp dụng kim loại chống ăn mòn và lớp phủ bảo vệ.

Việc sử dụng các phương tiện xử lý nước hiện đại đã làm tăng đáng kể độ tin cậy và hiệu quả chi phí của việc vận hành thiết bị điện.

Tuy nhiên, tại một số nhà máy nhiệt điện vẫn được phép vi phạm chế độ nước.

Tháng 6 năm 1976, vì lý do này mà tại nhà máy nhiệt điện của nhà máy giấy và bột giấy đã xảy ra sự cố trên nồi hơi loại BKZ-220-100 f có công suất hơi 220 t/h với thông số hơi 100 kgf/. cm2 và 540 ° C, được sản xuất tại Nhà máy nồi hơi Barnaul năm 1964 d. ​​Nồi hơi một trống tuần hoàn tự nhiên, được chế tạo theo thiết kế hình chữ U. Buồng đốt hình lăng trụ được che chắn hoàn toàn bằng các ống có đường kính ngoài 60 mm, bước răng là 64 mm. Phần dưới cùng bề mặt sàng tạo thành cái gọi là phễu lạnh, dọc theo các sườn mà các hạt xỉ ở dạng rắn lăn xuống thùng xỉ. Sơ đồ bay hơi gồm hai giai đoạn, với hơi nước được xả bằng nước cấp. Giai đoạn bay hơi đầu tiên được đưa trực tiếp vào trống lò hơi, giai đoạn thứ hai là các cyclon tách hơi từ xa được đưa vào mạch tuần hoàn của các khối sàng lọc ở giữa.

Lò hơi được cấp bằng hỗn hợp nước tinh khiết hóa học (60%) và nước ngưng từ tua bin và xưởng sản xuất(40%). Nước cấp cho lò hơi được xử lý theo sơ đồ sau: đá vôi - đông tụ - khử magie trong

Chất làm rõ - cation hóa hai giai đoạn.

Lò hơi chạy bằng than từ mỏ Inta có điểm nóng chảy tro tương đối thấp. Dầu nhiên liệu được sử dụng làm nhiên liệu khởi động. Trước khi xảy ra tai nạn, lò hơi đã hoạt động được 73.300 giờ.

Vào ngày xảy ra sự cố, lò hơi được bật vào lúc 00:45 và vận hành không lệch so với chế độ bình thường cho đến 14:00, áp suất trong trống trong thời gian vận hành này được duy trì trong khoảng 84-102 kgf/cm2. , lượng hơi tiêu thụ là 145-180 t/h, nhiệt độ hơi quá nhiệt -520-535° C.

Lúc 14h10, 11 ống bình phong phía trước bị vỡ tại khu vực phễu lạnh sâu 3,7m, hư hỏng một phần.

niêm mạc. Người ta tin rằng một hoặc hai ống nước bị vỡ trước, sau đó là các ống khác bị vỡ. Mực nước giảm mạnh và lò hơi bị dừng nhờ cơ chế bảo vệ tự động.

Quá trình kiểm tra cho thấy các đoạn nghiêng của ống phễu lạnh bên ngoài các khúc cua đã bị phá hủy, trong khi hai ống từ bộ thu dưới phía trước đầu tiên và chín ống từ ống thứ hai bị rách. Vết nứt giòn, mép tại chỗ đứt cùn và không mỏng đi. Chiều dài của các đoạn ống bị vỡ dao động từ một đến ba mét. Trên bề mặt bên trong của các đường ống bị hư hỏng, cũng như các mẫu được cắt từ các đường ống không bị hư hại, người ta đã tìm thấy các cặn lỏng lẻo dày tới 2,5 mm, cũng như con số lớn các hố, sâu tới 2 mm, nằm thành chuỗi rộng tới 10 mm dọc theo hai đường sinh dọc theo đường viền gia nhiệt của đường ống. Chính ở những nơi bị ăn mòn, kim loại đã bị phá hủy.

Trong quá trình điều tra vụ tai nạn, hóa ra trước đó trong quá trình vận hành lò hơi đã có hiện tượng vỡ ống sàng. Ví dụ, hai tháng trước khi xảy ra tai nạn, một đường ống phía trước bị vỡ ở độ cao 6,0 m. Sau 3 ngày, lò hơi lại ngừng hoạt động do hai đường ống phía trước ở độ cao 7,0 m bị vỡ. đường ống là kết quả của sự ăn mòn kim loại.

Theo lịch trình đã được phê duyệt, lò hơi sẽ ngừng hoạt động để sửa chữa lớn vào quý 3 năm 1976. Trong thời gian sửa chữa, người ta đã lên kế hoạch thay thế các ống chắn phía trước ở khu vực phễu lạnh. Tuy nhiên, lò hơi không được dừng lại để sửa chữa và các đường ống cũng không được thay thế.

Ăn mòn kim loại là hậu quả của việc vi phạm chế độ nước, tồn tại trong một thời gian dài trong quá trình vận hành nồi hơi của nhà máy nhiệt điện. Các nồi hơi được cấp nước có hàm lượng sắt, đồng và oxy cao. Tổng hàm lượng muối trong nước cấp vượt quá đáng kể tiêu chuẩn chấp nhận được, kết quả là ngay cả trong các chu trình của giai đoạn bay hơi đầu tiên, hàm lượng muối đã đạt tới 800 mg/kg. Nước ngưng công nghiệp có hàm lượng sắt 400-600 mg/kg dùng để cấp cho nồi hơi không được tinh chế. Vì lý do này, và cũng vì không có đủ biện pháp bảo vệ chống ăn mòn cho thiết bị xử lý nước (việc bảo vệ chỉ được thực hiện một phần), có sự lắng đọng đáng kể trên bề mặt bên trong của đường ống (lên tới 1000 g/m2), chủ yếu bao gồm của các hợp chất sắt. Quá trình Amination và Hydrazin hóa nước cấp chỉ được thực hiện một thời gian ngắn trước khi xảy ra tai nạn. Việc xả axit trước khi khởi động và vận hành nồi hơi đã không được thực hiện.

Các vi phạm khác đối với Quy tắc vận hành kỹ thuật nồi hơi cũng góp phần gây ra vụ tai nạn. Tại các nhà máy nhiệt điện, nồi hơi được thắp sáng rất thường xuyên và số lượng lớn nhất xảy ra ở nồi hơi xảy ra sự cố. Các nồi hơi được trang bị các thiết bị sưởi ấm bằng hơi nước, nhưng chúng không được sử dụng để đốt. Trong quá trình đốt, chuyển động của người thu gom màn hình không được kiểm soát.

Để làm rõ bản chất của quá trình ăn mòn và xác định nguyên nhân hình thành các vết rỗ chủ yếu ở hai tấm đầu tiên của tấm chắn phía trước và vị trí của các vết rỗ này dưới dạng dây xích, tài liệu điều tra vụ tai nạn đã được gửi đến CKTI. . Khi xem xét các tài liệu này, người ta chú ý đến thực tế là

các nồi hơi vận hành với tải trọng thay đổi mạnh và được phép giảm đáng kể sản lượng hơi (tới 90 t/h), điều này có thể dẫn đến gián đoạn tuần hoàn cục bộ. Các nồi hơi được làm nóng theo cách sau: khi bắt đầu đốt, hai vòi nằm đối diện nhau (theo đường chéo) được bật. Phương pháp này làm chậm quá trình tuần hoàn tự nhiên trong các bảng của màn hình phía trước thứ nhất và thứ hai. Chính trong những màn hình này, trọng tâm chính của các tổn thương loét được tìm thấy. Nitrit thỉnh thoảng xuất hiện trong nước cấp và nồng độ của chất này không được theo dõi.

Việc phân tích các vật liệu xảy ra tai nạn, có tính đến những thiếu sót đã nêu, đưa ra lý do để tin rằng sự hình thành các chuỗi vết loét trên các đường sinh bên của bề mặt bên trong của các ống chắn phía trước trên độ dốc của phễu lạnh là kết quả của một quá trình lâu dài của sự ăn mòn điện hóa dưới lớp bùn. Chất khử cực của quá trình này là nitrit và oxy hòa tan trong nước.

Việc sắp xếp các hố theo dạng dây chuyền rõ ràng là kết quả của việc lò hơi hoạt động trong quá trình nung với quá trình tuần hoàn tự nhiên không ổn định. Trong thời gian bắt đầu tuần hoàn, các bọt lỗ rỗng hình thành định kỳ ở phần trên của các ống nghiêng của phễu lạnh, gây ra hiệu ứng xung nhiệt cục bộ trong kim loại thông qua sự xuất hiện của các quá trình điện hóa trong vùng tách pha tạm thời. Chính những nơi này đã trở thành tâm điểm hình thành các chuỗi vết loét. Sự hình thành rỗ chủ yếu ở hai tấm đầu tiên của màn chắn phía trước là hậu quả của điều kiện đốt không thích hợp.

6. Tại TIC WB, trong quá trình vận hành nồi hơi PK-YUSH-2 với công suất sản xuất hơi 230 t/h với thông số hơi 100 kgf/cm2 và 540° C, phát hiện thấy hơi nước ở đầu ra từ hơi tươi. ống góp hơi tới van an toàn chính. Đầu ra được kết nối bằng cách hàn với một ống đúc được hàn vào ống góp đúc sẵn.

Lò hơi đã dừng khẩn cấp. Trong quá trình kiểm tra, người ta đã phát hiện một vết nứt hình khuyên ở phần dưới của ống (168X13 mm) của đoạn nằm ngang của khúc cua ở ngay gần nơi nối khúc cua với tee đúc. Chiều dài vết nứt ở mặt ngoài là 70 mm và ở mặt trong là 110 mm. Trên bề mặt bên trong của đường ống tại vị trí bị hư hỏng, một số lượng lớn các vết ăn mòn và các vết nứt riêng lẻ nằm song song với vết nứt chính đã lộ ra.

Phân tích kim loại học cho thấy các vết nứt bắt đầu từ các vết rỗ trong lớp kim loại đã khử cacbon và sau đó phát triển chuyển hóa tinh thể theo hướng vuông góc với bề mặt của đường ống. Cấu trúc vi mô của kim loại ống là các hạt ferit và các chuỗi ngọc trai mỏng dọc theo ranh giới hạt. Theo thang đo được đưa ra trong phụ lục của MRTU 14-4-21-67, cấu trúc vi mô có thể được đánh giá với số điểm là 8.

Thành phần hóa học của kim loại ống bị hư hỏng tương ứng với thép 12Х1МФ. Tính chất cơ họcđáp ứng các yêu cầu Thông số kỹ thuật quân nhu. Đường kính của đường ống ở khu vực bị hư hỏng không vượt quá dung sai cộng.

Đầu ra nằm ngang của van an toàn có hệ thống buộc chặt không được điều chỉnh có thể được coi là một dầm đúc hẫng được hàn vào một chữ T được cố định cứng nhắc trong ống góp, với ứng suất uốn tối đa tại điểm bịt ​​kín, tức là ở khu vực mà đường ống bị hư hỏng. Với sự vắng mặt

hệ thống thoát nước ở đầu ra và sự hiện diện của độ dốc ngược, do uốn đàn hồi ở khu vực từ van an toàn đến ống góp hơi nước mới, ở phần dưới của đường ống phía trước tee có thể có sự tích tụ liên tục của một lượng nhỏ nước ngưng được làm giàu oxy trong quá trình tắt máy, bảo quản và vận hành lò hơi từ không khí. Trong những điều kiện này, sự ăn mòn kim loại đã xảy ra và tác động kết hợp của ứng suất ngưng tụ và ứng suất kéo lên kim loại gây ra vết nứt ăn mòn. Trong quá trình vận hành, các vết nứt do ăn mòn do mỏi có thể phát triển ở những nơi có vết ăn mòn và vết nứt nông do ảnh hưởng mạnh mẽ của môi trường và các ứng suất xen kẽ trong kim loại, điều này rõ ràng đã xảy ra trong trường hợp này.

Để ngăn chặn sự tích tụ nước ngưng, tuần hoàn hơi ngược được lắp đặt ở đầu ra. Để thực hiện điều này, ống thoát ngay phía trước van an toàn chính được nối bằng đường truyền nhiệt (ống có đường kính 10 mm) đến buồng trung gian của bộ quá nhiệt, qua đó hơi nước được cung cấp ở nhiệt độ 430 ° C. .Với sự chênh lệch nhỏ về áp suất dư (lên tới 4 kgf/cm2), dòng hơi được đảm bảo liên tục và nhiệt độ của môi trường ở đầu ra được duy trì ít nhất là 400° C. Việc xây dựng lại đầu ra được thực hiện trên tất cả các nồi hơi của PK-YUSH-2 CHPP.

Để tránh làm hỏng các đầu ra của van an toàn chính trên nồi hơi PK-YUSH-2 và các loại tương tự, nên:

Siêu âm kiểm tra các bán chu vi dưới của ống nhánh tại các điểm hàn với các ống chữ T;

Kiểm tra xem độ dốc yêu cầu có được quan sát hay không và nếu cần, điều chỉnh hệ thống gắn đường ống hơi vào van an toàn chính, có tính đến tình trạng thực tế của đường ống hơi (trọng lượng cách nhiệt, trọng lượng thực tế của đường ống, việc tái thiết đã thực hiện trước đó);

Thực hiện tuần hoàn hơi ngược ở các đầu ra của van an toàn chính; thiết kế và đường kính trong của đường ống dẫn hơi nước gia nhiệt trong từng trường hợp riêng lẻ phải được thỏa thuận với nhà sản xuất thiết bị;

Tất cả các khúc cua cụt để van an toàn cách nhiệt cẩn thận.

(Trích thông tin nhanh từ STSNTI ORGRES - 1975)

a) Ăn mòn oxy

Thông thường, các bộ tiết kiệm nước bằng thép của các bộ nồi hơi bị ăn mòn do oxy, do khả năng khử khí của nước cấp không đạt yêu cầu nên sẽ hỏng sau 2-3 năm sau khi lắp đặt.

Kết quả ngay lập tức của sự ăn mòn oxy của các bộ tiết kiệm thép là sự hình thành các lỗ rò trong ống, qua đó một dòng nước chảy ra với tốc độ cao. Những tia nước như vậy hướng vào thành của đường ống liền kề có thể làm mòn nó đến mức tạo thành các lỗ. Do các đường ống tiết kiệm được đặt khá nhỏ gọn nên lỗ rò ăn mòn có thể gây ra hư hỏng lớn cho đường ống nếu bộ nồi hơi vẫn hoạt động trong một thời gian dài với lỗ rò phát sinh. Chất tiết kiệm gang không bị hư hỏng do ăn mòn oxy.

Ăn mòn oxy các phần đầu vào của bộ tiết kiệm thường xuyên bị lộ ra hơn. Tuy nhiên, với nồng độ oxy đáng kể trong nước cấp, nó sẽ xâm nhập vào bộ phận nồi hơi. Ở đây, chủ yếu là các thùng phuy và ống đứng bị ăn mòn do oxy. Hình thức ăn mòn oxy chính là sự hình thành các vết lõm (loét) trong kim loại, khi chúng phát triển sẽ dẫn đến hình thành các lỗ rò.

Sự gia tăng áp suất làm tăng cường sự ăn mòn oxy. Do đó, đối với các thiết bị nồi hơi có áp suất từ ​​40 atm trở lên, ngay cả hiện tượng “trượt” oxy trong thiết bị khử khí cũng rất nguy hiểm. Thành phần nước mà kim loại tiếp xúc là rất cần thiết. Sự có mặt của một lượng nhỏ chất kiềm giúp tăng cường khả năng định vị ăn mòn, trong khi sự có mặt của clorua sẽ phân tán nó ra trên bề mặt.

b) Ăn mòn bãi đậu xe

Các bộ nồi hơi không hoạt động sẽ bị ảnh hưởng bởi sự ăn mòn điện hóa, được gọi là ăn mòn bế tắc. Tùy theo điều kiện vận hành, các tổ máy nồi hơi thường được ngừng hoạt động và đưa vào trạng thái dự phòng hoặc ngừng hoạt động trong thời gian dài.

Khi bộ nồi hơi dừng ở trạng thái dự trữ, áp suất trong đó bắt đầu giảm và chân không xuất hiện trong trống, khiến không khí xâm nhập và làm giàu oxy cho nước nồi hơi. Sau này tạo điều kiện cho sự xuất hiện của sự ăn mòn oxy. Ngay cả khi nước đã được loại bỏ hoàn toàn khỏi bộ phận nồi hơi, bề mặt bên trong của nó vẫn không bị khô. Sự biến động về nhiệt độ và độ ẩm không khí gây ra hiện tượng ngưng tụ hơi ẩm từ không khí bên trong bộ phận nồi hơi. Sự hiện diện của một lớp màng trên bề mặt kim loại, được làm giàu oxy khi tiếp xúc với không khí, tạo ra điều kiện thuận lợi cho sự phát triển ăn mòn điện hóa. Nếu có cặn bám trên bề mặt bên trong của bộ nồi hơi có thể hòa tan trong màng hơi ẩm thì cường độ ăn mòn sẽ tăng lên đáng kể. Hiện tượng tương tự có thể được quan sát thấy, ví dụ, ở các bộ quá nhiệt bằng hơi nước, chúng thường bị ăn mòn đứng.

Nếu có cặn bám trên bề mặt bên trong của bộ nồi hơi có thể hòa tan trong màng hơi ẩm thì cường độ ăn mòn sẽ tăng lên đáng kể. Hiện tượng tương tự có thể được quan sát thấy, ví dụ, ở các bộ quá nhiệt bằng hơi nước, chúng thường bị ăn mòn đứng.

Vì vậy, khi đưa tổ máy lò hơi ngừng hoạt động trong thời gian dài ngừng hoạt động, cần phải loại bỏ cặn bám hiện có bằng cách rửa sạch.

Ăn mòn bãi đỗ xe có thể gây hư hỏng nghiêm trọng cho các bộ phận nồi hơi trừ khi có biện pháp đặc biệt để bảo vệ chúng. Sự nguy hiểm của nó còn nằm ở chỗ các trung tâm ăn mòn do nó tạo ra trong thời gian nhàn rỗi vẫn tiếp tục hoạt động trong quá trình vận hành.

Để bảo vệ các bộ nồi hơi khỏi bị ăn mòn khi đỗ xe, chúng được bảo quản.

c) Ăn mòn giữa các hạt

Sự ăn mòn liên vùng xảy ra ở các đường nối đinh tán và khớp lăn của các bộ phận nồi hơi, được rửa sạch bằng nước nồi hơi. Nó được đặc trưng bởi sự xuất hiện của các vết nứt trên kim loại, ban đầu rất mỏng, không nhìn thấy được bằng mắt, khi chúng phát triển sẽ biến thành các vết nứt lớn có thể nhìn thấy được. Chúng đi qua giữa các hạt kim loại, đó là lý do tại sao sự ăn mòn này được gọi là ăn mòn giữa các hạt. Trong trường hợp này, sự phá hủy kim loại xảy ra mà không bị biến dạng, do đó những vết nứt này được gọi là giòn.

Kinh nghiệm đã chứng minh rằng ăn mòn giữa các hạt chỉ xảy ra khi có đồng thời 3 điều kiện:

1) Ứng suất kéo cao trong kim loại, gần điểm chảy dẻo.
2) Rò rỉ ở các mối nối đinh tán hoặc mối nối cán.
3) Tính chất ăn mòn của nước lò hơi.

Việc thiếu một trong các điều kiện được liệt kê sẽ loại bỏ sự xuất hiện của các vết nứt giòn, được sử dụng trong thực tế để chống ăn mòn giữa các hạt.

Độ ăn mòn của nước lò hơi được xác định bởi thành phần muối hòa tan trong đó. Hàm lượng xút rất quan trọng, ở nồng độ cao (5-10%) sẽ phản ứng với kim loại. Nồng độ như vậy đạt được khi rò rỉ ở các mối nối đinh tán và các mối nối lăn, trong đó nước lò hơi bay hơi. Đây là lý do tại sao sự hiện diện của rò rỉ có thể dẫn đến gãy xương giòn trong điều kiện thích hợp. Ngoài ra, một chỉ số quan trọng về tính ăn mòn của nước lò hơi là độ kiềm tương đối - Schot.

d) Ăn mòn hơi nước

Ăn mòn hơi nước là sự phá hủy kim loại do tương tác hóa học với hơi nước: 3Fe + 4H20 = Fe304 + 4H2
Thép cacbon có thể bị phá hủy kim loại khi nhiệt độ thành ống tăng lên 400°C.

Sản phẩm ăn mòn là khí hydro và magnetit. Ăn mòn hơi nước có cả đặc tính đồng nhất và cục bộ (cục bộ). Trong trường hợp đầu tiên, một lớp sản phẩm ăn mòn hình thành trên bề mặt kim loại. Bản chất ăn mòn cục bộ có dạng vết loét, rãnh và vết nứt.

Nguyên nhân chính của sự xuất hiện ăn mòn hơi nướcđang làm nóng thành ống đến nhiệt độ tới hạn, tại đó quá trình oxy hóa kim loại với nước tăng tốc. Do đó, cuộc chiến chống ăn mòn hơi nước được thực hiện bằng cách loại bỏ các nguyên nhân gây ra hiện tượng quá nhiệt của kim loại.

Ăn mòn hơi nước không thể được loại bỏ bằng bất kỳ thay đổi hoặc cải tiến nào về thành phần hóa học nước của bộ phận nồi hơi, vì nguyên nhân của sự ăn mòn này nằm ở quá trình đốt cháy và thủy động lực trong nồi hơi, cũng như các điều kiện vận hành.

e) Ăn mòn bùn

Kiểu ăn mòn này xảy ra dưới một lớp bùn hình thành trên bề mặt bên trong của đường ống thiết bị nồi hơi do nồi hơi được cấp nước không đủ tinh khiết.

Thiệt hại kim loại xảy ra trong quá trình ăn mòn bùn có tính chất cục bộ (loét) và thường nằm ở bán chu vi của đường ống đối diện với lò. Các vết loét hình thành trông giống như những chiếc vỏ có đường kính từ 20 mm trở lên, chứa đầy oxit sắt, tạo thành một “vết sưng” dưới vết loét.

Việc xác định các loại ăn mòn là khó khăn và do đó, sai sót thường xảy ra khi xác định các biện pháp tối ưu về mặt công nghệ và kinh tế để chống ăn mòn. Các biện pháp cần thiết chính được thực hiện theo các tài liệu quy định, trong đó thiết lập các giới hạn của các tác nhân gây ăn mòn chính.

GOST 20995-75 “Nồi hơi cố định có áp suất lên tới 3,9 MPa. Các chỉ số chất lượng nước cấp và hơi nước" bình thường hóa các chỉ số trong nước cấp: độ trong suốt, tức là lượng tạp chất lơ lửng; độ cứng chung, hàm lượng hợp chất sắt và đồng - ngăn ngừa sự hình thành cặn và cặn oxit sắt và đồng; Giá trị pH - ngăn ngừa ăn mòn kiềm và axit cũng như tạo bọt trong trống nồi hơi; hàm lượng oxy - ngăn ngừa sự ăn mòn oxy; hàm lượng nitrit - ngăn ngừa ăn mòn nitrit; hàm lượng sản phẩm dầu mỏ - ngăn ngừa sự hình thành bọt trong trống lò hơi.

Các giá trị định mức được xác định bởi GOST tùy thuộc vào áp suất trong nồi hơi (do đó, phụ thuộc vào nhiệt độ nước), công suất của dòng nhiệt cục bộ và công nghệ xử lý nước.

Khi điều tra nguyên nhân ăn mòn, trước hết cần kiểm tra (nếu có) những nơi kim loại bị phá hủy, phân tích điều kiện hoạt động của lò hơi trong giai đoạn trước sự cố, phân tích chất lượng nước cấp, hơi nước và cặn lắng, và phân tích các tính năng thiết kế của lò hơi.

Khi kiểm tra bên ngoài, có thể nghi ngờ các loại ăn mòn sau đây.

Ăn mòn oxy

: phần vào của ống tiết kiệm thép; đường ống cung cấp khi gặp nước được khử oxy không đủ (trên mức bình thường) - “đột phá” về oxy do khả năng khử khí kém; máy sưởi nước cấp; tất cả các khu vực ẩm ướt của lò hơi trong quá trình ngừng hoạt động và không thực hiện các biện pháp ngăn không khí lọt vào lò hơi, đặc biệt là ở những khu vực ứ đọng, khi xả nước, từ những nơi khó loại bỏ hơi nước ngưng tụ hoặc đổ đầy nước, ví dụ như theo chiều dọc ống của bộ quá nhiệt. Trong thời gian ngừng hoạt động, sự ăn mòn tăng lên (cục bộ) khi có mặt chất kiềm (dưới 100 mg/l).

Ăn mòn oxy hiếm khi xảy ra (khi hàm lượng oxy trong nước cao hơn đáng kể so với định mức - 0,3 mg/l) trong các thiết bị tách hơi của trống nồi hơi và trên thành trống ở ranh giới mực nước; trong các ống dẫn nước xuống. Ăn mòn không xảy ra trong ống nâng do hiệu ứng khử khí của bọt hơi.

Loại và tính chất của thiệt hại. Các vết loét có độ sâu và đường kính khác nhau, thường được bao phủ bởi các nốt sần, lớp vỏ phía trên là oxit sắt màu đỏ (có thể là hematit Fe 2 O 3). Bằng chứng về sự ăn mòn tích cực: dưới lớp vỏ của củ có chất lắng đọng màu đen, có thể là magnetit (Fe 3 O 4) trộn với sunfat và clorua. Với sự ăn mòn đã tuyệt chủng, có một khoảng trống dưới lớp vỏ và đáy của vết loét được bao phủ bởi cặn và bùn.

Ở nước có pH > 8,5 - vết loét hiếm gặp nhưng lớn hơn và sâu hơn ở pH< 8,5 - встречаются чаще, но меньших размеров. Только вскрытие бугорков помогает интерпретировать бугорки не как поверхностные отложения, а как следствие коррозии.

Khi tốc độ nước lớn hơn 2 m/s, các củ có thể có hình dạng thuôn dài theo hướng chuyển động của tia nước.

. Lớp vỏ từ tính khá dày đặc và có thể đóng vai trò là rào cản đáng tin cậy ngăn cản sự xâm nhập của oxy vào củ. Nhưng chúng thường bị phá hủy do mỏi do ăn mòn, khi nhiệt độ của nước và kim loại thay đổi theo chu kỳ: nồi hơi dừng và khởi động thường xuyên, chuyển động dao động của hỗn hợp hơi nước, phân tầng hỗn hợp hơi nước thành các nút riêng biệt của hơi nước và nước nối tiếp nhau.

Sự ăn mòn tăng lên khi tăng nhiệt độ (lên tới 350°C) và tăng hàm lượng clorua trong nước lò hơi. Đôi khi sự ăn mòn được tăng cường bởi các sản phẩm phân hủy nhiệt của một số chất hữu cơ trong nước cấp.

Cơm. 1. Vẻ bề ngoàiăn mòn oxy

Ăn mòn kiềm (theo nghĩa hẹp hơn - giữa các hạt)

Nơi bị ăn mòn kim loại. Đường ống ở khu vực có dòng nhiệt công suất cao (khu vực đầu đốt và đối diện với ngọn đuốc dài) - 300-400 kW/m2 và nơi nhiệt độ kim loại cao hơn nhiệt độ sôi của nước ở áp suất nhất định 5-10 °C; ống nghiêng và nằm ngang nơi lưu thông nước kém; những nơi có trầm tích dày; các vùng gần các vòng đệm và trong chính các mối hàn, ví dụ, ở những nơi hàn các thiết bị tách hơi trong trống; những nơi gần đinh tán.

Loại và tính chất của thiệt hại. Các vết lõm hình bán cầu hoặc hình elip chứa đầy các sản phẩm ăn mòn, thường bao gồm các tinh thể magnetite sáng bóng (Fe 3 O 4). Hầu hết các vết lõm đều được bao phủ bởi một lớp vỏ cứng. Ở phía của các đường ống đối diện với hộp cứu hỏa, các hốc có thể kết nối với nhau, tạo thành cái gọi là vết ăn mòn rộng 20-40 mm và dài tới 2-3 m.

Nếu lớp vỏ không đủ ổn định và dày đặc thì sự ăn mòn có thể dẫn đến - trong điều kiện ứng suất cơ học - xuất hiện các vết nứt trên kim loại, đặc biệt là gần các vết nứt: đinh tán, khớp lăn, điểm hàn của thiết bị tách hơi.

Nguyên nhân gây hư hỏng do ăn mòn. Tại nhiệt độ cao- trên 200 °C - và nồng độ xút (NaOH) cao - 10% trở lên - màng bảo vệ (lớp vỏ) trên kim loại bị phá hủy:

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

Sản phẩm trung gian NaFeO 2 bị thủy phân:

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

Nghĩa là, trong phản ứng này (2) xút bị khử, trong phản ứng (1), (2) nó không bị tiêu hao mà đóng vai trò như một chất xúc tác.

Khi loại bỏ magnetit, xút và nước có thể phản ứng trực tiếp với sắt để giải phóng hydro nguyên tử:

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

4H 2 O + 3Fe = Fe 3 O 4 + 8H (4)

Hydro giải phóng có khả năng khuếch tán vào kim loại và tạo thành khí metan (CH 4) với cacbua sắt:

4H + Fe 3 C = CH 4 + 3Fe (5)

Cũng có thể kết hợp hydro nguyên tử thành hydro phân tử (H + H = H 2).

Mêtan và hydro phân tử không thể xâm nhập vào kim loại; chúng tích tụ ở ranh giới hạt và khi có vết nứt, chúng sẽ mở rộng và làm sâu hơn. Ngoài ra, các loại khí này còn ngăn cản sự hình thành và nén chặt của màng bảo vệ.

Dung dịch xút đậm đặc được hình thành ở những nơi nước nồi hơi bốc hơi sâu: cặn muối dày đặc (một loại ăn mòn dưới bùn); một cuộc khủng hoảng sôi hạt nhân, khi một màng hơi ổn định được hình thành phía trên kim loại - ở đó kim loại hầu như không bị hư hại, nhưng ở các cạnh của màng, nơi xảy ra sự bay hơi tích cực, xút ăn da tập trung; sự hiện diện của các vết nứt nơi xảy ra sự bay hơi, khác với sự bay hơi trong toàn bộ thể tích nước: xút bay hơi kém hơn nước, không bị nước cuốn trôi và tích tụ. Tác dụng lên kim loại, xút tạo thành các vết nứt ở ranh giới hạt hướng vào kim loại (một dạng ăn mòn giữa các hạt - kẽ hở).

Ăn mòn giữa các hạt dưới tác động của nước nồi hơi kiềm thường tập trung nhiều nhất ở trống nồi hơi.

Cơm. 3. Ăn mòn giữa các hạt: a - vi cấu trúc của kim loại trước khi ăn mòn, b - vi cấu trúc ở giai đoạn ăn mòn, hình thành các vết nứt dọc theo ranh giới hạt của kim loại

Tác động ăn mòn như vậy đối với kim loại chỉ có thể xảy ra khi có sự hiện diện đồng thời của ba yếu tố:

• ứng suất cơ kéo cục bộ gần hoặc vượt quá giới hạn chảy một chút, nghĩa là 2,5 MN/mm 2 ;
• các khớp nối lỏng lẻo của các bộ phận trống (được chỉ ra ở trên), nơi có thể xảy ra sự bay hơi sâu của nước nồi hơi và nơi tích tụ xút hòa tan màng bảo vệ oxit sắt (nồng độ NaOH trên 10%, nhiệt độ nước trên 200 °C và - đặc biệt - gần 300 °C). Nếu lò hơi được vận hành ở áp suất thấp hơn áp suất định mức (ví dụ: 0,6-0,7 MPa thay vì 1,4 MPa), thì khả năng xảy ra loại ăn mòn này sẽ giảm;
• sự kết hợp không thuận lợi của các chất trong nước lò hơi, thiếu nồng độ bảo vệ cần thiết của chất ức chế loại ăn mòn này. Muối natri có thể đóng vai trò là chất ức chế: sunfat, cacbonat, phốt phát, nitrat, rượu cellulose sulfite.

Cơm. 4. Xuất hiện sự ăn mòn giữa các hạt

Các vết nứt do ăn mòn không phát triển nếu tuân theo tỷ lệ sau:

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

trong đó Na 2 SO 4, Na 2 CO 3, Na 3 PO 4, NaNO 3, NaOH lần lượt là hàm lượng natri sunfat, natri cacbonat, natri photphat, natri nitrat và natri hydroxit, mg/kg.

Trong các nồi hơi được sản xuất hiện nay, không có ít nhất một trong các điều kiện quy định về hiện tượng ăn mòn.

Sự hiện diện của các hợp chất silicon trong nước lò hơi cũng có thể làm tăng sự ăn mòn giữa các hạt.

NaCl trong những điều kiện này không phải là chất ức chế ăn mòn. Như đã trình bày ở trên: Ion clo (Cl -) là chất xúc tác ăn mòn, do có tính linh động cao, kích thước nhỏ nên chúng dễ dàng xuyên qua màng oxit bảo vệ và tạo ra các muối hòa tan cao với sắt (FeCl 2, FeCl 3) thay vì các oxit sắt kém tan. .

Trong nước nồi hơi, các giá trị tổng khoáng hóa được theo dõi theo truyền thống, thay vì hàm lượng muối riêng lẻ. Có lẽ vì lý do này, việc tiêu chuẩn hóa được đưa ra không phải theo tỷ lệ đã nêu (6), mà theo giá trị độ kiềm tương đối của nước lò hơi:

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

trong đó Shk rel - độ kiềm tương đối của nước lò hơi, %; Shch ov rel - độ kiềm tương đối của nước đã qua xử lý (bổ sung), %; Shch ov - tổng độ kiềm của nước đã xử lý (bổ sung), mmol/l; Sov - khoáng hóa của nước đã qua xử lý (bổ sung) (bao gồm cả hàm lượng clorua), mg/l.

Tổng độ kiềm của nước đã xử lý (bổ sung) có thể được lấy bằng mmol/l:

• sau khi cation hóa natri - tổng độ kiềm nguồn nước;
• sau khi song song cation hydro-natri - (0,3-0,4), hoặc tuần tự với quá trình tái sinh “đói” của bộ lọc trao đổi hydro-cation - (0,5-0,7);
• sau khi cation hóa natri bằng axit hóa và ion hóa natri clo - (0,5-1,0);
• sau khi cation hóa amoni-natri - (0,5-0,7);
• sau khi bón vôi ở nhiệt độ 30-40°C - (0,35-1,0);
• sau khi đông tụ - (Sh về ref - D k), trong đó Sh về ref là tổng độ kiềm của nước nguồn, mmol/l; D k - liều lượng chất keo tụ, mmol/l;
• sau khi bón vôi ở 30-40 °C - (1,0-1,5) và ở 60-70 °C - (1,0-1,2).

Các giá trị độ kiềm tương đối của nước lò hơi theo tiêu chuẩn Rostechnadzor được chấp nhận, %, không lớn hơn:

• đối với nồi hơi có trống đinh tán - 20;
• đối với nồi hơi có trống hàn và ống cuộn vào - 50;
• đối với nồi hơi có trống và ống hàn được hàn vào chúng - bất kỳ giá trị nào, không được tiêu chuẩn hóa.

Cơm. 4. Kết quả ăn mòn giữa các hạt

Theo tiêu chuẩn của Rostechnadzor, Shch kv rel là một trong những tiêu chí để vận hành an toàn nồi hơi. Sẽ đúng hơn nếu kiểm tra tiêu chí về khả năng gây kiềm của nước lò hơi, tiêu chí này không tính đến hàm lượng ion clo:

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

trong đó Ksh là tiêu chí về khả năng gây kiềm tiềm tàng của nước lò hơi; Sov - độ khoáng hóa của nước đã qua xử lý (bổ sung) (bao gồm cả hàm lượng clorua), mg/l; Cl - - hàm lượng clorua trong nước đã qua xử lý (bổ sung), mg/l; Shch ov - tổng độ kiềm của nước đã xử lý (bổ sung), mmol/l.

Giá trị của K sch có thể được lấy:

• đối với nồi hơi có trống có đinh tán có áp suất lớn hơn 0,8 MPa ≥ 5;
• đối với nồi hơi có trống hàn và ống cuộn vào có áp suất lớn hơn 1,4 MPa ≥ 2;
• đối với nồi hơi có trống hàn và ống được hàn vào chúng, cũng như đối với nồi hơi có trống hàn và ống cuộn vào chúng với áp suất lên đến 1,4 MPa và nồi hơi có trống đinh tán có áp suất lên đến 0,8 MPa - không tiêu chuẩn hóa.

Ăn mòn bùn

Dưới cái tên này một số các loại khác nhauăn mòn (kiềm, oxy, v.v.). Sự tích tụ cặn và bùn lỏng, xốp ở các khu vực khác nhau của lò hơi gây ra sự ăn mòn kim loại dưới lớp bùn. Lý do chính: ô nhiễm nước cấp do oxit sắt.

Ăn mòn nitrit

. Màn hình và ống nồi hơi của lò hơi ở phía đối diện với hộp cứu hỏa.

Loại và tính chất của thiệt hại. Loét lớn hiếm gặp, hạn chế rõ rệt.

. Nếu có hơn 20 μg/l ion nitrit (NO - 2) trong nước cấp và nhiệt độ nước lớn hơn 200 ° C, nitrit đóng vai trò là chất khử cực catốt của ăn mòn điện hóa, bị khử thành HNO 2, NO, N 2 (xem ở trên).

Ăn mòn hơi nước

Vị trí hư hỏng do ăn mòn kim loại. Phần thoát của cuộn dây quá nhiệt, đường ống dẫn hơi quá nhiệt, ống tạo hơi nằm ngang và hơi nghiêng ở những khu vực lưu thông nước kém, đôi khi dọc theo hình trên của cuộn dây thoát của thiết bị tiết kiệm nước sôi.

Loại và tính chất của thiệt hại. Các mảng oxit sắt đen dày đặc (Fe 3 O 4), bám chắc vào kim loại. Khi nhiệt độ dao động, tính liên tục của mảng bám (lớp vỏ) bị gián đoạn và vảy bong ra. Làm mỏng đồng đều kim loại với các vết phồng, vết nứt dọc, vết nứt.

Nó có thể được xác định là ăn mòn dưới lớp bùn: ở dạng vết loét sâu với các cạnh được phân định không rõ ràng, thường là gần các mối hàn nhô vào trong đường ống, nơi bùn tích tụ.

Nguyên nhân gây hư hỏng do ăn mòn:

• môi trường giặt - hơi nước trong bộ quá nhiệt, đường ống hơi nước, “gối” hơi nước dưới một lớp bùn;
• nhiệt độ kim loại (thép 20) trên 450 ° C, dòng nhiệt đến phần kim loại - 450 kW/m2;
• vi phạm chế độ đốt: xỉ đầu đốt, tăng ô nhiễm đường ống bên trong và bên ngoài, quá trình đốt cháy không ổn định (rung), kéo dài ngọn đuốc về phía ống sàng.

Kết quả: ngay lập tức phản ứng hóa học sắt bằng hơi nước (xem ở trên).

Ăn mòn vi sinh

Do vi khuẩn hiếu khí và kỵ khí gây ra, xuất hiện ở nhiệt độ 20-80°C.

Vị trí hư hỏng kim loại. Ống và thùng chứa vào nồi hơi bằng nước ở nhiệt độ quy định.

Loại và tính chất của thiệt hại. củ kích cỡ khác nhau: đường kính từ vài mm đến vài cm, hiếm khi vài chục cm. Các nốt sần được bao phủ bởi các oxit sắt dày đặc - một sản phẩm thải của vi khuẩn hiếu khí. Bên trong có chất bột màu đen và huyền phù (sắt sunfua FeS) - sản phẩm của vi khuẩn kỵ khí khử sunfat, dưới hình thành màu đen có vết loét tròn.

Nguyên nhân hư hỏng. Nước tự nhiên luôn chứa sắt sunfat, oxy và nhiều loại vi khuẩn khác nhau.

Vi khuẩn sắt với sự có mặt của oxy tạo thành một màng oxit sắt, trong đó vi khuẩn kỵ khí khử sunfat thành sắt sunfua (FeS) và hydro sunfua (H 2 S). Đổi lại, hydro sunfua bắt đầu hình thành axit sunfuric (rất không ổn định) và axit sunfuric, đồng thời kim loại bị ăn mòn.

Loại này có tác động gián tiếp đến sự ăn mòn nồi hơi: dòng nước với tốc độ 2-3 m/s xé toạc các củ, mang chất chứa trong chúng vào nồi hơi, làm tăng sự tích tụ bùn.

Trong một số trường hợp hiếm hoi, sự ăn mòn này có thể xảy ra trong chính lò hơi nếu trong thời gian ngừng hoạt động lâu dài của lò hơi, lượng nước dự trữ được đổ đầy ở nhiệt độ 50-60 o C và nhiệt độ được duy trì do sự thoát hơi ngẫu nhiên từ nồi hơi lân cận.

Ăn mòn Chelate

Vị trí hư hỏng do ăn mòn. Thiết bị tách hơi nước khỏi nước: trống nồi hơi, thiết bị tách hơi trong và ngoài trống, hiếm khi có trong đường ống cấp nước cấp và bộ tiết kiệm.

Loại và tính chất của thiệt hại. Bề mặt kim loại nhẵn nhưng nếu môi trường chuyển động với tốc độ cao thì bề mặt bị ăn mòn không nhẵn, có các vết lõm hình móng ngựa và các “đuôi” định hướng theo hướng chuyển động. Bề mặt được phủ một lớp màng mỏng mờ hoặc đen bóng. Không có cặn lắng rõ ràng và không có sản phẩm ăn mòn vì “chelate” (được đưa đặc biệt vào lò hơi hợp chất hữu cơ polyamines) đã phản ứng.

Với sự có mặt của oxy, điều hiếm khi xảy ra ở nồi hơi đang hoạt động bình thường, bề mặt bị ăn mòn được “tiếp thêm sinh lực”: độ nhám, các đảo kim loại.

Nguyên nhân gây hư hỏng do ăn mòn. Cơ chế hoạt động của “chelate” đã được mô tả trước đó (“Nhà nồi hơi công nghiệp và sưởi ấm và CHP mini”, 1(6)΄ 2011, trang 40).

Sự ăn mòn “chelate” xảy ra khi sử dụng quá liều “chelate”, nhưng cũng có thể xảy ra với liều lượng bình thường, vì “chelate” tập trung ở những khu vực xảy ra sự bay hơi nước mạnh: sự sôi mầm được thay thế bằng sự sôi màng. Trong các thiết bị tách hơi, có những trường hợp ăn mòn “chelate” có tính phá hủy đặc biệt do vận tốc hỗn loạn của nước và hỗn hợp hơi nước-nước cao.

Tất cả các hư hỏng do ăn mòn được mô tả có thể có tác động tổng hợp, do đó tổng thiệt hại do tác động kết hợp của các yếu tố ăn mòn khác nhau có thể vượt quá tổng thiệt hại từ các loại ăn mòn riêng lẻ.

Theo quy luật, tác động của các chất ăn mòn làm tăng cường chế độ nhiệt không ổn định của nồi hơi, gây ra mỏi ăn mòn và bắt đầu ăn mòn mỏi nhiệt: số lần khởi động từ trạng thái nguội là hơn 100, tổng số lần khởi động là hơn 200 .Vì những loại hư hỏng kim loại này hiếm khi xảy ra nên các vết nứt, vỡ ống có hình dáng giống với hư hỏng kim loại do nhiều kiểu ăn mòn khác nhau.

Thông thường, để xác định nguyên nhân phá hủy kim loại, cần phải có các nghiên cứu kim loại bổ sung: chụp X quang, siêu âm, phát hiện khuyết tật bằng màu sắc và hạt từ tính.

Nhiều nhà nghiên cứu đã đề xuất các chương trình chẩn đoán các loại hư hỏng do ăn mòn đối với thép nồi hơi. Chương trình VTI (A.F. Bogachev và các đồng nghiệp của ông) được biết đến - chủ yếu dành cho nồi hơi năng lượng áp suất cao, và sự phát triển của hiệp hội Energochermet - chủ yếu dành cho nồi hơi năng lượng áp suất thấp và trung bình cũng như nồi hơi nhiệt thải.

2.1. Bề mặt sưởi ấm.

Các hư hỏng điển hình nhất đối với các đường ống có bề mặt gia nhiệt là: các vết nứt trên bề mặt của lưới lọc và ống nồi hơi, sự ăn mòn ở bề mặt bên ngoài và bên trong của đường ống, vỡ, mỏng thành ống, nứt và phá hủy chuông.

Nguyên nhân xuất hiện các vết nứt, vỡ và rò rỉ: cặn muối trong ống nồi hơi, sản phẩm ăn mòn, hạt hàn làm chậm quá trình tuần hoàn và gây quá nhiệt cho kim loại, hư hỏng cơ học bên ngoài, vi phạm chế độ hóa học của nước.

Ăn mòn bề mặt bên ngoài của đường ống được chia thành nhiệt độ thấp và nhiệt độ cao. Ăn mòn ở nhiệt độ thấp xảy ra ở những nơi lắp đặt máy thổi, do vận hành không đúng cách, sự ngưng tụ được phép hình thành trên các bề mặt gia nhiệt phủ đầy bồ hóng. Ăn mòn ở nhiệt độ cao có thể xảy ra ở giai đoạn thứ hai của bộ quá nhiệt khi đốt dầu nhiên liệu chua.

Sự ăn mòn phổ biến nhất ở bề mặt bên trong của đường ống xảy ra khi các khí ăn mòn (oxy, carbon dioxide) hoặc muối (clorua và sunfat) có trong nước nồi hơi tương tác với kim loại của đường ống. Sự ăn mòn bề mặt bên trong của đường ống biểu hiện ở việc hình thành các vết rỗ, vết loét, sâu răng và vết nứt.

Ăn mòn bề mặt bên trong của đường ống còn bao gồm: ăn mòn ứ đọng oxy, ăn mòn kiềm dưới bùn của nồi hơi và ống sàng, ăn mòn mỏi, biểu hiện dưới dạng các vết nứt trên nồi hơi và ống sàng.

Hư hỏng đường ống do từ biến được đặc trưng bởi sự gia tăng đường kính và hình thành các vết nứt dọc. Biến dạng ở những nơi ống bị uốn cong và mối hàn có thể có hướng khác nhau.

Sự cháy và đóng cặn trong đường ống xảy ra do chúng quá nóng đến nhiệt độ vượt quá nhiệt độ thiết kế.

Các loại hư hỏng chính đối với mối hàn do hàn hồ quang thủ công là các lỗ rò phát sinh do không xuyên thấu, tích tụ xỉ, lỗ khí và thiếu sự hợp nhất dọc theo các cạnh của đường ống.

Các khuyết tật và hư hỏng chính trên bề mặt của bộ quá nhiệt là: ăn mòn và đóng cặn trên bề mặt bên ngoài và bên trong của đường ống, vết nứt, rủi ro và bong tróc của kim loại ống, lỗ rò và vỡ đường ống, khuyết tật ở mối hàn ống, biến dạng dư như kết quả của leo.

Hư hỏng các mối hàn phi lê của cuộn dây hàn và phụ kiện đối với bộ thu, do vi phạm công nghệ hàn, có dạng vết nứt hình khuyên dọc theo đường nung chảy từ phía bên của cuộn dây hoặc phụ kiện.

Các trục trặc điển hình phát sinh trong quá trình vận hành bộ giảm nhiệt bề mặt của nồi hơi DE-25-24-380GM là: ăn mòn bên trong và bên ngoài đường ống, các vết nứt và lỗ rò trong mối hàn.

các đường nối và chỗ uốn ống, các lỗ hổng có thể xảy ra trong quá trình sửa chữa, rủi ro trên mặt mặt bích, rò rỉ các kết nối mặt bích do mặt bích bị lệch. Trong quá trình kiểm tra thủy lực của nồi hơi, bạn có thể

chỉ xác định sự hiện diện của rò rỉ trong bộ giảm nhiệt. Để xác định các khuyết tật tiềm ẩn, cần tiến hành thử nghiệm thủy lực riêng lẻ của bộ giảm quá nhiệt.

2.2. Trống nồi hơi.

Các hư hỏng điển hình của bao nồi hơi là: nứt-rách ở bề mặt bên trong và bên ngoài của vỏ và đáy, nứt-rách xung quanh. lỗ ống trên bề mặt bên trong của trống và trên bề mặt hình trụ của các lỗ ống, ăn mòn giữa các tinh thể của vỏ và đáy, ăn mòn tách biệt bề mặt của vỏ và đáy, hình bầu dục của trống, chỗ phình ra trên bề mặt của trống. lò, gây ra bởi hiệu ứng nhiệt độ của ngọn đuốc trong trường hợp phá hủy (hoặc mất) các bộ phận lót riêng lẻ.

2.3. Kết cấu kim loại và lớp lót nồi hơi.

Tùy thuộc vào chất lượng của công việc phòng ngừa, cũng như chế độ và thời gian hoạt động của lò hơi, cấu trúc kim loại của nó có thể có các khuyết tật và hư hỏng sau: gãy và uốn cong các giá đỡ và liên kết, vết nứt, hư hỏng do ăn mòn bề mặt kim loại.

Do tiếp xúc lâu với nhiệt độ, xảy ra hiện tượng nứt và hư hỏng tính nguyên vẹn của các viên gạch định hình, được cố định trên các chốt vào trống phía trên từ phía hộp cứu hỏa, cũng như các vết nứt ở gạch xây dọc theo trống dưới và sàn hộp cứu hỏa.

Đặc biệt phổ biến là sự phá hủy vòng ôm bằng gạch của đầu đốt và vi phạm kích thước hình học do gạch nóng chảy.

3. Kiểm tra tình trạng của các bộ phận nồi hơi.

Tình trạng của các bộ phận nồi hơi được đưa đi sửa chữa được kiểm tra dựa trên kết quả kiểm tra thủy lực, kiểm tra bên ngoài và bên trong, cũng như các loại kiểm soát khác được thực hiện trong phạm vi và theo chương trình kiểm tra của chuyên gia nồi hơi (phần “Lò hơi Chương trình thanh tra chuyên gia”).

3.1. Kiểm tra bề mặt gia nhiệt.

Kiểm tra bề mặt bên ngoài phần tử ống Phải đặc biệt cẩn thận ở những nơi đường ống đi qua lớp lót, vỏ bọc, ở những khu vực có ứng suất nhiệt tối đa - trong khu vực đầu đốt, cửa sập, hố ga, cũng như ở những nơi ống màn bị uốn cong và tại các mối hàn.

Để ngăn ngừa tai nạn liên quan đến việc làm mỏng thành ống do lưu huỳnh và ăn mòn tĩnh điện, cần kiểm tra đường ống của bề mặt gia nhiệt của nồi hơi đã hoạt động hơn hai năm trong các cuộc kiểm tra kỹ thuật hàng năm do chính quyền doanh nghiệp thực hiện. .

Việc kiểm soát được thực hiện bằng cách kiểm tra bên ngoài bằng cách dùng búa gõ nhẹ vào bề mặt bên ngoài đã được làm sạch trước của đường ống có trọng lượng không quá 0,5 kg và đo độ dày của thành ống. Trong trường hợp này, bạn nên chọn các phần của đường ống đã bị mài mòn và ăn mòn nhiều nhất (mặt cắt ngang, khu vực có cặn bồ hóng và được bao phủ bởi cặn than cốc).

Độ dày của thành ống được đo bằng máy đo độ dày siêu âm. Có thể cắt bỏ các đoạn ống trên hai hoặc ba ống chắn đốt và ống chùm đối lưu nằm ở đầu vào và đầu ra của khí. Độ dày còn lại của thành ống không được nhỏ hơn độ dày tính toán theo tính toán cường độ (kèm theo Giấy chứng nhận nồi hơi), có tính đến sự gia tăng độ ăn mòn trong thời gian vận hành tiếp theo cho đến lần kiểm tra tiếp theo và sự gia tăng về độ dày của thành ống. biên độ 0,5 mm.

Độ dày thành tính toán của ống sàng và ống nồi hơi cho áp suất vận hành 1,3 MPa (13 kgf/cm2) là 0,8 mm, cho áp suất vận hành 2,3 MPa (23 kgf/cm2) – 1,1 mm. Dung sai ăn mòn được tính toán dựa trên kết quả đo thu được và có tính đến thời gian vận hành giữa các lần khảo sát.

Tại các doanh nghiệp, do hoạt động lâu dài, không quan sát thấy sự mài mòn mạnh của các ống bề mặt sưởi ấm, việc kiểm soát độ dày thành ống có thể được thực hiện tại sửa chữa chính, nhưng ít nhất 4 năm một lần.

Bộ thu, bộ quá nhiệt và màn chắn phía sau phải được kiểm tra bên trong. Các cửa sập của ống góp phía trên của màn chắn phía sau phải được mở và kiểm tra bắt buộc.

Đường kính ngoài của ống phải được đo ở vùng nhiệt độ tối đa. Để đo, hãy sử dụng các mẫu đặc biệt (dập ghim) hoặc thước cặp. Được phép có các vết lõm có chuyển tiếp trơn tru với độ sâu không quá 4 mm trên bề mặt ống nếu chúng không làm cho độ dày thành vượt quá giới hạn sai lệch âm.

Độ chênh lệch cho phép của độ dày thành ống là 10%.

Kết quả kiểm tra, đo đạc được ghi vào phiếu sửa chữa.

3.2. Kiểm tra trống.

Khi xác định được các khu vực của trống bị hư hỏng do ăn mòn thì cần kiểm tra bề mặt trước khi vệ sinh nội bộĐể xác định cường độ ăn mòn, hãy đo độ sâu ăn mòn kim loại.

Đo độ ăn mòn đồng đều dọc theo chiều dày của tường, trong đó một lỗ có đường kính 8 mm được khoan cho mục đích này. Sau khi đo, hãy cắm một nút vào lỗ và đốt cháy cả hai bên hoặc, trong trường hợp nghiêm trọng, chỉ đốt từ bên trong trống. Phép đo cũng có thể được thực hiện bằng máy đo độ dày siêu âm.

Sự ăn mòn và vết loét chính nên được đo bằng cách lấy dấu. Với mục đích này, hãy làm sạch khu vực bị hư hỏng trên bề mặt kim loại khỏi cặn bám và bôi trơn nhẹ bằng thạch dầu mỏ kỹ thuật. Dấu ấn chính xác nhất thu được nếu khu vực bị hư hỏng nằm trên bề mặt nằm ngang và trong trường hợp này có thể lấp đầy nó bằng kim loại nóng chảy có điểm nóng chảy thấp. Kim loại cứng tạo thành một ấn tượng chính xác về bề mặt bị hư hỏng.

Để có được các bản in, hãy sử dụng chất liệu cấp ba, babbitt, thiếc và nếu có thể, hãy sử dụng thạch cao.

Có thể thu được dấu vết hư hỏng trên bề mặt trần thẳng đứng bằng sáp và nhựa dẻo.

Việc kiểm tra lỗ ống và trống được thực hiện theo trình tự sau.

Sau khi tháo các ống loe ra, hãy kiểm tra đường kính của các lỗ bằng mẫu. Nếu mẫu đi vào lỗ đến mức nhô ra, điều này có nghĩa là đường kính của lỗ tăng vượt quá định mức. Đường kính chính xác được đo bằng thước cặp và ghi vào phiếu sửa chữa.

Khi kiểm tra các mối hàn dạng trống, cần kiểm tra kim loại nền liền kề có chiều rộng 20-25 mm ở cả hai mặt của đường hàn.

Độ bầu dục của trống được đo ít nhất cứ sau 500 mm dọc theo chiều dài của trống và trong những trường hợp nghi ngờ thì thường xuyên hơn.

Việc đo độ võng của trống được thực hiện bằng cách căng dây dọc theo bề mặt trống và đo các khe hở dọc theo chiều dài của dây.

Việc kiểm soát bề mặt trống, lỗ ống và mối hàn được thực hiện bằng kiểm tra bên ngoài, phương pháp, phát hiện hạt từ, màu sắc và siêu âm.

Cho phép có các lỗ và vết lõm bên ngoài khu vực của các đường nối và lỗ (không cần làm thẳng), với điều kiện là chiều cao (độ lệch), tính theo phần trăm của kích thước nhỏ nhất của đế, không lớn hơn:

sang một bên áp suất không khí(cửa hàng) - 2%;

về phía áp suất hơi (vết lõm) - 5%.

Mức giảm cho phép của độ dày của thành đáy là 15%.

Mức tăng cho phép của đường kính lỗ đối với đường ống (để hàn) là 10%.